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Online-Fragebogen zum Thema „Intelligente Sensorik“

Im Hinblick auf die Ermittlung übergreifender Anforderungen von intelligenter Sensorik innerhalb der geförderten Forschungsprojekte der BMWi-Initiative „Autonomik für Industrie 4.0“ wurde ein Online-Fragebogen konzeptioniert und den Projektbeteiligten zur Verfügung gestellt. Der Kernkontext bzw. die Thematik der Umfrage war „Sensorik im Kontext von Industrie 4.0 – der Industrie 4.0-Sensor?“ (s. Abbildung „Online-Fragebogen“).

Über 40 Fragen sollten Eigenschaften zukünftiger Sensoren und gewünschte Charakteristika sowie selektive und übergreifende Anforderungsprofile identifizieren. Im allgemeinen Teil des Fragebogens wurden insbesondere Aussagen zu den verwendeten Sensoren bzw. der zum Einsatz kommenden Sensortechnologie abgefragt. Ausgehend von dieser grundlegenden Separierung standen Fragen zu den Sachverhalten

  • Datenerfassung, -verarbeitung und –bereitstellung
  • Konfiguration und Bedienung
  • Energieversorgung
  • Wirtschaftlichkeit
  • Robustheit
  • Bauform und Integration.

im Fokus des Online-Fragebogens.

Auswertung des Fragebogens

An der Online-Umfrage haben insgesamt 28 Personen teilgenommen, die sich auf 10 verschiedene vom BMWi-geförderte Projekte (von insgesamt 14 Projekten) zuordnen lassen. Dominierend dabei war insbesondere die Beteiligung von industriell einzuordnenden Teilnehmenden mit 59 % (s. Abbildungen zu den Teilnehmenden). Dies zeigt, dass die Ausrichtung des bzw. die Anforderungen an den „Intelligenten Sensor“ auch von in dustrieller Seite eindeutig getragen wird, welches eine spätere Einsetzbarkeit und Akzeptanz sichern soll. Die Fachgebiete der Teilnehmenden lagen im Bereich Logistik, Sensorik und Robotik.

     

Die Auswertung (s. Abbildung „Sensortechnologie“) verdeutlicht, dass sich die gewünschten bzw. benötigten Sensorklassen kategorisieren lassen, wobei weitergehende Clusteranalysen der Antworten zeigten, dass 61 der 113 Sensoren nach dem optischen Funktionsprinzip arbeiten und somit das Anwendungs- bzw. Anforderungsfeld prägen.

     

Bei der Frage, welche Eigenschaften einen Sensor als intelligent charakterisiert, divergierten die Antworten trotz der Freitextmöglichkeit nur geringfügig. Daher konnte ein gemeinsamer Fokus an Eigenschaften identifiziert werden:

  1.  Funktionsfähigkeit bzw. Industrietauglichkeit unter variablen Bedingungen (bis hin zum „zertifizierten Personenschutz mittels 3D-Kamera“),
  2. integrierte Datenverarbeitung, ggf. erweitert um Aspekte wie beispielsweise selbstlernend, erweiterbar oder selbstkalibrierbar
  3. standardisierte Schnittstellen und
  4. die Kenntnis über den eigenen Zustand bzw. die Möglichkeit zur Selbstdiagnose.

    

Die Word-Clouds zu den Fragen „Was macht einen Sensor intelligent?“ und „Welche Aufgabe sollen die Sensoren erfüllen?“ verdeutlichen zudem, dass Aspekte im Kontext von „safety“ bedeutsam sind, s. Keywords „Personenerkennung“ und „Personenschutz“. Zudem ist die Variabilität von Sensoren zunehmen bedeutsam, welches sich an dem ausgeprägten Portfolio zu erfüllender Eigenschaften zeigt.

Diese Aussage wird auch durch die Auswertungen zur „Datenverarbeitung auf dem Sensor“ und zur Bedeutung der „Echtzeitfähigkeit“ gestützt. Neben durchgehend wirtschaftlichen Belangen ist eine variable Robustheit wichtig, welches die Statistik zur Frage „Welchen spezifischen Belastungen soll der Sensor standhalten?“ verdeutlicht.

    

Workshop

Ausgehend von den Erkenntnissen der Auswertung des Fragebogens wurde ein erster Workshop „Intelligente Sensorik“ organisiert und am 29. April 2015 am Fraunhofer IML in Dortmund durchgeführt. An diesem nahmen mehr als 30 Teilnehmende aus den Autonomik 4.0 Projekten und Vertreter des Projektträgers/der Begleitforschung teil. 10 Projekte (von 12) des Förderprogramms waren dabei mit mindestens einer Person vertreten. Zudem hatten ca. 2/3 der Teilnehmenden auch an der Online-Umfrage teilgenommen, welches eine gute Konstellation zur Validierung der Auswertung des Fragebogens war. Nachfolgende Leitthemen sollten dabei im Zentrum des Workshops stehen:

  • Definition der grundlegenden Eigenschaften eines Industrie 4.0 Sensors
  • Gelegenheit zur Bewerbung als Use-Case für die im QAP entwickelte intelligente Sensorik
  • Diskussion der Autonomik-Partner und Identifikation von Synergien.

Im Anschluss an eine Beschreibung des Querschnittsarbeitspaketes „Intelligente Sensorik“ wurden die Ergebnisse des Fragebogens (s. auch Abschnitt „Auswertung des Fragebogens“) präsentiert und eingehend diskutiert. Speziell die Industrietauglichkeit im Sinne von „safety“ war dabei ein wesentliches Thema. Da der Workshop auch einen proaktiven Charakter haben sollte, wurden Arbeitsgruppen zu verschiedenen Technologien und abgeleiteten Fragestellungen gebildet, welche bei der Anmeldung zum Workshop abgefragt wurden. Resultierend wurden die nachfolgenden Arbeitsgruppen gebildet und die Teilnehmenden auf diese aufgeteilt:

  • AG 1: Meta-Ebene „Intelligente Sensorik“
  • AG 2: 2D Safety Laserscanner
  • AG 3: 3D-ToF-Kamera

Dabei konnten unter Berücksichtigung der jeweiligen Ausrichtung die Aspekte „Informieren – Was sind die Ergebnisse bezüglich der Anforderungen aus der Umfrage ?“, „Definieren – Welche allgemeinen Definitionen ergeben sich aus den Ergebnissen?“ und „Ableiten – Welche Funktionen und Eigenschaften sind die wichtigsten?“ interdisziplinär diskutiert werden.

 

     



Da innerhalb des Querschnittsarbeitspaketes auch „Intelligente Sensorik“ auf Basis der Erkenntnisse aus der Online-Umfrage und des Workshops entwickelt werden soll, wurde den Beteiligten die Möglichkeit gegeben, sich beim Projektteam für eine prototypische Anwendungsstudie eines neuen intelligenten Sensors zu bewerben. Auch bildet der Workshop eine gute Ausgangsbasis zum Informationsaustausch auf projekt-bilateraler Ebene. Bereits während des Workshops hat sich die Zusammenarbeit zwischen dem QAP-Projektteam und weiteren Forschungsprojekten abgezeichnet, welche zurzeit konkretisiert und weitere technologische Schritte hin zum „Intelligenten Sensor“ mit sich führen wird.

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