Projekt Sonorion

Condition Monitoring und Predictive Maintenance gehören im Industrie 4.0-Umfeld inzwischen zu den Haupttriebfedern einer immer effizienteren und Ressourcen schonenden Produktion. Hierfür werden vielfach Messungen von Vibrationen (Körperschall) genutzt oder die Messung von Ölpartikeln, Temperaturen und anderen physikalischen Größen. Bei der Nutzung von Körperschallwellen wird bisher jedoch fast ausschließlich der Bereich des hörbaren Schalls ausgewertet. Hier möchten die Partner mit dem Projekt Sonorion ansetzen und einen deutlich erweiterten Frequenzbereiches betrachten und etablieren. Ziel ist letztlich, den Bereich zwischen 20 Hz und einigen hundert kHz komplett abzudecken und auszuwerten.

Mit dem Projekt soll der Bedarf an verschiedenen Sensorik-Entwicklungen im Umfeld von Industrie 4.0 adressiert werden. Hierzu gehört unter anderem extrem-breitbandige, integrierte Sensorik, die der produzierenden Industrie eine vereinfachte Nutzung durch den Einsatz von selbstlernenden Algorithmen des Machine Learnings ermöglicht. Darüber hinaus soll die europäische Mikroelektronikindustrie gestärkt werden, indem die Projektpartner bei der Sensorikentwicklung auf Halbleitertechnologien mit Entwicklungs- und Produktionsstandorten in Deutschland zurückgreifen.

Lösungsansatz

Extrem-breitbandige Sensorik in Kombination mit einer anpassbaren und trotzdem kostengünstigen Mikroelektronik-Lösung legt den Grundstein für eine erfolgreiche Erreichung der genannten Ziele des Projektes. Konkret arbeiten die Partner im Projekt an:

1. Sensorik-Modulen mit sensornaher Intelligenz
2. Zustandsüberwachungssystemen für Automatisierungskomponenten,
3. sowie neuen, flexiblen Methoden zur Entwicklung integrierter Schaltungskomponenten.

Dabei setzen die Partner auf die Etablierung einer skalierbaren, einfach bedienbaren, kostengünstigen, vielseitig verwendbaren Hardwareplattform in Kombination mit einem leicht anpassbaren Softwareframework zum extrem-breitbandigen Körperschall-Monitoring. Im Gegensatz zu Lösungen für spezielle Frequenzbereiche soll eine variabel einsetzbare, über einen bisher unerreicht großen Frequenzbereich arbeitende Sensor-Elektronik-Kombination vielschichtige Problemstellungen adressieren.

Darüber hinaus wird im Projekt ein Condition-Monitoring-Ansatz erforscht, der sich auf die gleichzeitige Überwachung eines extrem-breiten Frequenzbereiches für Vibrationssignale und die damit verbundene Komplexität der nachgelagerten Signalanalyse fokussiert. Die Anforderungen an ein solches System sind je nach Anwendungsfall sehr unterschiedlich. Daher soll das Sensor-Frontend in der Lage sein, dynamisch auf den Anwendungsfall zu reagieren und beispielsweise nach Bedarf Auflösung und Geschwindigkeit als Parameter zu verändern bei gleichbleibend hoher Genauigkeit.

Sonorion wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung innerhalb des Rahmenprogramms „Mikroelektronik aus Deutschland – Innovationstreiber der Digitalisierung“ gefördert.