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Intelligente Folien für die Industrie 4.0

Intelligente Folien für die Industrie 4.0

26.02.2016

Intelligente Folien für die Industrie 4.0

Festo entwickelt mit Partnern im Forschungsprojekt ParsiFAl 4.0 Smart-Sensor-System-Labels.

Mikroelektronische Sensorsysteme in dünnen Folien bieten einen neuen Ansatz bei der Vernetzung intelligenter Produktionsanlagen für die Industrie4.0. Durch sogenannte Smart-Sensor-System-Labels wird die dezentrale Überwachung und Steuerung im Produktionsumfeld möglich. Pneumatische Antriebe, aber auch Verpackungen können durch die intelligenten Sensor-Labels Informationen über den jeweiligen Prozess sammeln, bewerten und austauschen. Dadurch lassen sich Fertigungs- und Logistikabläufe optimieren und flexibilisieren.

Im Forschungsprojekt ParsiFAl 4.0, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wird, arbeiten mehrere Kooperationspartner mit der Unterstützung des Projektträgers VDI/VDE-IT daran.

Basis der S3-Labels sind Mikrocontroller, Sensoren, dünne Displays und integrierte Kommunikationsschnittstellen, die alle in Folien eingebettet sind. Mit den erhobenen Daten kann der Zustand einer Komponente bewertet werden, um Anlagen beispielsweise vorausschauend zu warten. Hierdurch lassen sich die Instandhaltungskosten von Produktionsanlagen deutlich verringern. Im Bereich Logistik und Verpackung lässt sich dadurch der Transportweg von kritischen Gütern sicher nachvollziehen.

Demonstratoren von Festo und Bosch

Im konkreten Anwendungsfall des Forschungsprojekts soll ein S3-Label wie ein Klebestreifen auf einem pneumatischen Antrieb von Festo angebracht werden. Die Sensor- und Nutzdaten werden dann drahtlos und sicher an eine entsprechende Steuerung gesendet. So können Antriebsdaten wie Position, Dynamik und Umweltparameter durch mehrere S3-Label in einer Anlage gleichzeitig überwacht werden. Die Ansteuerung lässt sich nachgelagert durch selbstlernende Systeme optimieren. Ein Energy Harvesting System, welches durch die Bewegung des Kolbens Energie generiert, soll im Zusammenspiel mit einer Dünnfilmbatterie das Foliensystem versorgen.

Bei Bosch soll das Foliensystem als „intelligentes Etikett“ auf Verpackungen empfindlicher Transportgüter eingesetzt werden. Durch die integrierte MEMS-Sensorik, basierend auf mikro-elektromechanischen Systemen, können schädigende Einflüsse auf empfindliche Güter wie Stöße oder Temperaturschwankungen überwacht werden. Auch Anwendungshinweise sollen auf dem autonom arbeitenden Label gespeichert werden, die über entsprechende Schnittstellen in der Anlage, aber auch über mobile Endgeräte drahtlos ausgelesen werden können.

 Foto: Festo

Autor: Dörte Neitzel

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