Smarte Sensoren in der Elektronikfertigung: Produktion mit allen Sinnen

Sensoren entlang der Fertigungskette

Sensoren spielen eine entscheidende Rolle entlang der gesamten Fertigungskette, revolutionieren Prozesse und schaffen neue Möglichkeiten für die Industrie. Von der Logistik über die Qualitätskontrolle bis hin zur Prozesssteuerung und Mensch-Roboter-Kollaboration – smarte Sensoren sind der Schlüssel zur Optimierung und Effizienzsteigerung in der modernen Fertigungsindustrie. Erfahren Sie auf der productronica, wie diese kleinen, aber mächtigen Geräte die Zukunft der Elektronikfertigung und -produktion gestalten und neue datenbasierte Geschäftsmodelle ermöglichen.

• Sensoren in der Logistik
  Lastenhandling, Lokalisierung, Umfelderkennung – um fahrerlose Transportsysteme (FTS) durch Fabriken zu navigieren braucht es eine Reihe von Sensoren. Im Premiumsegment liefert 3D-Lidar mit Time-of-flight-Kameras neben Entfernungsinformationen eine Fülle weiterer Daten, die neben der reinen Kollisionsvermeidung zusätzliche Funktionen in Aussicht stellen.
  Auch die Datenfusion weniger leistungsfähiger Sensoren kann Logistikaufgaben übernehmen. Dazu zählen etwa die Erkennung von Fahrzeugverschleiß mit akustischen Sensoren und entsprechender Frequenzanalyse. Leitet man davon den Wartungszustand ab, landet man bei vorausschauender Wartung (Predictive Maintenance). In dem Fall werden kostengünstigere Sensoren mit einem höheren Aufwand in Form von Software oder KI-Algorithmen erkauft.
• Qualitätskontrolle
  Engmaschige, effiziente Qualitätskontrollen gewährleisten in industriellen Produktionsprozessen gleichbleibend hohe Produktqualität und -transparenz. Ein wichtiger Baustein ist dabei die automatisierte Bildverarbeitung (Machine Vision). Sie basiert auf Industriekameras mit digitalen Sensoren, einer speziellen Optik und Software. Spezielle Algorithmen extrahieren und analysieren Daten aus den Bildern, zunehmend auch via Deep Learning. Die Einsatzszenarien reichen von der Identifikation bestimmter Werkstücke bis hin zur Prozess- oder Qualitätskontrolle.
• Condition Monitoring, Predictive Maintenance
  Vorbeugende Wartungsprogramme (Predictive Maintenance) zählen zu den erfolgreichsten Szenarien in Smart Factories. Smarte Sensoren an Anlagen und Maschinen erfassen dabei kontinuierlich unterschiedlichste physikalische Größen wie Vibration, Temperatur, Magnetfeld, Schalldruck, Strom, etc., die dann eigenständig lernende Prognosemodelle auswerten. So können Bauteile proaktiv ausgetauscht werden, bevor es zu industriellen Ausfällen kommt.
• Prozesssteuerung
  Ob Füllstände, Drehzahlen, Distanzen oder Temperaturen – industrielle Sensoren ermitteln den Zustand von Maschinen und geben ihnen an die SPS ( Speicherprogrammierbare Steuerung) weiter, die daraus über Aktoren automatisiert Prozesse steuert. Weiterverarbeitet unterstützen die Daten bei der Fehler- und Störungssuche, Prozessanalyse, beim Condition Monitoring oder Energiemanagement.
• Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK)
  Aufgrund der hohen Anforderungen an die Sicherheit des Menschen sind Roboter meist leistungs- und kraftbegrenzt. Effiziente MRK braucht deshalb 3D-Sicherheitssensorik etwa via hochauflösendem Radar oder LiDAR (Light Detection and Ranging), die den gesamten Kollaborationsraum überwacht und eine dynamische Anpassung der Robotergeschwindigkeit und -bewegungsrichtung ermöglicht.
• After Sales
  Sensoren an Maschinen und Anlagen beim Kunden eröffnen neue datenbasierte Geschäftsmodelle in Form von innovativen Abrechnungsmechanismen wie Pay-per-Use, Product-as-a-Service (PaaS), Machine-as-a-Service (MaaS) oder Dienstleistungsangeboten wie etwa Predictive Maintenance. Letzteres verringert beim Anlagenbetreiber signifikant Stillstandzeiten und Wartungskosten. Der Hersteller profitiert von zusätzlichen Umsätzen und einer Verbesserung der Kundenbindung. Was also für die Maschinen und Anlagen in der eigenen Produktion gilt, erschließt beim Kunden neue Geschäftsfelder.