Das Brownfield-Problem
Der Einsatz entsprechender Sensoren ermöglicht eine einfache und kostengünstige Integration auf alten und bestehenden Maschinen. „Die wirkliche Chance liegt darin, an bestehenden älteren Maschinen moderne Sensoren mit minimalem Integrations- und Kostenaufwand einzusetzen“, sagte Mark Martin als Vice President, Industrial Automation, Energy and Sensors bei Analog Devices, mittlerweile Managing Director bei Forward Pivot. Diese Herausforderung ist auch bekannt als Brownfield-Problem. Da Maschinen oft erst nach vielen jahren ersetzt werden, entfällt der Großteil des Marktes bei der IIoT-Aufrüstung auf den Brownfield-Pool. Diese Maschinen bilden das Herzstück vieler Fertigungsunternehmen. Ausfallzeiten und Störungen können enorme Kosten verursachen. Zusätzliche Sensoren sollen dem entgegenwirken, doch das Aufrüsten der Maschinen kann kostspielig sein, beispielsweise durch die Stillstandzeit während der Installation. Spezielle Zertifizierungsanforderungen wie beispielsweise in der Öl- und Gasindustrie und der Bedarf an berührungslosen Sensoren erschweren die Aufrüstung zusätzlich. Darüber hinaus können in einigen Fällen Sensoren aufgrund technischer Probleme nicht an der Maschine angebracht werden, z.B. bei Maschinen mit hohen Temperaturen, da diese die Sensoren beschädigen können, oder bei beweglichen und rotierenden Elementen, an denen Sensoren nicht angebracht werden können.
Autonome Lasersensoren
Ähnlich wie bei LIDAR (Light Imaging, Detection and Ranging) zur optischen Abstands- und Geschwindigkeitsmessung im Automobilen oder bei Gesichtserkennungssensoren in Smartphones kommen Lasersensoren häufig in der Industrie zum Einsatz. Lasersensoren liegen beispielsweise im Trend bei der berührungslosen Erfassung von Form und Bewegung sowie von Vibrationen, was den Goldstandard für die Überwachung des Maschinenzustands darstellt. Dies gilt insbesondere für autonome Sensoren, die drahtlos, programmierbar, mit integrierter Datenverarbeitung ausgestattet und berührungslos sind. Ähnlich wie Smartphones bieten sie Endanwendern ein flexibles, intelligentes Gerät. Das israelische unternehmen VocalZoom verwendet dabei eine Lasertechnologie namens SMLD (Self-mixing Laser Diode). SMLD ist ein Halbleitersensor, der ohne Optik auskommt. VocalZoom hat bereits entsprechende Produkte auf den Markt gebracht und arbeitet mit Unternehmen aus der Automobil-, Lebensmittel- und Getränkeindustrie, der Halbleiterindustrie und anderen Branchen zusammen.
Lösung für viele Anwendungsfälle
Techniker und Bediener von Maschinen in diesen Industriebereichen nutzen die Sensoren, die zugleich Teil einer Infrastruktur für die intelligente Datenerfassung sind. Aufgrund der berührungslosen und drahtlosen Fähigkeiten können die autonomen Sensoren in vielen Anwendungsfällen zum Einsatz kommen. Entscheidend sind dabei die Programmierbarkeit sowie die Fähigkeit, verschiedene Anwendungen auszuführen. Ein autonomer Sensor generiert sofortige Echtzeitwarnungen und kann zur Datenerfassung eingesetzt werden. Die Nutzung eines einheitlichen Sensors dieser Art kann zudem die Gesamtbetriebskosten im Vergleich zum Einsatz von mehreren verschiedenen Sensortypen reduzieren. Daraus resultiert neues Potenzial für die Datenerfassung und Datennutzung im Rahmen von Industrie-4.0-, Smart-Factory- und IIoT-Initiativen.