Die Digitale Fabrik ist bereits seit vielen Jahren in der Industrie etabliert. Um die steigende Komplexität und Vielzahl an Informationen in der Digitalen Fabrik verarbeiten zu können, müssen jedoch neue Lösungen gefunden werden. Welchen Beitrag Sensoren diesbezüglich leisten, wird in diesem Blog gezeigt.
Welche Rolle nehmen die Sensoren ein?
Sensoren sind die Sinne von Maschinen und Anlagen. Sie sind vergleichbar mit den Sinnesorganen beim Menschen – Augen, Ohren und Fühler. Sie beobachten die Abläufe an Maschinen und Anlagen und überwachen diese.
„Die primäre Aufgabe von Sensoren ist schon heute die Abbildung der Realität“
Philipp Echteler, Project Manager Customer bei Balluff.
Um diese Realität abzubilden, sammeln die Sensoren Unmengen von Daten und generieren daraus nützliche Informationen. Aus den gewonnenen Informationen lernen die Sensoren und sind fähig, Prozesse mit der Zeit selbst zu optimieren.
Verarbeitung der Datenmenge als grosse Herausforderung
Die immer grösser werdende Anzahl Sensoren, bringt automatisch eine riesige Datenmenge mit sich. Maschinen müssen in der Lage sein, diese schnell zu verarbeiten (Big Data). Das stellt die IT-Systeme jedoch vor eine sehr große Herausforderung. Experten sind sich dennoch sicher, dass Datenmassen von dieser Größe in wenigen Jahren problemlos verwaltet werden können. Wichtig sei nur, dass alle Maschinen die gleiche Sprache sprechen, um sich auf ein Minimum von Kommunikationsarten zu beschränken.
Einsatz von Sensoren in der heutigen Zeit
Systeme sind heute in der Lage, alles miteinander zu verbinden, indem Geräte, Maschinen und Fabrikinformationen gemeinsam genutzt werden und dadurch fähig sind, Fertigungsprozesse selbstständig zu verwalten.
Die Abbildung zeigt den prozentualen Anteil am Umsatz, der mit Sensoren in den unterschiedlichen Branchen erzielt wurde, in den Jahren 2010 und 2020. Dabei wird ersichtlich, dass der Bereich „Fahrzeugbau“ einen starken Zuwachs aufzeigt. Dies ist wahrscheinlich auf die Automatisierung in der Produktion von Automobilen zurückzuführen, da die vielen Roboter mit diversen Sensoren ausgestatten sein müssen.
Damit ein Roboter selbstständig funktionieren kann, muss er je nach Aufgabe mit diversen Sensoren ausgestattet sein. Besonders bei kollaborativen Robotern nehmen die Sensoren eine wichtige Rolle ein. Einerseits benötigen sie die gleichen Fühler wie ein vollautomatischer Roboter und andererseits müssen sie auf menschliche Interaktion reagieren können. Das heisst konkret, dass wenn der Mensch den Roboter an bestimmten Stellen berührt, muss dieser eine definierte Routine ausführen. Das folgende Video der Firma Fanuc veranschaulicht, wie das funktioniert.
https://www.youtube.com/watch?v=tlgKsTMmywk
Fazit
Die Sensoren sind ein wichtiger Bestandteil zur Umsetzung von Smart Factories. Sie ermöglichen eine vollautomatisierte Produktionsherstellung, ohne dabei etwas zu beschädigen. Sie verleihen den Robotern bzw. Gegenständen ihre Sinne wie Sehen, Hören, Fühlen etc. Trotz einer stetigen Entwicklung und Verbesserung, haben sich die Sensoren in den zugrunde liegenden Funktionsprinzipien wenig bis gar nicht verändert. In allen Bereichen der Industrie sind sie heutzutage anzutreffen und optimieren die Geschäftsprozesse. Jedoch bringen sie auch gewisse Herausforderungen wie das Verarbeiten grosser Datenmengen aber auch das Wachstum der Erdbevölkerung. Letztendlich ist die Industrie 4.0 auf den Einsatz von Sensoren angewiesen.
