Interview

„Smarte Sensoren machen fit für die Zukunft“

„Smarte Sensoren machen fit für die Zukunft“

Smarte und intelligente Lösungen sind in der Industrie das Gebot der Stunde. Nur so lassen sich Prozesse zukunftsfähig gestalten. Aber betrifft das auch die Sensorik? Die ASC GmbH hat nun Smarte Sensoren entwickelt, die neue Möglichkeiten bieten. Chefredakteur Dirk Schaar sprach mit Geschäftsführerin Renate Bay und dem Technischen Direktor Dr. Robert Diemer über die Vorteile für den Anwender und die Abgrenzung zu analogen Sensoren.

Ihre smarten Sensoren sollen die Grundlage für zahlreiche Industrie 4.0-Applikationen liefern. Was verstehen Sie unter „smarten“ Sensoren?

Renate Bay: Smarte Sensoren übernehmen nicht nur das Pre-Processing der Messdaten wie A/D-Wandlung und Filterung, sondern können die vorverarbeiteten Daten auch aus- und bewerten. Dies wird ermöglicht, indem sie Rechenleistung und Algorithmen vereinen und in bidirektionaler Verbindung mit dem restlichen System stehen. Somit können die Auswertealgorithmen für die Merkmalsextraktion auch während des Betriebs angepasst werden.

Robert Diemer: Eine aufwändige externe Datenerfassung und -verarbeitung entfallen damit. Eine weitere Besonderheit smarter Sensoren ist die Art und Weise, wie Signale ausgegeben werden: Während herkömmliche Sensoren eine große Menge an Rohdaten an Peripheriegeräte senden, übermitteln smarte Sensoren oftmals nur noch eine Statusinformation. Im Falle von Predictive Maintenance-Applikationen wäre das z.B. die Meldung, dass eine Maschinen-Komponente bald getauscht werden sollte.

Wir kommen also wirklich zu Smart Data?

Renate Bay: Absolut! Denn die zunächst analogen Signale werden nun zu brauchbaren und verwertbaren Daten. Die Vorverarbeitung findet im Sensor statt. So verlagern wir zahlreiche Funktionen bereits an den Entstehungsort der Daten und bekommen mit Hilfe einer selbständigen Erstellung von Prognosen noch Intelligenz in den Sensor. So haben wir z.B. eine einfache Schwellwert-Überwachungen von Beschleunigungsdaten oder auch eine Frequenzanalyse bereits auf dem Sensor integriert. Und das ist eben Smart Data.

 

„Mit unseren Smarten Sensoren entfallen eine aufwändige externe Datenerfassung und -verarbeitung.“ Dr. Robert Diemer

 

Welche Vorteile bringt diese Funktionsverlagerung für den Anwender?

Renate Bay: An erster Stelle stehen vor allem die Effizienzsteigerung und die Kostenreduktion. Das erreichen wir durch weniger oder keine Verkabelung, reduzierte Hardwarekosten und weniger Engineeringaufwand. Und da der Sensor die Datenverarbeitung und -auswertung übernimmt, ist ebenfalls weniger Fachwissen bezüglich der Datenanalyse notwendig. Der Benutzer kann sich also auf die Weiterverarbeitung und die Interpretation der Ergebnisse konzentrieren. Das bringt Kosten- und Zeitersparnisse.

Ist das wirklich schon Industrie 4.0 oder gehört dazu nicht noch mehr, z.B. die nahtlose Einbindung in Gesamtsysteme?

Robert Diemer: Selbstverständlich ist Industrie 4.0 mehr als nur ein smarter Sensor. Es geht dabei ja um die Digitalisierung aller Prozesse in einer Maschine oder Anlage. Aber um Messdaten bzw. die darauf aufbauende Verarbeitung so einfach wie möglich zu gestalten, sind smarte Sensoren eben ein wichtiger Bestandteil. Sie liefern die Grundlage, um auf deren Auswerteergebnissen weitere Handlungen wie z.B. Instandhaltungsmaßnahmen zu planen und durchzuführen.

Wie können sich z.B. ihre neuen Inertialsensoren dort ideal einbinden?

Robert Diemer: Wir binden unsere Sensoren über standardisierte Schnittstellen wie z.B. EtherCAT, CAN ein. Als Protokolle stehen dem Anwender unterschiedliche Möglichkeiten zur Verfügung, z.B. CANopen, MQTT oder OPC UA. Die Sensoren können aber auch über standardisierte Schnittstellen an Cloudanwendungen zur Auswertung angebunden werden. Die Möglichkeiten sind also vielfältig.

Also sind durch die Datenreduktion auch Funkübertragungen einfacher möglich?

Robert Diemer: Natürlich, z.B. einedrahtlose Übertragung über Bluetooth. Und auch das bringt Einsparungen durch geringeren Engineering- und Verkabelungsaufwand.

Wo sehen Sie vor allem die Einsatzgebiete der neuen Sensoren

Renate Bay: Für die vorausschauende Wartung sind unsere smarten Inertialsensoren natürlich bestens geeignet. So lassen sich mit ihnen Motoren, Getriebe und Lager überwachen. Durch die hohe Qualität und die hohen Auflösungen unserer Sensoren lassen sich bereits kleinste Abweichungen vom Soll-Verhalten detektieren und somit eine frühzeitige Überprüfung und Wartung planen.

 

„Im Bereich der Messtechnik werden analoge Sensoren ihre Daseinsberechtigung behalten.“ Renate Bay

 

Wenn das nun alles so einfach ist, werden dann bald analoge Sensoren der Vergangenheit angehören? Oder haben diese durchaus noch ihre Berechtigung?

Robert Diemer: Ganz klar nein! Im Bereich der Messtechnik werden analoge Sensoren ihre Daseinsberechtigung behalten. Sie bieten die volle Flexibilität bzgl. Datenauswertung, da der Anwender alle Parameter selbst bestimmen kann. Aber für zahlreiche Aufgaben bieten sich nun unsere Smarten Sensoren an, mit denen wir neue Anwendungen erschließen oder vorhandene komplexere Anwendungen auch vereinfachen können. Solche neuen Anwendungen befinden sich u.a. in der Smart Factory, bei Condition Monitoring und Predictive Maintenance, Farming 4.0, Smart Shipping oder auch Building Information Modeling.

Noch eine Frage: Wenn doch alles so einfach klingt, der Anwender intelligente und smarte Sensorik bekommt, die auch noch einfacher zu integrieren ist, weil vielfach aufwendige Peripherie wegfällt – wird ASC dann nicht immer mehr zu reinen Sensor-Lieferanten und die bekannte individuelle Beratung tritt in den Hintergrund?

Renate Bay: Genau das Gegenteil ist der Fall! Smarte Sensoren erweitern das Produktportfolio von ASC, wobei durch die vielfältigen Anwendungen und die Adaption der Auswertealgorithmen Beratungsbedarf besteht. Wir liefern den Service, Kunden zu schulen und die neuen Eigenschaften der Smarten Sensoren optimal einzusetzen.

Robert Diemer: Auf Grund unserer langjährigen Erfahrung mit cyber-physikalischen Systemen (CPS) können wir optimale Technologien ausgewählt und zu Smarten Sensoren kombinieren. Der Kunde erhält von uns so eine neuartige Sensorlösung mit einer Firmware, auf deren Basis er seine eigenen Auswertealgorithmen einfach integrieren kann. Und das ohne sein Firmen-Know-how aus der Hand geben zu müssen.

Renate Bay: Abschließend kann man daher sagen, dass wir dem Kunden die Möglichkeit bieten, in einer engen Zusammenarbeit die für ihn optimale Lösung zu finden, sei es ein analoger Sensor, ein digitaler Sensor oder eine Smarte Sensorlösung.