Akıllı sensörlerle makine takibi

Hedef, işletme maliyetlerinde yüzde 30’a varan bir azalma- Bosch’un liderliğinde AMELI 4.0 projesinin ortakları, geleceğin endüstri sensörlerini geliştiriyor.- Modifiye edilen MEMS sensörleri, makinelerin sesini ölçerek çalışma durumunu takip ediyor.- Sistem, harici enerji kaynaklarına ihtiyaç duymadan makinelerin durmasını önlüyor ve bakım sürecini iyileştiriyor.

Bosch’un liderliğinde 7 şirket, ağa bağlı üretime veya bir başka deyişle Endüstri 4.0’a yönelik geleceğin sensör sistemini geliştirmek üzere AMELI 4.0 isimli bir projede işbirliği yapıyor. Bu sensör sistemi, makineleri takip ediyor ve çalışmalarında  meydana gelen sapmaları anında tespit ediyor. Sistemin sağladığı yardımla fabrikalar, makinelerin planlanmayan arızalarını önleme konusunda önemli bir adım atabilecek.

Bakım aralıklarına bağlı kalmak yerine şirketler, ekipmanlarına bakıma ihtiyaç olduğunda müdahale edebilecek. Bu yaklaşımın, makinelerin bakım, inceleme ve tamir maliyetlerini yüzde 30 oranında azaltması bekleniyor. AMELI 4.0, Endüstri 4.0 ile ilgili olarak Alman şirketlerinin pazardaki konumunu arttırmayı hedefliyor. Bu nedenle proje, Almanya Federal Eğitim ve Araştırma Bakanlığı (BMBF) tarafından “IKT 2020 – İnovasyon İçin Araştırma” programının bir parçası olarak 3,84 milyon Euro finansman ile desteklendi.

Sensörlere yönelik zorlu talepler

Sensörler, makinelerin durumları ve performansları hakkında bilgi toplarken ve üretiecelecek parçaların yapay “gözleri ve kulakları” olarak Endüstri 4.0’ın önemli aktörlerinden biri konumundadırlar. Üretimde akıllı yönetim ve bağlanabilirliği kolaylaştırmak üzere sensörler, gerçek zamanlı olarak çok yüksek miktarda veriyi toplamak ve bunları işlemek zorundadır. Buna ek olarak, mümkün olduğunca fazla enerji verimliliğine sahip olmalıdırlar ve karmaşık üretim sistemlerine kolaylıkla entegre edilebilmelidirler. Piyasada kullanılan endüstri sensörleri, Endüstri 4.0’a sağladıkları faydalar açısından sınırlıdır. Pek çok uygulama açısından yeterince akıllı veya esnek değillerdir, çok fazla enerji tüketirler ve çok pahalıdırlar. 

Endüstriye yönelik MEMS sensörleri

AMELI 4.0 araştırma projesinin hedeflerini yerine getirmek üzere araştırmacılar, ağa bağlı dünyanın en önemli teknolojilerinden birine başvuruyor: MEMS sensörleri (MEMS, mikro elektro mekanik sensörlerin kısaltmasıdır). Şu anda bile MEMS sensörleri olmadan otomobilleri ve tüketici elektronik ürünlerini hayal etmek imkansızdır. Örneğin, kaymayı önleyen ESP® sisteminin temel bileşenidir ve akıllı telefonlarda ise cihaz döndürüldüğünde ekranın dönmesini sağlar. Geleneksel endüstriyel sensörlerle karşılaştırıldığında MEMS sensörler küçüktür, akıllıdır, enerji verimliliğine sahiptir ve ekonomiktir. 

Ancak pek çok açıdan, endüstriyel bir ortamın taleplerini karşılamaya yetecek kadar sağlam veya güçlü değillerdir. Bu, üretim sistemlerinde makinelerin durumunu takip etme konusunda uygulamaya yönelik potansiyelin bir kısmının kullanılmadığı anlamına gelmektedir. AMELI 4.0 araştırma ekibi, MEMS sensörlerini endüstriyel uygulamalara uygun hale getirmek üzere daha fazla geliştirmeyi planlıyor. Enerji temini burada önemli bir rol oynuyor: yeni sistem, elektrik kablolarından veya pillerden gelecek olan güce ihtiyaç duymayacak. Yeni sistem, gerekli olan gücü makinelerin titreşiminden üreterek (enerji toplama) kendi kendisine tamamen yetecek şekilde tasarlandı. 

Farkı yaratan şey sestir

Makinelerin takip edilmesinde yeni sensör sistemi, iki çeşit sesi ölçecek: makinenin içerisindeki titreşimle bağlantılı yapıdan kaynaklı sesler ve makine tarafından yayılan akustik ses. Bir makine planlandığı şekilde çalışmadığında, normal çalışma anında olandan farklı bir titreşim ve sese neden olur. Sistem, ölçülen sinyalleri kayıtlı profillerle karşılaştırır. Öğrenmeye devam eder ve sadece sinyallerdeki değişimlerin bir arıza veya aşınma ve yıpranma gösterdiği zaman tedbir alır. Sonuç olarak sensör sistemi gelecekte, bir makinenin bakım ya da tamire ihtiyaç duyduğu zamanı tespit edebilecek. Daha karmaşık sistemlerde bu akıllı değerlendirme, sensörlerin verileri ileteceği bir ağ geçidi (veya kimi zaman anıldığı şekilde router) ya da üretim tesisinin bilgisayar ağı aracılığıyla yönetilebilecek.

Ağ araştırması

AMELI 4.0 projesi, sensör teknolojisi, sistemler ve makine mühendisliği, makinelerin durum takibi, enerji dönüşümü ve miktoteknoloji gibi alanlarda global liderler olan enstitüleri ve endüstri ortaklarını inovasyonları ileriye taşıma konusunda bir araya getiriyor. MEMS sensörleri alanında pazar lideri olan Robert Bosch GmbH, projeye liderlik ediyor. Projenin diğer ortakları ise Siemens AG, Hahn Schickard Gesellschaft, Fraunhofer Institute for Production Systems and Design Technology IPK, Binder-Elektronik GmbH, Schaudt Mikrosa GmbH ve Stackforce GmbH. AMELI 4.0 adı, Endüstri 4.0’da durum takibine yönelik mikro elektro mekanik sistemin kısaltmasıdır. 2015 yılının Aralık ayında başlatılan projenin 2018 yılının sonunda sonuçlanması planlanıyor.