Intelligente Druckluftsteuerung und Leckagendetektion
Die Energieversorgung in einem Unternehmen ist nicht nur essentiell für die erfolgreiche, industrielle Herstellung von Produkten, sie stellt auch einen erheblichen Kostenfaktor im Betrieb dar. Um so häufiger setzen sich sowohl produzierende Unternehmen als auch Hersteller von Komponenten zur Energieversorgung mit der Optimierung ihrer Produktion und Produkten auseinander.
So auch das Unternehmen Aventics GmbH – ein weltweit führender Hersteller von pneumatischen Druckluftventilen und Teil des Emerson Konzerns. Emerson erforscht und entwickelt seit einiger Zeit Lösungen für die schnellere und genauere Ermittlung von Leckagen in der Druckluftversorgung von Produktionssystemen. Treten solche Leckagen auf, entweicht aus einem Versorgungssystem kontinuierlich oder punktuell Druckluft, so dass am gewünschten Prozess zu wenig Druckluft ankommt. Ergo muss das System mehr Druckluft produzieren und verbraucht unnötige Energie. Da sich ein Abfall von Druckluft nur wenig bemerkbar macht – zumeist nur in dem Verhältnis von produziertem Druck aus dem Druckluftkompressor und ankommendem Druck am gewünschten Prozess – ist es sehr komplex, die Leckage zu identifizieren.
Emerson kam mit dieser Herausforderung auf das KI Reallabor in Lemgo zu. Die von Emerson zur Verfügung gestellte Datenmenge beinhaltete gelabellte Daten aus einem Testaufbau, in denen Leckagen und Angaben hierzu vorgegeben waren. Im KI Reallabor sollte idealerweise ein Algorithmus entwickelt werden, um maschinell zu erfassen, wo diese Leckagen auftreten und ob es Muster gibt. Bei der Aufbereitung der Daten und der Ausgestaltung der Aufgaben unterstützte das KI Reallabor und organisierte mit der AI Community OWL gemeinsam eine Challenge, um möglichst viele KI Experten mit dieser Aufgabe vertraut zu machen.
„Die Digitalisierung ist ein immens wichtiger Bestandteil für Erfolg, genauer gesagt ist sie sogar das Fundament. Das Mindset der Menschen wiederum bildet die Grundlage für die Digitalisierung, welche dann das erfolgreich sein möglich macht. Wir von Emerson haben uns genau mit diesem Mindset auseinandergesetzt und möchten innovativ vorangehen. Genau aus diesem Grund haben wir uns dazu entschlossen, als Challenge-Geber teilzunehmen und unser Perspektiven in noch weitere Richtungen zu öffnen“, beschreibt Michael Britzger von Emerson.
Bild: Dr. Michael Britzger, Senior Manager Digital Transformation, Aventics GbmH
Auf Grundlage der Testdaten erarbeiteten mehrere Teams Vorschläge mit Hilfe eines maschinellen Lernverfahrens. Erste Ergebnisse konnten sich nach wenigen Tagen schon zeigen lassen. Nun wird mit einem der Teams, das einen vielversprechenden Ansatz präsentierte, eine Umsetzung in einem realen Produktionsaufbau in der SmartFactoryOWL weitergeführt. Hier wird im Laufe der Projektlaufzeit ein unsupervised learning Ansatz erprobt, der ermöglichen soll, ohne Vorkenntnisse der Algorithmus Leckagen erkennen zu können.
Michael Britzger ist begeistert von der Dynamik und schaut bereits in die Zukunft: „Es sind wirklich bemerkenswerte Ergebnisse herausgekommen, an die wir nun anknüpfen möchten. Das ist ganz sicher nicht das Ende der Zusammenarbeit.“
