Ein Beispiel für komplexe Sensoren mit anwendungsspezifischer Software: Der 3D-Vision-Sensor erkennt als Rückfahrassistenz, ob in der Fabrik gemäßigte Kollisionsgefahr (gelber Bereich) oder akute (roter Bereich) besteht. Optische Sensoren werden in Verbindung mit Software die Augen in den Fabriken 4.0.

Ein Beispiel für komplexe Sensoren mit anwendungsspezifischer Software: Der 3D-Vision-Sensor erkennt als Rückfahrassistenz, ob in der Fabrik gemäßigte Kollisionsgefahr (gelber Bereich) oder akute (roter Bereich) besteht. Optische Sensoren werden in Verbindung mit Software die Augen in den Fabriken 4.0. Sick

Die vierte industrielle Revolution ist in vollem Gange, die Anfänge sind längst gemacht. Kommunikationsfähige Schnittstellen vernetzen einzelne Sensoren. Software, direkt im Sensor oder auf höheren Ebenen verortet, ermöglicht die Sensorfusion, nämlich das Filtern und Analysieren der gesammelten Daten. Die dabei gewonnenen Ergebnisse bilden die Grundlage für jene automatischen und autonomen Entscheidungen, wie sie intelligente Sensoren in Zukunft treffen sollen. Schon seit Jahren verbaut Sick Kommunikations-Schnittstellen in seinen Sensoren: Ethernet-basiert für komplexe und IO-Link für kleine Sensoren. Funktionale Softwarelösungen, die helfen, komplexe Sensoren zielsicher einzusetzen, ergänzen das Unternehmens-Portfolio zunehmend.

Vernetzung und Datenmanagement

Das Verarbeiten von Daten in der Vision Industrie 4.0 ist die Herausforderung schlechthin. Wenn die vernetzte Industrie bislang nie dagewesene Datenmengen verwalten und verarbeiten soll, steigt der Handlungsbedarf. Das gilt nicht nur für die jeweiligen Technologien, sondern gleichfalls auch für die daraus entstehenden Rechte und Pflichten. Deshalb engagiert sich Sick im Industrial Data Space e.V., denn Software spielt in der Zukunft eine besondere Rolle. Es wird weitere Lösungen geben, die diese Anforderungen noch übersteigen. Denn was man heute nämlich nur ungern zugibt: Derzeitige Datenverwaltungssysteme, die abhängig von den unterschiedlichen Strukturen konkurrierender Hersteller sind, eignen sich nur bedingt für die flächendeckende und einheitliche Digitalisierung der Industrie. Die Folge davon: entweder Standards ausarbeiten – oder nach Alternativen suchen.
Mit leistungsstarker Software allein ist es nicht getan. Die Vision Industrie 4.0 erfordert ein stabiles Fundament auch bei der Hardware: Damit die erfassten Daten, die bald ganze Warenflüsse automatisch steuern, absolut verlässlich verfügbar sind, müssen auch die Sensoren an allen Messpunkten fehlerfrei funktionieren. Deshalb steigt die Nachfrage nach kleineren, robusteren, leistungsfähigeren und preisgünstigeren Sensoren weiter. Vorausschauende Wartung, längere Lebensdauer, auch in rauen Umgebungen, sowie flexiblere Einbaumöglichkeiten sind daher Optimierungsziele und Kernkompetenz. Dass optische Sensoren der Zukunft, abgesehen von grundlegenden Aspekten, in zehn Jahren maßgeblich anders aussehen, glauben die Entwickler des Sensorspezialisten aber nicht. Daneben wird es allerdings eine ständig wachsende Zahl von weiteren Technologien geben, die zusätzliche sensorische Möglichkeiten bieten.

Bekannte Technologien weiter perfektionieren

„Die Verarbeitung von Daten in der Vision Industrie 4.0 ist die Herausforderung schlechthin – auch für Sensoranbieter.
Wolfgang Bay, Sick AG

„Die Verarbeitung von Daten in der Vision Industrie 4.0 ist die Herausforderung schlechthin – auch für Sensoranbieter.
Wolfgang Bay, Sick AG Sick

Seit nun 70 Jahren setzt das Waldkirchner Unternehmen bei seinen optischen Sensoren auf ein physikalisches Prinzip, das wohl auch für die kommenden 70 Jahre weiter Bestand haben wird: Optische Sensoren, die den menschlichen sensorischen Fähigkeiten ähneln. Künftige Sensorgenerationen werden diese Messgrößen zwar ergänzen – wie Ultraschall- oder Terahertz-Versionen – sie aber nie ganz ersetzen. Im Gegenteil: Die physikalisch bedingte höhere Auflösung perfektioniert die Wirkungsweise optischer Sensoren und kommt damit den Fähigkeiten des menschlichen Auges immer näher, insbesondere bei Auflösung, Tiefe und Farbwahrnehmung.

Mit neuen Materialien multisensorisch messen

Weiteres Innovationspotenzial liegt in den Komponenten der Sensoren brach, besonders in deren Werkstoffen. Die Vision dahinter: Mit einem Sensor bei gleichem Aufbau und beständiger Größe möglichst viele Daten zu erfassen und auszugeben – aber nur so viele, wie für die Aufgabe sinnvoll sind. Die Ideen stammen aus der Praxis: Sensoren bestehen aus Komponenten, deren Kennwerte auch temperaturabhängig sind. Daher wird die Temperatur immer gemessen, um Fehler kompensieren zu können. Idealerweise lassen sich diese temperaturempfindlichen Teile so adaptieren, dass sie die Temperatur selbst aktiv erfassen, sich selbst stabilisieren und gleichzeitig weitere Informationen liefern. Die Entwickler beobachten deshalb die Forschungsergebnisse der Materialwissenschaft genau, erwarten sie doch Werkstoffe mit Eigenschaften, die sich für multisensorische Konzepte eignen.

Komplexe Sensoren mit intuitiver Bedienung

Während Sensoren in Zukunft also viel mehr können müssen, darf diese Komplexität aber nicht Überhand nehmen. Im Idealfall ist ein Sensor mit multisensorischen Fähigkeiten und intelligenten Schnittstellen genauso einfach einzurichten und zu bedienen wie ein simpler binärer Sensor. Dank anwendungsbezogener Softwarepakete nutzt der 3D-Vision-Sensor 3vistor-T ein und dasselbe komplexe technologische Prinzip für unterschiedliche Produktvarianten, die sich zielgenau und ohne große Vorkenntnisse einsetzen lassen. In der Zukunft wird es deshalb Sensoren geben, die die Inbetriebnahme so einfach wie möglich gestalten und die sich automatisch parametrieren lassen.