Smart Factories sollen im Jahr 2023 die Weltwirtschaft um satte 1,5 Billionen US-Dollar ankurbeln. Zu diesem Ergebnis kam Ende 2019 Capgemini in einer Befragung unter Tausenden Führungskräften von Industrieunternehmen in 13 Ländern. Zusätzlicher Turbo ist dabei 5G, das bei der Vernetzung des Internet of Things im Industriebereich eine große Rolle spielen wird.
In diesem boomenden Markt spielen smarte Sensoren eine Schlüsselrolle. Sie befähigen heute Fabriken dazu, vollautomatisch und ohne menschliches Zutun die Qualität zu prüfen und Produkte rückzuverfolgen – ganz ohne Produktionsunterbrechung und ohne Samples nehmen zu müssen. Der „Digital Fingerprint“ macht’s möglich: 2D- beziehungsweise 3D-Kameras und Hochleistungsmikrofone können dabei als smarte Sensoren feinste Details „sehen“ und „hören“.
Digitaler Fingerabdruck auf der Produktionsstraße
Das System basiert darauf, dass die Teile einer Produktion zwar alle gleich sind, sich aber in Details voneinander unterscheiden. Ein gutes Beispiel ist etwa Holz: Eine Kamera kann es anhand der Maserung exakt identifizieren. Und akustische Sensoren erfassen bei Maschinengeräuschen sogar kleinste Abweichungen von der Norm. Diese Abweichungen können auf Materialfehler oder Mängel an den Maschinen hindeuten. Zusammen mit Bilddaten wird daraus ein digitaler Fingerabdruck von Erzeugnissen gemacht.
„Smart Sensing“ nennt Kapsch BusinessCom dieses Abnehmen von digitalen Fingerabdrücken in der Smart Factory. Heute und in Zukunft immer wichtiger, denn produzierende Unternehmen müssen die Qualität von Produkten laufend überprüfen – am besten schon direkt auf der Fertigungsstraße.
„Wir beschäftigen uns damit, wie wir bei produzierenden Betrieben Inline-Qualitätsprüfung implementieren beziehungsweise die Rückverfolgbarkeit von Produkten ohne Serien- oder Batch-Nummern ermöglichen können“, erklärt Roland Ambrosch, Bereichsleiter „Digital Factory“ bei Kapsch. „Wir nehmen Bilder und Töne mehrmals entlang einer Produktion auf und wissen so, wo das jeweilige Teil zu jedem Zeitpunkt war, welche Parameter bei der Maschine eingestellt waren, und kontrollieren auch die Qualität.“ Man könne ein Objekt sogar dann wieder eindeutig identifizieren, wenn es mit Hitze (in Öfen) oder mit Wasser behandelt wurde.
Lückenlose Rückverfolgbarkeit
Die lückenlose Rückverfolgbarkeit eines Produkts ist nicht nur während der Produktion äußerst nützlich, sondern auch später im Lebenszyklus. Wird eine Ware vom Handel retourniert, weil die Qualität nicht stimmt, könnte man auf die Daten aus dem Smart Sensing zurückgreifen. Dank des digitalen Fingerabdrucks lässt sich auch dann noch genau feststellen, welche Parameter bei der Produktion eingestellt waren und wo vielleicht das Problem lag. Für die Kunden solcher „Smart Sensing“-Systeme spielen zumeist zwei Faktoren eine Rolle: Qualitätsverbesserung sowie Kostenersparnisse. Mithilfe von Smart Sensing ist es möglich, die OEE-Kennzahl (Overall Equipment Effectiveness) zu verbessern, die den aktuellen Verfügbarkeits- und Wertschöpfungsstatus einer Anlage oder Anlagengruppe in der Produktion und deren Qualität misst.
Maßgeschneiderte End-to-End-Lösung
„Wir machen einen Lokalaugenschein, eine Bestandsaufnahme mit Experten, schauen uns vor Ort an, wie wir alles örtlich einbauen könnten, und evaluieren, welche Sensoren wir brauchen“, beschreibt Ambrosch den Prozess bei Smart Sensing. „Dann überlegen wir uns, was passen könnte, und machen mit dem Kunden gemeinsam einen Feldversuch vor Ort. Bei Erfolg können wir jede Lösung dann auch weltweit installieren und auch aus der Ferne managen. Wir haben bereits Kunden, die weltweit mehrere Werke von einem zentralen Standort aus steuern und vergleichen.“
Kapsch liefert die notwendige End-to-End-Lösung samt allen Bestandteilen: von den Sensoren über die Datenbanken inklusive IT-Security bis hin zur Software. Ambrosch: „Damit kann der Kunde sicher sein, End-to-End seine Fertigungs- und Prozesskette überwachen und rückverfolgen zu können.“