Intelligente Maschinen zeichnen sich durch erhöhte Effizienz in sämtlichen Phasen ihres Betriebs aus. Die zugeführte Energie wird umgewandelt und bei Bedarf gespeichert. Zudem erfolgt die Steuerung der Beleuchtungen drahtlos und bedarfsgerecht. Maschinen sind mit Sensoren ausgestattet, um Größen wie zum Beispiel Vibration, Temperatur oder Feuchtigkeit zu messen. Die von den Sensoren gelieferten Daten übermittelt das Sensorsystem an eine lokale Verarbeitungseinheit, die dort die Rohdaten zu brauchbaren Informationen verarbeitet. Die Maschinen interagieren mit den Menschen in ihrer Umgebung und stellen ihnen dazu die Sensorinformationen zur Verfügung.

Eckdaten

Damit die intelligente Fabrik möglichst effizient und störungsfrei funktioniert, braucht es eine Vielzahl an elektrischen Komponenten. Sensoren zählen dabei zu den wichtigsten. Je nach Anwendungsgebiet übernehmen sie die Messung von Temperatur, Licht oder Luftfeuchtigkeit. In der Robotik lässt sich mit Beschleunigungssensoren die Position der Roboterarme feststellen. Außerdem müssen die Sensoren präzise arbeiten, auch wenn sie rauen, industriellen Umgebungen ausgesetzt sind. Um die Funktionen zu testen, bietet ST Microelectronics neben Sensoren auf noch das Entwicklungs-Kit Sensortile.

Die Maschinen sind innerhalb der einzelnen Fabrik, aber auch im gesamten Unternehmen sowie mit der Cloud vernetzt. Sie stellen bis zur untersten Ebene Echtzeitinformationen bereit und sind Bestandteil einer Lieferkette von enormem Umfang. Die in die Cloud übertragenen Sensorinformationen lassen sich für verschiedene Analysen heranziehen wie etwa die Vorhersage bevorstehender Ausfälle.

Die Hauptsegmente des Smart-Industry-Komplexes

Zu den größten Einsatzgebieten von Sensoren in Smart-Industry-Anwendungen zählen die Bereiche der Fabrikautomation, der Industrieroboter sowie die intelligente Fertigung. Je nach Einsatzgebiet kommen verschiedene Sensoren mit unterschiedlichen Funktionen zum Einsatz.

Unter dem Begriff Fabrikautomation versteht man die Anwendung verschiedener Steuerungssysteme zur Koordination des Produktionsprozesses. Dadurch können Fertigungsunternehmen ihre Maschinen sequenziell und mit einem Minimum an menschlicher Einwirkung betreiben. Viele Entscheidungen im Fertigungsprozess lassen sich aufgrund erfasster Daten, wie etwa Feuchtigkeit und Temperatur des Rohstoffs und der fertigen Produkte, etwaige Fehler oder automatisierte Prüfberichte, fällen. Mehrere Maschinen lassen sich außerdem mit drahtlosen Übertragungstechniken wie 6-Low-PAN im Sub-Gigahertzbereich vernetzen, um einen Informationsaustausch zu ermöglichen.

Bei Industrierobotern handelt es sich um Maschinen, die sich in mehreren Freiheitsgraden bewegen können und für die verschiedensten vorgegebenen Fertigungs- und Prüfaufgaben programmierbar sind. Sie können für eine hohe Fertigungsqualität sorgen und die Arbeitskosten senken und sind auch in gefährlichen, widrigen Umgebungen einsetzbar. Mit Robotern der neuen Generation, die flexibel und programmierbar sind, ist eine individuelle Produktion einzelner Produkte nach den Anforderungen und Wünschen des Kunden möglich. Roboter sind mit einer Vielzahl von Sensoren ausgestattet, um ihre exakte Position und Winkelstellung erfassen zu können. Intelligente Roboter verfügen zudem über drahtlose Kommunikationsfähigkeiten zum Senden und Empfangen von Eingaben.

Zur Abschätzung der Steig- und Fallrate ist für Roboter wichtig, die gewünschte Höhe zu erreichen.

Die Messung des atmosphärischen Drucks mittels Drucksensoren hilft, Steig- und Fallrate abzuschätzen und ist deshalb für Roboter wichtig, um die gewünschte Höhe zu erreichen. ST Microelectronics

Die intelligente Fertigung ist eine ganzheitliche Kombination aus verschiedenen Bereichen der Produktion und der Lieferkette. Sie umfasst unter anderem die Automatisierung, die Steuerung, fortschrittliche Robotertechnik, Sensoren sowie vernetzte Maschinen. Eine intelligente Fertigungsstätte ist in der Lage, ihr Rohmaterial selbst nachzubestellen und eine Instandhaltungsmaßnahme in Auftrag zu geben, bevor es tatsächlich zu einem Ausfall kommt. Sie sorgt für bessere Arbeitsbedingungen und erlaubt eine sicherere Abwicklung gefährlicher Produktionsabläufe. Auch Big Data und Künstliche Intelligenz spielen in der intelligenten Fertigung eine Rolle.

Das Aufkommen von kostengünstigen, stromsparenden Sensoren und Konnektivitäts-Optionen hat dafür gesorgt, dass die Voraussetzungen für die intelligente Fertigung besser sind als je zuvor.

Verschiedene Anwendungsgebiete, Verschiedene Sensoren: Welcher Sensor wann zum Einsatz kommt, erfahren Sie auf der nächsten Seite.

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