Robuste Produktionssysteme durch Sensorintegration

Dieser Beitrag beschreibt die aktuellen Entwicklungen integrierter Sensoren zur Steigerung der Robustheit in der Produktionstechnik. Ausgehend von den stetig wachsenden Anforderungen der Industrie werden mit Hilfe des Stands der Technik neue Technologien analysiert, die die Integration von Sensorik in Produktionsprozesse ermöglichen. Basierend auf diesen Technologien werden repräsentative sensorbasierte, mechatronische Komponenten vorgestellt, die entweder bereits in der Produktionstechnik etableirt oder Gegenstand aktueller Forschungsvorhaben sind. Um den Mehrwert solcher Komponenten zu demonstrieren, werden zunächst der Forschungs- und Entwicklungsbedarf in Bezug auf die Vernetzung analysiert. Hier lässt sich erkennen, dass für ein etwaiges Aufbrechen der Automatisierungspyramide zunächs t die vollständige transparente Vernetzung entlang der Pyramide benötigt wird. Während in den höheren Ebenen der Pyramide bereits zahlreiche Ansätze zur Standardisierung erfolgreich umgesetzt wurden, sind in der Echtzeit-Ebene noch zahlreiche Fragestellungen unbeantwortet, die nur im gemeinsamen Diskurs aller Akteure der Wertschöpfungskette gelöst werden können. Um den konkreten Mehrwert der vorgestellten Technologien im realen Produktionsumfeld zu demontrieren, werden im letzten Teil des Beitrags konkrete Praxisbeispiele anhand der Anforderungen der Industrie im Kontext der vernetzten Sensorintegration diskutiert.

This article describes the current developments in the use of integrated sensors to increase robustness in production systems. Based on the state of the art, the innovative technologies that enable the integration of sensor technology into the production processes are analyzed in the context of the ever-increasing requirements of industry. Based on these technologies, representative sensor-based mechatronic components are presented which are already established in production technology or are subject of current research projects. In order to demonstrate the benefit of such a component, research and development needs in terms of connectivity are analyzed first. For a prospective breaking up of the automation pyramid, the complete transparent crosslinking along the pyramid is a fundamental requirement. While numerous successes in the higher levels of the pyramid in standardization have already been reported, still numerous questions are open in the real-time level. They can only be answered in the common discourse of all partners of the value chain. In order to demonstrate the concrete benefit of the presented developments in real production environment, concrete industrial examples are discussed in the last section of the article based on the requirements of industry in the context of networked sensor integration.