Stör­ge­räu­sche direkt mes­sen und auswerten

„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