Wie lässt sich eine Smart Factory sorgenfrei betreiben?

Die Realisierung von smarten Fabriken birgt einige große Herausforderungen. Eine davon betrifft die Kosten: Es sind hohe Anfangsinvestitionen erforderlich, um die neuesten Geräte für den Aufbau des Systems zu installieren. Zusätzlich fallen auch Kosten für die Schulung der Mitarbeiter an, um die Geräte zu bedienen und sie richtig einzusetzen.

Ein weiterer Punkt ist der Umgang mit Ausfällen und anderen spontanen Herausforderungen. Unabhängig davon, wie modern das System ist: Es besteht immer das Risiko eines Maschinenausfalls. Eine einzige Fehlfunktion eines einzelnen Geräts in einer Fabrik kann eine ganze Produktionslinie zum Stillstand bringen und zu hohen Verlusten führen. Je komplexer das System ist, desto länger kann es dauern, bis es wieder funktioniert. Hier kommt die vorbeugende Instandhaltung ins Spiel. Ziel ist es, die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls oder einer Verschlechterung eines Produktionsabschnitts, einer Komponente oder eines Ersatzteils zu verringern.

Um smarte Fabriken sorgenfrei betreiben zu können, ist es unerlässlich, die Fabrikumgebung und die Ausrüstung in Echtzeit zu überwachen.

Ermöglicht wird dies durch Konzepte, die auf fortschrittlichen Sensortechnologien, Halbleiterprodukten mit den neuesten Leistungsgeräten und Analogtechnologien sowie Kommunikationstechnologien basieren. Anders als bei der Installation neuer Geräte wie teuren Industrierobotern und AMRs, können Probleme in bestehenden Produktionsstätten auch durch die kostengünstige Aufrüstung vorhandener Geräte gelöst werden.

Um eine stabile Kommunikation zwischen den Maschinen innerhalb einer Fabrik zu ermöglichen, setzt der Halbleiterspezialist ROHM auf eine Kombination von Beschleunigungs-, Farb-, Beleuchtungs- und Stromsensoren mit drahtlosen Kommunikationstechnologien, wie dem stromsparenden Wi-SUN und dem batterielosen EnOcean. Das Ergebnis: Die Sensorknoten werden kompakt und flexibel für die Installation konstruiert. Das reduziert Installationskosten und -zeit erheblich.

Die drahtlose Sensorlösungen von ROHM können mit geringem Aufwand in bestehenden Anlagen installiert werden.

Darüber hinaus kann eine genauere Überwachung des Maschinenzustands erreicht werden, indem auch die Leistung einzelner Geräte verbessert wird.

Ein Beispiel dafür ist der neueste von ROHM entwickelte Stromverstärker: ein platzsparendes, hochpräzises Stromerkennungsprodukt, das Stromkreise einfach durch die Kombination mit einem Shunt-Widerstand identifiziert. Die Montagefläche wird auf etwa die Hälfte der Fläche eines herkömmlichen Stromverstärkers reduziert. Dabei kombiniert der auf einem Operationsverstärker-Schaltungssystem basierende Stromverstärker einen Operationsverstärker und diskrete Komponenten.

Da der Verstärkungswiderstand bereits innerhalb des ICs eingestellt wird, ist eine hohe Verstärkungsgenauigkeit von ±1% über den gesamten Temperaturbereich möglich. Die Eingangsspannung kann bis zu 26 V betragen, so dass sich der IC außerdem zur Stromüberwachung und Überstromerkennung in verschiedenen Anwendungen einsetzen lässt - einschließlich 24-V-Stromversorgungen, die in Industrieanlagen verwendet werden.

ROHM nimmt mit seinen Lösungen insbesondere unvernetzte intelligente Fabriken in den Blick. Dies führte zum einen zur Einführung von Endpunkt-KI-Systemen, die in jeder Anlage installierte KI-Chips verwenden. Auf diese Weise lassen sich Schlussfolgerungen zur Reduzierung der Netzwerklast und des Stromverbrauchs ziehen.

Zum anderen hat ROHM eine eigenständige KI-Lösung namens "Solist-AI™" entwickelt, die nicht nur Schlussfolgerungen zieht, sondern auch alle Prozesse bis hin zum Lernen am Endpunkt durchführt - ohne sich dabei auf die Cloud zu verlassen. Im Vergleich zu herkömmlichen, cloudbasierten- oder Endpunkt-KI-Systemen trägt diese Innovation zu einer erheblichen Reduzierung der Entwicklungsstunden, der Kosten und des Stromverbrauchs bei. Vor allem im Bereich der maschinellen Gesundheit wird sie voraussichtlich sehr effektiv sein.

Beim Übergang zu einer intelligenten Fabrik geht es nicht nur darum, die neuesten Industrieanlagen, Roboter und KI-Geräte nacheinander in den Fabriken einzuführen. Entscheidend ist, wie man sie einsetzt, um die betriebliche Effizienz, Qualität und Produktivität zu verbessern und einen zusätzlichen Mehrwert zu schaffen. Selbst bestehende Anlagen können sicher und kosteneffizient miteinander vernetzt werden, indem sie mit neuen Lösungen aktualisiert werden.