So ruft ein Monitoringsystem Maschinendaten per Stromversorgung ab

Vor allem kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) stehen oft noch am Anfang der Digitalisierung. Viele Maschinen in der Produktion oder in den Werkstätten sind mehr als ein Jahrzehnt im Betrieb und erfüllen bis heute zuverlässig ihren Zweck. Aber sie verfügen über keine modernen Steuerungen und lassen sich untereinander auch nicht vernetzen. Trotzdem: „Das Interesse an Industrie 4.0 ist aber vorhanden“, hat Christoph Birenbaum, Gruppenleiter Fertigungssysteme Leichtbau am Fraunhofer IPA, bei solchen Unternehmen festgestellt. Diesen Fertigungsbetrieben fehlt zudem ein Budget für umfangreiche Digitalisierungsmaßnahmen und das nötige Fachwissen. „Es braucht also eine kostengünstige und einfach zu bedienende Lösung, die Bestandsmaschinen schnell Daten entlockt, um die Einstiegshürden für die Digitalisierung massiv zu senken“, sagte Birenbaum.

Wie ein Wechselstrom-Messwandler als Datenlieferant fungiert

Genau so eine Lösung hat das Team um Birenbaum entwickelt. IT-Fachkenntnisse und Prozesswissen sind für die Anwender nicht nötig. Und so funktioniert es: Ein berührungsloser Wechselstrom-Messwandler gewinnt aus der Stromzufuhr zur Maschine grundlegende Maschinendaten, hinterlegt sie in einer Cloud und stellt sie in Form von einfach verständlichen, auf Minimalfunktionen reduzierten Graphiken in einer App dar. Daraus lässt sich zunächst einmal ablesen, ob eine Maschine störungsfrei läuft. Kurvenverläufe zeigen zudem an, welche Kräfte wirken, während die Maschine ein Werkstück bearbeitet.

Daten ersetzen Gefühl und Gehör

Darüber hinaus bietet das System nach einer kurzen Einlernphase die Möglichkeit, eine einfache Prozessüberwachung durchzuführen und zu erfassen, ob beispielsweise Zerspanungswerkzeuge neuwertig, schon etwas verbraucht oder verschlissen sind. Bei dieser Frage haben sich bisher viele Maschinenbediener auf ihr Gehör oder andere Erfahrungswerte verlassen. Jetzt zeigt ihnen die App an, wann es Zeit ist, Verschleißteile wie Bohrer, Fräsen oder Sägeblätter auszutauschen. „Solche Basisfunktionen genügen schon, um neue Geschäftsmodelle zu entwickeln und KMU einen ersten einfachen Einstieg in die Digitalisierung zu erlauben“, sagt Birenbaum. Hersteller von beispielsweise Werkzeugmaschinen könnten ihren Kunden so vorausschauende Wartungsarbeiten anbieten.

Kein Fachwissen erforderlich

Im Gegensatz zu bestehenden Retrofit-Lösungen setzt der Ansatz von Birenbaum und seinem Team weder IT-Fachkenntnisse noch Prozesswissen voraus. Und kostengünstig wird das Monitoringsystem samt Software und schlicht gehaltener Benutzeroberfläche auch noch sein. Der Forscher schätzt, dass es dereinst schon für rund 150 Euro zu haben sein könnte. Allerdings existiert das Retrofit-Monitoringsystem derzeit nur als Prototyp. In einem weiteren Projekt treibt das Fraunhofer IPA zusammen mit einem Partner die Kommerzialisierung voran. Dabei wird unter anderem die Software um Elemente der Künstlichen Intelligenz ergänzt.