Sensorsysteme für Prozess- und Zustandsüberwachung

Moderne Fabriken sind nur dann profitabel, wenn sie einwandfrei funktionieren und störungsfrei produzieren können. Ausschuss und Ausfallzeiten verursachen in der Produktion schnell enorme Folgeschäden. Als Ursache genügt dabei oft schon ein unbemerkter Werkzeugbruch oder eine fehlerhafte Produktionsanlage.

Ein bedeutsamer Baustein, um dies zu vermeiden, ist die sensorgestützte Überwachung der Produktionsressourcen. Durch die Ausstattung verschiedenster Objekte wie Anlagen, Roboter oder Förder- und Lagersysteme mit Sensorik wird die gezielte Daten- und Informationsgewinnung sowie die Kommunikation zwischen den Objekten selbst möglich. So können in Echtzeit Auslastung sowie Betriebs- und Wartungszustände wesentlicher Maschinenkomponenten erfasst und an übergeordnete Planungs- und Steuerungssysteme kommuniziert werden. Sensorlösungen monitoren dabei nicht nur Maschinen- und Prozesszustände, sondern überwachen auch Produktionshilfsmittel wie Fette, Öle oder die Luftqualität. Produktionsschäden oder unnötiger Maschinenstillstand kann so vermieden werden.

Forschungsbereiche:

  • Drahtlose Sensorsysteme
  • Sensorsysteme für extrem raue Umgebungen
  • Zero-Power Sensoren
  • Sensorplattformen
  • Sensordatenübertragung

Projektbeispiele

Intelligente Diagnoseschnittstellen für vernetzte IoT-Systeme @ Fraunhofer EMFT

Ziel ist es, miniaturisierte Sensorsysteme in die Stecker zu integrieren, um unter anderem die Verbindungsqualität überwachen zu können. Langfristig könnten die eingebauten Sensoren eine Art Condition Monitoring für die angeschlossenen Geräte übernehmen und etwa den Energieverbrauch erfassen.

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Energieeffizientes neuromorphes Computing – u. a. für Verarbeitung von Sensordaten bei Predictive Maintanance oder Condition Monitoring in der Industrie 4.0 @ Fraunhofer EMFT

Im EU-Projekt NeurONN entwickelt die Fraunhofer EMFT mit sechs europäischen Partnern eine neurologisch inspirierte Computerarchitektur.

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Hybride und drahtlose Sensoren und Systeme @ Fraunhofer ENAS

Das Fraunhofer ENAS bietet gesamtheitliche Lösungen im Bereich drahtloser und hybrider Sensorsysteme sowie Systemen für die drahtlose Energieübertragung einschließlich dem Entwurf der Herstellung und dem Test an.

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Strukturintegrierte, drahtlose Sensorik und Aktorik im Maschinenbau (SdSeMa) mit Fraunhofer ENAS, Fraunhofer IIS/EAS, Fraunhofer IPMS, Fraunhofer IZM-ASSID

Im Projekt SdSeMa des Leistungszentrums »Funktionsintegration für die Mikro- und Nanoelektronik« arbeiteten die Institute Fraunhofer ENAS, IIS/EAS, IPMS sowie IZM/ASSID unter maßgeblicher Mitwirkung von Fraunhofer IWU und Fraunhofer IKTS an neuen Technologien zur Strukturintegration von Sensoren und Aktoren in Maschinenkomponenten. 

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Aktiver WerkstückTräger mit Fraunhofer ENAS

In enger Kooperation mit der Universität Paderborn wurde eine Funktechnologie entwickelt, die es einem Werkstückträger ermöglicht, sich selbstständig mechanisch und logisch an die nächste Produktvariante innerhalb der Produktionstaktzeit anzupassen. 

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Drahtlose Sensorsysteme zur flexiblen Gestaltung von Produktionsprozessen mit Fraunhofer ENAS

Das Ziel des BMBF-Projekts »DiSSproSiP« war die Automatisierung und Individualisierung von industriellen Produktionssystemen in Form eines drahtlosen, intelligenten Sensorsystems. 

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Optisches Monitoringsystem zur Qualitätskontrolle von Galvaniklösungen mit Fraunhofer ENAS

In einem Kooperationsprojekt hat das Fraunhofer ENAS gemeinsam mit dem japanischen Unternehmen SHINKO ELECTRIC INDUSTRIES CO., LTD.  ein optisches Sensorsystem entwickelt, mit dessen Hilfe wesentliche Bestandteile in Galvaniklösungen mit geringem Aufwand online quantifiziert werden können.

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Drahtlose Sensorsysteme für das Structural Health Monitoring mit Fraunhofer ENAS

Smart Production-Technologien unterstützen die Industrie zum Beispiel mit Radio-Frequency Identification Transpondern, die z.B. als RFID-Tag zur Strukturüberwachung von Transmissionsriemen eingesetzt werden.

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Gedruckte Antennen auf Kartons für die Identifizierung von Metallobjekten in Lieferketten mir Fraunhofer ENAS

Im durch die Sächsische Aufbaubank (SAB project number 100105339, EFRE-Europäischer Fonds für regionale Entwicklung) geförderten Forschungsvorhaben wurde durch das Fraunhofer ENAS die drucktechnische Herstellung von RFID-Transponder-Antennen direkt auf die Innenseite von Wellpappverpackungen untersucht.

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ENIAC-Projekt ESEE – Sauerstoffmaß bei Hohlraumerweiterter mm-wave mit Fraunhofer ENAS

Ein spektrometrisches Messverfahren für die Sauerstoffkonzentration in Gasen wurde im ENIAC-Projekt ESEE (Environmental Sensors for Energy Efficiency) zusammen mit Partnern von Infineon, Airbus und der Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg entwickelt und erprobt. 

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Funktionale Sicherheit @ Fraunhofer ENAS

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.

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eHarsh: Sensorsysteme für extrem raue Umgebungen, Proof of Concept für die CMUT-Signalleistung mit Fraunhofer ENAS

Bei den in diesem Projekt getesteten Wandlern handelte es sich um einzelelementige 2D-Arrays aus CMUT-Zellen, die am Fraunhofer ENAS mit einem Waferbond-Prozess hergestellt wurden. 

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Dicke von Stahlblechen mit Radar kontrollieren @ Fraunhofer FHR

Das Fraunhofer FHR hat zusammen mit der IMS Messsysteme GmbH die erste auf Radarsensorik basierende Dickenmessung für Warmwalz- und Grobblechstraßen entwickelt.

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FiberRadar – Millimeterwellen-Scansystem zum Monitoring von Glasfaserlagen bei der Faserverbundstoffherstellung

Mit dem Projekt »FiberRadar« entwickelt das Fraunhofer FHR, zusammen mit den Konsortialpartnern Ruhr-Universität Bochum, Fachhochschule Aachen und der Aeroconcept GmbH ein neuartiges Verfahren zur Kontrolle des Fertigungsprozesses hochfester Faserverbundwerkstoffe.

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ASRA – Adaptive Regelung von Stahlbändern in Warmwalzstraßen auf Basis hochpräziser Radarsignalverarbeitungsverfahren

Um die Effizienz in der Produktion nachhaltig zu steigern, kooperieren die IMS Messsysteme GmbH, die SMS Group GmbH, die IMST GmbH, die Ruhr-Universität Bochum sowie das Fraunhofer FHR im Projekt »ASRA« um erstmals mittels Radarverfahren eine Konturmessung der Walzgutkante innerhalb einer Warmwalzstraße zu realisieren.

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Mit viel Hertz für die Produktion @ Fraunhofer FHR

Schnelle Messgeschwindigkeiten in Kombination mit der Fähigkeit, auch unter widrigsten Umweltbedingungen hochpräzise Messungen durchzuführen, sind die wichtigsten Markenzeichen von Hochfrequenzsystemen für industrielle Anwendungen

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Qualitätssicherung von Arzneimitteln durch laserbasierte Infrarotspektroskopie @ Fraunhofer IAF

Die Rückstreuspektroskopie im mittleren Infrarotbereich ermöglicht die Unterscheidung, Tabletten mit ähnlichem Aussehen (Größe und Farbe), aber unterschiedlicher Zusammensetzung, anhand des charakteristischen Infrarot-Fingerabdrucks ihrer Inhaltsstoffe zu unterscheiden. 

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Applikationslabor für Laser-Spektroskopie @ Fraunhofer IAF

Die Infrarot-Spektroskopie erkennt und quantifiziert bereits Spuren von Stoffen oder chemische Reaktionen einzelner Substanzen anhand ihrer molekularen Zusammensetzung.

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Projekt »BEACON« @ Fraunhofer IAF

Gemeinsam mit Forschenden von RPG-Radiometer Physics soll im Rahmen des ESA-Programms ARTES ein neuartiges W-Band-Empfangsmodul realisiert werden. Das Ziel besteht darin, eine Technologie zu entwickeln, die rauschärmer ist als alle bisherigen W-Band-Verstärkermodule und damit den Transfer extrem hoher Datenraten durch den Weltraum ermöglicht.

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Technologien, Bauelemente und Schaltungen, Aufbau und Module @ Fraunhofer IAF

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Digitale Zustandsverfolgung für Produkte oder Picking-Systeme @ Fraunhofer IPMS

Li-Fi - Optische drahtlose Datenübertragung und IP-Core Design für FPGA und ASIC.

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Maschinelles Sehen für die Qualitätssicherung – Mehrdimensionale Sensorik @ Fraunhofer IPMS

Das Fraunhofer IPMS entwickelt Mikroscannerspiegel, die Roboter befähigen sollen, ähnlich dem menschlichen Sehen, Objekte in der Umgebung wahrzunehmen. 

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Fraunhofer-Institute helfen kleinen und mittelständischen Unternehmen bei der Entwicklunginnovativer
Ultraschallsensoren mit Fraunhofer ENAS, Fraunhofer IPMS, Fraunhofer ISIT

Fraunhofer-Institute helfen kleinen und mittelständischen Unternehmen bei der Entwicklung innovativer Ultraschallsensoren.

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Applikationsspezifische Lebensdauerbewertung – Robustheits- und Lebensdauerbewertung @ Fraunhofer IZM

Eine Aufgabe ist die Steuerung der Tätigkeiten zum Erreichen zuverlässiger Produkte und Prozesse über den gesamten Produktlebenszyklus. Die Absicherung der Zuverlässigkeit beginnt bereits in der Innovationsphase.

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Lebensdauerüberwachung von IGBT-Modulen @ Fraunhofer IZM

IGBT-Leistungsmodule (Insulated Gate Bipolar Transistor) sind die Schlüsselkomponente in modernen Wechselrichtern für Photovoltaik-Anlagen.

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Fraunhofer-Forscher entwickeln Hochdrucksensoren für Extremtemperaturen @ Fraunhofer IZM

Der SOI-Hochdrucksensor (Silicon-on-Insulator) des Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM ermöglicht eine genaue Kontrolle von Prozessen bei Temperaturen bis zu 400° Celsius. Er zeichnet sich vor allem durch seine Langlebigkeit, Präzision und Effizienz aus. 

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