Robuste Sensoren für smarte Produktionslinien-Optimierung

Datenerfassung wird seit Urzeiten betrieben, um das Geschehen zu verstehen – wir messen Parameter wie Zeit, Distanz, Temperatur...

Dasselbe gilt für Produktionslinien: Uneingeschränkte Erfassung von Fertigungs-, Produkt- und Logistikdaten ermöglicht bessere Entscheidungen und Wertschöpfung entlang der gesamten Produktionskette. Die erfassenden Geräte sind Sensoren. Sensoren müssen zuverlässig und robust sein, um Vielfalt und potenzielle Prozessänderungen zu bewältigen.

Was ist ein Sensor?

Sensoren sind Geräte, die massiv Daten erfassen, die in jedem Prozess einer Produktionslinie oder Logistikoperation anfallen.

Sensoren sind für Maschinen das, was Sinne für Menschen sind. Gesammelte Informationen machen Maschinen intelligenter. Zur Informationsgewinnung: Daten aus Sensoren filtern.

Sensoren befähigen Maschinen zu sehen, detektieren und intelligenter kommunizieren – Klassifizierung und Interpretation all dieser Informationen. Neben Steuerung von Maschinen und Prozessen ermöglichen Sensordaten Monitoring und Früherkennung/Verhinderung möglicher Ausfälle. Sie bringen Transparenz in Material- und Prozessflüsse. Prozesse werden effizienter. Deshalb sind Sensoren zentraler Bestandteil der Automatisierung und Digitalisierung von Fabriken. Kurz: Sie erlauben:

• Maschinenfunktion in Echtzeit untersuchen.
• Fehler in Fertigung und/oder Betrieb lokalisieren.
• Jeden Prozess studieren, um zeit-/kostensparende Lösungen zu finden.

Information wird zum wichtigsten Wert – ermöglicht korrekte Echtzeitentscheidungen. Verschiedene Sensortypen in Produktionslinien liefern die Informationen für die gewünschte Produktqualität.

Sensortypen in Produktionslinien

Sensorentwicklung ermöglichte Klassifikation in zwei Gruppen: konventionelle Sensoren und intelligente Sensoren (Smart Sensors). Konventionelle liefern nur Rohdaten ohne Verarbeitung. Intelligente Sensoren verarbeiten Daten und extrahieren relevante Informationen: Parameter außerhalb Toleranz, Zeitverlauf, Netzwerkkonnektivität für Datenspeicherung.

Wichtige Sensoren in Produktionslinien

Viele Sensortypen erfassen diverse Daten und messen verschiedene Parameter. Näherungssensoren (kapazitiv, induktiv, fotoelektrisch, magnetisch) detektieren Bewegung. Temperatursensoren messen Grad in Umgebung, Maschine, Produkt... – auch für optimalen, sicheren Betrieb. Sensoren für Fertigungsparameter: Feuchte, Fett, Protein, Röstgrad, Dicke, Grammatur... – basieren auf verschiedenen Technologien.

Weitere verbreitete Industriesensoren: Drucksensoren, Füllstandssensoren, Vibrations- oder Geschwindigkeitssensoren.

Zusätzlich: Computer-Vision-Kameras sind auch Sensoren, die Prozessdaten liefern. Computer-Vision-Systeme sind intelligente Sensoren, die Bilder erfassen zur Detektion von Aktionen, Positionen, Fehlern etc. Intelligent, da sie auf Bildinformationen hin Reaktionen generieren.

Sensoren zur Verbesserung von Produktionsprozessen

Sensorapplikation in Produktionsprozessen bringt weiteren Automatisierungsgrad. Automatisierung muss flexibel sein für unterschiedliche Produkte/Varianten auf derselben Linie. Werke müssen flexibel und anpassungsfähig sein. Immer mehr Produkte, kleinere, variablere Losgrößen, steigende Individualisierung pro Kunde – Sensoren für diese Prozesse müssen sich anpassen und justieren.

Bei Analyse aktueller Produktionsniveaus vier industrielle Herausforderungen, denen Sensoren optimalere automatisierte Lösungen bieten:

• Verbesserte Qualitätskontrolle: Immer mehr Produkte, manuelle Prüfung schwieriger. Qualitätsanforderungen steigen, Effizienz gefordert. Daher: automatische Fehlererkennung und Erfassung aller möglichen Produkt-/Produktionsdaten – durch Sensoren aller Art.

• Flexiblere Automatisierung: Produktion und Logistikmanagement müssen sich schnell und profitabel an Bedarfs-/Prozessänderungen anpassen. Intelligente Sensoren passen Produktion via Datenanalyse an Bedürfnisse an.

• Arbeitssicherheit: Mensch-Maschine-Interaktion muss sicher, unter Berücksichtigung von Sicherheit und Ergonomie erfolgen. Intelligentere Maschinen durch Sensoren → weiterer Kollaborateur, der mit Menschen interagiert und gefährliche/wiederholende, nicht-wertschöpfende Aufgaben übernimmt.

• Nachverfolgung und Traceability: Sensoren verbessern Identifikation und Tracking von Produkten durch jeden Produktionsprozess. Traceability wichtig: Produktion → Transport → Lieferung an Kunde. Materialfluss muss transparent sein für schnellere Entscheidungen.

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