Hydraulik-Teststand der Saarbrücker Forscher: Ihr Sensorsystem behält den Zustand von Maschinen und Anlagen kontinuierlich im Auge.
Oliver Dietze
Ob es um Messdaten zur Schwingungsfrequenz oder zur Temperatur geht – jetzt können Ingenieure ganz komfortabel via Tablet-PC Maschinen und Anlagen rund um die Uhr im Auge behalten – und erhalten Informationen zu deren Wartungsbedarf.
Ein neues Verfahren, das den Zustand von Maschinen pausenlos überwacht, hat ein Forscherteam um Andreas Schütze an der Universität des Saarlandes entwickelt. Sensoren sammeln dabei permanent Messdaten. Mobil via Tablet-PC informiert das System, wie es etwa um eine Anlage steht, wann ein Ersatzteil ausgetauscht werden muss oder welche Reparatur noch warten kann.
Die Messtechniker bringen dafür Vibrationssensoren an mehreren Stellen einer Maschine an, die ununterbrochen Messdaten liefern, beziehen aber auch die Messwerte von heute standardmäßig bereits installierten Prozesssensoren mit ein. Auf der Hannover-Messe vom 13. bis 17. April zeigen sie dies an einem Hydraulik-Teststand. „Wir forschen daran, die Sensormuster – etwa die Frequenz von Schwingungen – typischen Schadens- und Fehlerzuständen wie Abnahme der Kühlleistung oder des Speicherdrucks zuzuordnen“, erklärt Andreas Schütze. Für diese Wartung im Dauermodus untersuchen die Forscher die Muster Tausender Messdaten und identifizieren aus der Masse der Daten diejenigen, die mit bestimmten Veränderungen der Maschine in Zusammenhang stehen.
Messdaten werden Schadenszuständen zugeordnet
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„Wir filtern aus der Datenmasse eine überschaubare Menge an aussagekräftigen Sensormessdaten heraus, die für bestimmte Schadenszustände charakteristisch sind“, erklärt Nikolai Helwig, der den Hydraulik-Teststand mitentwickelt hat. „Hierdurch wollen wir Störungen im Arbeitszyklus schon während sie sich anbahnen zuverlässig erkennen und mathematische Modelle für die verschiedenen Fehlergrade erstellen.“ Mit diesen Informationen über die Beziehung zwischen Sensormustern und beginnenden Fehlfunktionen und Schäden der Anlage lernen die Ingenieure ihr System an, damit es die Zusammenhänge künftig automatisch selbst erkennt. Hierbei arbeitet Schützes Team an der Saar-Uni und am Saarbrücker Zentrum für Mechatronik und Automatisierungstechnik mit Forschern des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) und dem Firmenverbund HYDAC zusammen. „Wir werten die Sensordaten mit statistischen Methoden aus. Damit die späteren Nutzer die Zahlen richtig deuten, erforschen wir, wie wir den Ergebnissen automatisch ihre Bedeutung zuordnen und sie für den Menschen leicht verständlich übersetzen. Das System soll so weiterentwickelt werden, dass es auf Maschinen und Anlagen angelernt, auf deren spezifische Bedürfnisse maßgeschneidert angepasst werden kann“, sagt Schütze.