Sensorsysteme für Prozess- und Zustandsmonitoring

Industrie 4.0 bedeutet sehr enge Vernetzung der Produktionsabläufe und Produktionsausrüstungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Das erfordert intelligente Elektroniksysteme für Datenerfassung, -verarbeitung, -interpretation und Kommunikation. Selbst unter rauen Einsatzbedingungen müssen diese Elektroniksysteme sehr zuverlässig sein. Unvorhergesehene Ausfälle können zum Verlust essenzieller Informationen oder gar zum plötzlichen Stopp einer hochvernetzten automatischen Fertigungsstraße führen. Um den großen ökonomischen Schaden zu verhindern, der dadurch erzeugt werden könnte, wurde ein neues Konzept für das prognostische Zustandsmanagement (prognostic health management, PHM) entwickelt, das auf allen Stufen der Industrieelektronik jeweils ein Minimum an PHM-Elementen einfügt. Es beginnt mit dem Integrieren nanoskopischer Sensoren in die Elektronikkomponenten, die Delaminationen oder Verbindungsschäden erkennen. Ihre Informationen werden auf Leiterplatten-, Modul- und Maschinenebene zusammengetragen und ausgewertet, um Wartung und Reparatur stets rechtzeitig vor dem Auftreten eines Ausfalls auszulösen. Die Methoden der künstlichen Intelligenz können dabei mithelfen, kontinuierliches Selbstlernen zu erreichen und die Treffsicherheit immer weiter zu erhöhen. Auf diese Weise wird die funktionale Sicherheit und die Anlagenverfügbarkeit soweit angehoben, dass Industrie 4.0-Lösungen möglich werden.