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Maschinen-Controller mit Künstlicher Intelligenz soll Produktion steuern

| Redakteur: Jan Vollmuth

Omron entwickelt einen Maschinen-Controller, der mit künstlicher Intelligenz (KI) ausgestattet ist. Er soll als Erster seiner Art KI-Verarbeitungs- und SPS-Funktionen in Echtzeit integrieren und damit in einer Fertigungsumgebung Produktionslinien und Geräte im Mikrosekundentakt steuern. Die Produkteinführung ist für 2018 geplant.

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( Bild: gemeinfrei / CC0 )

In den vergangenen Jahren hat sich ein zunehmender Trend zur Kleinserienfertigung und zu einer flexiblen Fertigung weltweit durchgesetzt. Der Bedarf für die Einführung der KI und des Internets der Dinge (IoT) in der Fertigungsumgebung hat stetig zugenommen. Hersteller können damit etwa die Anlagenauslastung steigern und die Produktion von Qualitätsprodukten optimieren.

Datenaufkommen wächst kontinuierlich

Um Daten in der Fertigungsumgebung zu nutzen, in der eine Steuerung im Mikrosekundentakt erfolgt, wird eine sehr schnelle und hochpräzise Erfassung von Daten (z. B. Positions-, Schwingungs- und Temperaturdaten) und deren exakte Zuordnung zu Zeitdaten benötigt. Außerdem lassen sich durch die Analyse und Nutzung kombinierter Daten mögliche Maschinenfehler und Anlagenstillstände frühzeitig vorhersagen und eine Verschlechterung der Produktqualität verhindern. Durch die rasche Verbreitung des IoT ist allerdings das Datenaufkommen mittlerweile enorm gestiegen. Eine Übertragung der gesamten Daten in die Cloud zur Analyse mittels KI wird dadurch erschwert.

Einen weiteren Engpass bei der Einführung des IoT in der Fertigungsumgebung stellen die Verzögerungszeiten der bilateralen Datenübertragung dar. Diese ergeben sich, wenn die Daten von Sensoren, Motoren und anderen Geräten zur und von der Cloud übertragen werden müssen. Andererseits ist in solchen Fertigungsumgebungen ein sofortiges Ansprechen essenziell.

Optimierung mittels künstlicher Intelligenz

Diesen Problemen in der Fertigungsumgebung will Omron mit seiner Initiative „Intelligenz entwickelt durch IKT (Informations- und Kommunikations-Technologie)“ begegnen. Omron integriert das Know-how von Fachkräften in die Steuerungen von Anlagen und Prozessen. Erreicht wird dies durch den Einsatz zahlreicher Fabrikautomatisierungsprodukte (FA), die eine IoT-fähige automatisierte Produktion ermöglichen oder optimale KI-Algorithmen implementieren.

Der nach diesem Konzept entwickelte KI-Controller kann Anzeichen von Anlagenstörungen sofort erkennen. Dank der KI-Algorithmen des Maschinen-Controllers kann dieser anhand von präzisen Sensordaten die wiederholten Bewegungsabläufe der Anlagen erlernen. Hierdurch werden Rückmeldungen für die Statusüberwachung und Echtzeitsteuerung von Maschinen ermöglicht.

So setzt der Maschinen-Controller KI in Produktionsprozessen ein:

  • Erfassen von Sensordaten (z. B. Schwingung und Temperatur), Ausgabe von Daten für Anlagenmotoren und chronologische Verarbeitung dieser Daten in Echtzeit.
  • Generieren von Kenngrößen in regelmäßigen oder unregelmäßigen Intervallen basierend auf den chronologischen Daten in Echtzeit.
  • Sammeln von Kenngrößendaten und Generierung von Modelldaten für die lernende Maschine.
  • Senden von Rückmeldungen an die Zustandsüberwachung und Steuerungen basierend auf solchen Modelldaten in Echtzeit

Praktischen Einsatz von KI forcieren

Um den praktischen Einsatz der KI-Technologie in der Fertigungsumgebung zu realisieren, wird Omron weiterhin die Entwicklung in den Bereichen Controller, Bildverarbeitungssensoren und anderer KI-Produkte vorantreiben. Omron wird KI und IoT einsetzen, um den Status von Anlagen und Prozessen zu überwachen und die Produktqualität sicherzustellen. Damit unterstützt Omron seine Kunden bei der Realisierung von Fertigungsprozessen, die „frei von Fehlern und Stillständen sind“.

Seitdem 2016 erste Muster des Controllers an Kunden ausgeliefert wurden, hat Omron an den eigenen Standorten und Kundenstandorten Untersuchungen durchgeführt. Diese fokussierten sich auf die Vorhersage und Analyse von Anlagenstörungen. 2018 soll die geplante Produkteinführung und Supportbereitstellung des neuen Controllers erfolgen. (jv)

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