Monitoring maszyn z wykorzystaniem inteligentnych czujników MEMS

fot. Inteligentne czujniki MEMS

Projekt badawczy AMELI 4.0 w obszarze Przemysłu 4.0

Siedmiu partnerów pod kierownictwem firmy Bosch pracuje nad systemem czujników dla Przemysłu 4.0 i zintegrowanej produkcji, którego zadaniem będzie  monitoring maszyn i wykrywanie wszelkich odchyleń od normy. Dzięki temu zakłady produkcyjne będą mogły w dużym stopniu zapobiegać nieplanowanym przestojom spowodowanym usterkami. Zamiast regularnych przeglądów okresowych, będzie można prowadzić prace konserwacyjne wtedy, gdy jest to rzeczywiście konieczne. Przyczyni się to do obniżenia kosztów konserwacji, przeglądów i napraw maszyn nawet o 30%. Projekt badawczy AMELI 4.0 poprawi pozycję rynkową przedsiębiorstw działających zgodnie z koncepcją Przemysłu 4.0. Projekt otrzymał dofinansowanie od Federalnego Ministerstwa Oświaty i Badań Naukowych (BMBF) w ramach programu „IKT 2020 – Forschung für Innovation“ w kwocie 3,84 mln EUR.

Czujniki muszą spełniać wysokie wymagania

W koncepcji Przemysłu 4.0 czujniki odgrywają kluczową rolę. Są one „organami zmysłów“ maszyn i rejestrują ich bieżący stan oraz właściwości. Aby czujniki mogły służyć do inteligentnego sterowania oraz integracji produkcji, muszą rejestrować i przetwarzać duże ilości informacji w czasie rzeczywistym. Muszą być także w jak największym stopniu energooszczędne i kompaktowe, aby można je było w łatwy sposób zintegrować w systemach produkcji. Popularne obecnie czujniki przemysłowe można stosować w Przemyśle 4.0 tylko w ograniczonym zakresie, a w przypadku wielu zastosowań nie dysponują one wystarczającą inteligencją ani elastycznością, zużywają za dużo energii i są za drogie w produkcji.

Czujniki MEMS dla przemysłu

Dla potrzeb realizacji projektu  AMELI 4.0 badacze będą korzystać z kluczowej technologii świata zintegrowanego w internecie, jaką są czujniki MEMS (czujniki mikromechaniczne). Dziś trudno wyobrazić sobie samochody czy elektronikę użytkową bez czujników MEMS, które są na przykład centralnym elementem układu stabilizacji toru jazdy ESP, natomiast w smartfonach zapewniają właściwą orientację obrazu przy obróceniu urządzenia. W porównaniu do stosowanych obecnie czujników przemysłowych są one kompaktowe, inteligentne, energooszczędne i niedrogie. Jednak do tej pory brakowało im wytrzymałości i wydajności, aby można je było wykorzystywać w wymagającym środowisku przemysłowym. Dlatego ich potencjał monitorowania stanu maszyn produkcyjnych pozostawał częściowo niewykorzystany. Zespół badawczy projektu AMELI 4.0 będzie pracował nad dalszym rozwojem czujników MEMS i przygotowaniem ich do zastosowań przemysłowych. Dużą rolę odgrywa przy tym kwestia zasilania: nowy system nie będzie potrzebował ani okablowania, ani baterii. Ma on być w całości samowystarczalny energetycznie, a źródłem prądu będą drgania generowane przez maszyny (Energy Harvesting).

Współpraca badawcza

Projekt AMELI 4.0 skupia wiodące w świecie pod względem innowacyjności instytuty badawcze oraz partnerów przemysłowych specjalizujących się w następujących dziedzinach: czujników, budowy urządzeń i maszyn, monitoringu stanu maszyn, konwersji energii i mikrotechnologii. Projektem kieruje spółka Robert Bosch GmbH jako światowy lider technologii MEMS. Pozostali partnerzy projektu: Siemens AG, Hahn-Schickard-Gesellschaft, Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK, Binder-Elektronik GmbH, Schaudt Mikrosa GmbH i Stackforce GmbH. Projekt ruszył w grudniu 2015 roku i będzie realizowany do końca 2018 roku. 

Źródło: Bosch