Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hannover Messe 2014: Big Data hält komplexe Produktionsanlagen am Laufen

27.03.2014

Industrielle Anlagen müssen funktionieren. Produktionsstopps und Ausfälle sind aufwändig zu beheben und teuer. Unternehmen sammeln deshalb Daten, um zu wissen, wie es ihren Anlagen geht. Auf der Hannover Messe Digital Factory zeigt das Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB vom 7. bis 11. April Verfahren, die diese großen Datenmengen analysieren und Betreiber frühzeitig warnen, wenn Probleme drohen (Halle 7, Stand B10). Die Anlagen laufen dadurch zuverlässiger und sparen Energie.

Wenn Industrieunternehmen ihre Anlagen überwachen, fallen große Datenmengen an. Sensoren kontrollieren Temperaturen, Drücke, Förderströme oder Energiedaten. »Innerhalb einer Woche können leicht mehrere Terabytes zusammenkommen, wenn sekundengenau abgetastet wird«, sagt Dr. Olaf Sauer, Geschäftsfeldkoordinator »Automatisierung« am IOSB. Doch oft fehlen noch geeignete Verfahren, um die Informationen auszuwerten.


Industrieanlagen sind komplexe Gebilde. Wer sie überwachen will, muss die Daten unterschiedlicher Prozessvariablen überwachen. Das IOSB entwickelt Tools, die diese Datenmengen schnell auswerten.

© Daimler AG

»Heute nutzen die Betreiber lediglich sieben Prozent der Daten, um ihre Anlagen zu warten und vor Ausfällen zu schützen«, ergänzt Sauer. Der Forscher stellt auf der Hannover Messe Digital Factory zusammen mit seinen Kollegen aus Karlsruhe und Lemgo Verfahren vor, die dieses brachliegende Potenzial heben.

Die Systeme des IOSB sind in der Lage, die gewonnen Daten so aufzubereiten, dass die Verfügbarkeit der Anlagen signifikant steigt und sich der Energieverbrauch reduziert.

Die Wissenschaftler aus Karlsruhe fokussieren sich auf kontinuierliche Prozesse in der chemischen oder pharmazeutischen Industrie. »Am Fraunhofer-Anwendungszentrum Industrial Automation IOSB-INA in Lemgo haben wir Lösungen entwickelt, mit denen komplexe Fertigungstechnik und hybride Anlagen einfach überwacht werden können«, erklärt Prof. Oliver Niggemann, stellvertretender Leiter des IOSB-INA in Lemgo.

Gemeinsam sind die Systeme des Fraunhofer IOSB für alle Industrieanlagen geeignet, die kapitalintensiv sind und lange laufen sollen. »Selbst Windenergieanlagen können damit überwacht werden«, so Sauer.

Die Forscher nutzen lernfähige Data-Mining-Methoden, die je nach Art der Fertigungsverfahrens, die optimalen Abläufe errechnen. Das Referenzmodell wird mit den Ist-Daten verglichen, um Abweichungen schnell zu entdecken, genau zu lokalisieren und treffsicher zu beseitigen. Eine aufwändige separate Modellierung der komplexen Anlagenstrukturen ist nicht nötig. Spezielle Datenlogger erfassen die Informationen zeitgenau und legen sie über das Netzwerk in einer Datenbank ab. Eine Software normalisiert diese dann, macht sie vergleichbar und stellt Zusammenhänge zwischen ihnen her.

Die Ergebnisse werden übersichtlich in einem Webportal dargestellt – anhand einer dreidimensionalen Landkarte. »Täler« und »Berge« stellen die einzelnen Prozessphasen dar, auftretende Störungen und Anomalien lassen sich schnell erkennen. »Die Tools sind bereits seit einiger Zeit erfolgreich in der industriellen Praxis im Einsatz«, sagt Niggemann. »Unsere Toolbox proKNOWS wird beispielsweise aktuell in Projekten mit unseren Partnern der Jowat AG und der Siemens AG erprobt.«

Die Wissenschaftler aus Karlsruhe und Lemgo überwachen und analysieren damit auch Energiedaten von Anlagen. Einerseits lassen sich damit Rückschlüsse auf den Zustand der Anlagen ziehen. Andererseits ist es möglich, deren Energieverbrauch zu senken, wenn man die Informationen nutzt, um die Steuerung entsprechend anzupassen. »Wir haben das bereits bei Antrieben von fördertechnischen Anlagen nachgewiesen«, so Sauer.

Auf dem Weg zur Industrie 4.0 mit Condition Monitoring

»Condition Monitoring« nennen die Forscher ihr Tätigkeitsfeld. Der Begriff steht dafür, industrielle Anlagen mit Hilfe moderner IKT-Systeme so zu überwachen, dass sie nicht ausfallen. Die meisten Industrieunternehmen setzen vergleichbare Technologien heute ein. Doch oft werden nur einzelne Komponenten kontrolliert und nicht die gesamte Anlage. Das ist jedoch gerade bei kontinuierlichen Fertigungsprozessen nötig, die sich nur schleichend verändern und sehr plötzlich zum Ausfall der Anlage führen können, wenn man nicht alle Variablen im Blick hat – beispielsweise verstopfte Rohre, wenn flüssige oder viskose Stoffe verwendet werden.

Auch das Modellieren eines Referenzmodels direkt aus den gewonnen Daten– wie bei den Tools des IOSB – ist selten. Eine weitere aktuelle Herausforderung: Die Systeme laufen meist für sich alleine und sind nicht Teil der Produktions-IKT. »Die Industrie hat den Nachholbedarf jedoch erkannt. Der Trend geht eindeutig dazu, sie in das Produktionsleitsystem (engl.: Manufacturing Execution Systems/MES) zu integrieren. Von der Vision der Industrie 4.0, wo intelligente Maschinen automatisch und selbstständig melden, wenn sie Wartung bzw. Ersatzteile benötigen, sind wir noch entfernt. Mit unseren Verfahren sind wir diesem Ziel einen Schritt näher gekommen«, sagt Sauer.

Auf der Hannover Messe Digital Factory zeigen die Forscher die gesamte Palette ihrer Condition Monitoring-Tools und geben Einblicke in ihre Lemgoer Modellfabrik (Halle 7, Stand B10). Diese verknüpft die Standorte Karlsruhe, Lemgo und Ilmenau über ein verteiltes Industrie 4.0-Produktionssystem. Dort untersuchen das Anwendungszentrum »Industrial Automation« des IOSB zusammen mit dem »Institut Industrial IT« der Hochschule Ostwestfalen-Lippe zukünftige IKT-Lösungen für die Automatisierung.

Weitere Informationen:

http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2014/Maerz/big-data-haelt...

Tobias Steinhäußer | Fraunhofer-Gesellschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie HANNOVER MESSE:

nachricht Die GFOS stellt auf der HMI aus: Mit gfos.MES in Richtung Industrie 4.0
20.02.2018 | GFOS mbH

nachricht Hannover Messe 2018: Wasserschwert statt Laserschwert
01.02.2018 | Technische Universität Chemnitz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: HANNOVER MESSE >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

Aachener Optiktage: Expertenwissen in zwei Konferenzen für die Glas- und Kunststoffoptikfertigung

19.02.2018 | Veranstaltungen

Konferenz "Die Mobilität von morgen gestalten"

19.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Highlight der Halbleiter-Forschung

20.02.2018 | Physik Astronomie

Wie verbessert man die Nahtqualität lasergeschweißter Textilien?

20.02.2018 | Materialwissenschaften

Der Bluthochdruckschalter in der Nebenniere

20.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics