„Schäden vermeiden, Ausfallzeiten gering halten!“ Unter diesem Motto zeigt das Fraunhofer IDMT aus Oldenburg auf der Hannover Messe vom 23. bis 27. April 2018 den Prototypen eines neuen kognitiven Systems zur vorausschauenden Wartung (Predictive Maintenance) von industriellen Produktionsanlagen. Intelligente akustische Sensoren verarbeiten batteriebetrieben an Ort und Stelle Audiosignale von Maschinen und Anlagen. Aus den Informationen, die drahtlos an eine Auswerteeinheit weitergeleitet werden, lassen sich Rückschlüsse auf den Zustand der Fertigungsanlagen ziehen und mögliche Schäden vermeiden.
Frühzeitig erkennen, wenn es nicht mehr rund läuft
Zusammen mit Partnern haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler batteriebetriebene Sensoren an Axialkolbenpumpen angebracht, die in der Lage sind, die Geräusche der Pumpe über die Luft aufzunehmen, zu verarbeiten, mit Referenzaudiodaten abzugleichen und die Informationen drahtlos an eine digitale Auswerteeinheit zu senden. So lassen sich nicht nur Rückschlüsse auf mögliche Fehlentwicklungen frühzeitig erkennen, sondern auch Aussagen über die Art der Probleme treffen – z. B., ob Lagerspiele oder Hydraulikprobleme vorliegen. Dadurch besteht die Möglichkeit einzugreifen, bevor größere Schäden für Antriebsstrang oder Hydraulik entstehen.
Einsatz maschineller Lernverfahren
»Das kognitive System haben wir mit maschinellen Lernverfahren trainiert, die auf zuvor erhobenen Audiosignalen der Pumpe basieren«, informiert Danilo Hollosi, Leiter »Akustische Ereigniserkennung« der Oldenburger Projektgruppe Hör‑, Sprach- und Audiotechnologie des Fraunhofer-Instituts für Digitale Medientechnologie IDMT. Eine zentrale Infrastruktur für die Datenverarbeitung ist nicht notwendig. Das spart Kosten: Während Server Beträge in fünfstelliger Höhe verschlingen können, bleibt der Preis pro Sensor im zweistelligen Bereich. Ein weiterer Vorteil: Durch die Signalverarbeitung direkt vor Ort werden für das Training weniger Daten benötigen.
Bereit für den Markt: Technology Readiness Level 8
Die Technologie wird vom BMBF im Projekt ACME 4.0 gefördert. Mittlerweile haben die Partner das 3. Projektjahr und das Technology Readiness Level 8 erreicht. »Unser Prototyp funktioniert«, sagt Hollosi. 2018 steht dessen Evaluation in Feldversuchen an. Gleichzeitig arbeiten die Wissenschaftler mit Infineon an Predictive Maintenance für die Chipfertigung.
Den Demonstrator zeigt das Fraunhofer IDMT aus Oldenburg auf der Hannover Messe: Ein Lautsprecher spielt dabei Betriebsgeräusche der Axialkolbenpumpe ab. Drahtlose Sensorknoten lassen sich über ein Tablet konfigurieren. Die Rückmeldung über das erkannte akustische Ereignis wird dann auf dem Tablet angezeigt.
Fraunhofer auf der Hannover Messe: Halle 2, Stand C22
