Wie kann Klang helfen, Produktionsausfälle zu verhindern?

Kennen Sie das? Einer Ihrer Mitarbeiter hat einfach ein Gespür dafür, wenn eine Maschine nicht perfekt läuft. Abweichungen von der Norm, Qualitätsprobleme - er weiß es einfach, und löst das Problem mit ein paar Einstellungen. Er kann Ihnen aber nicht erklären, woher er das alles weiß. Was machen Sie, wenn er Urlaub hat oder in Rente geht? Industrie 4.0 kann helfen.

 

Ein erfahrener Produktions-Mitarbeiter, der seine Maschine oder Linie gut kennt, weiß genau, wie sie im normalen Betrieb klingt. Und wie sie sich dann anfühlt. Er weiß auch ganz genau, wo er was konfigurieren muss, damit sie wieder innerhalb normaler Parameter läuft. Oder wann eine Wartung oder der Tausch bestimmter Teile unvermeidbar ist. Ihm ist vielleicht gar nicht bewusst, dass er Klang und Vibration wahrnimmt. Manchmal ist das "nur so ein Gefühl". Dieses Wissen aus seinem Erfahrungsschatz zu systematisieren ist nicht einfach, und bis heute erzielen viele Unternehmen bei unterschiedlichen Schichtleitern und Mitarbeitern unterschiedliche Ergebnisse in der Produktionsmenge und Qualität trotz weitgehender Automatisierung. 

 

Tatsächlich hat jedes bewegliche Teil einer Maschine, eines Motors oder einer Anlage einen eindeutigen akustischen Fingerabdruck. Das IDMT des Fraunhofer Instituts, das vor langer Zeit die mp3 Technologie erfunden hat, hat basierend auf diesem Wissen eine Kombination aus Sensoren und einer Plattform entwickelt, die den Zustand von Maschinen überwacht und dabei hilft, Maschinen immer im optimalen Zustand zu halten. Sensoren nehmen direkt an vielen Punkten der Anlage die Geräusche auf und übertragen sie an eine Cloud Plattform. Dort lernt ein Algorithmus, oder die Künstliche Intelligenz, innerhalb welcher Grenzen der akustische Fingerabdruck sich normalerweise bewegt, und welche Werte nicht mehr als normal gelten. Durch Maschinenlernen kann die Software auch lernen, welche Abweichungen zu welchen Fehlern führen. Vom Benutzer eingerichtete Business Rules, oder Prozessparameter, können die Software dabei unterstützen, die Folgen von Abweichungen einzuschätzen und möglicherweise die Konfiguration der Anlage anzupassen.

 

Die Klang- oder Sound Sensoren können durch Vibrations-, Temperatur- und optische Sensoren ergänzt werden, um eine umfassende, kontinuierliche Überwachung aller Anlagenteile zu gewährleisten. Dadurch wird eine konstante Qualität, konstanter Output und eine erhöhte Uptime in der Produktion ermöglicht, und die Abhängigkeit vom Erfahrungsschatz einzelner Personen reduziert.

 

Klangmessung kann auch zur Qualitätskontrolle verwendet werden. Akustische Messverfahren können z.B. bei der Herstellung von Motoren für kostengünstige 100% Endkontrolle sorgen und die Stichprobenkontrolle ersetzen. Das gilt auch für bereits verbaute Elektromotoren, deren Geräusche das menschliche Ohr nicht immer wahrnehmen kann.

Durch die Vielfältigkeit und Einzigartigkeit von Klangprofilen ist diese Technologie extrem vielversprechend für den Einsatz in Produktion und Qualitätsmanagement im Rahmen von Industrie 4.0.

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