Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Labor Intelligente Druckluftsysteme

© Fraunhofer IPA

Industrie triff Labor: In unserer industrienahen Testumgebungen bewerten wir Produkte für deren Einsatz in der Industrie. Produktprototypen werden in unserem Labor entwickelt und in eine industrienahe Testumgebungen integriert, um deren Anwendernutzen in der Industrie in reproduzierbaren Szenarien zu bewerten.

In unserer Demonstrationsanlage strömt die Druckluft wahlweise durch intakte Schläuche oder durch welche mit kaum sichtbaren Löchern, Knicken und undichten Verbindungsstücken – die häufigsten Leckagen von Druckluftanlagen in der Industrie. Welchen Weg die Druckluft auch nimmt, für das bloße Auge macht das keinen Unterscheid: Die Aktoren machen ihren Job. Doch der Demonstrator misst, ob die Luft mit mehr oder weniger Druck durch die Schläuche strömt, ermittelt den Durchfluss, die Position der Aktoren, den Zustand der Ventile und erfasst Ultraschallsignale.

Erfahren Sie hier mehr über unsere aktuellen Forschungsansätze:

Alle ausklappen Alle einklappen

  • Volumenströme einer externen Industrie-Druckluftanlage können mit unüberwachtem maschinellen Lernen geclustert werden. Die identifizierten charakteristischen Verläufe eignen sich, um Anomalien zu erkennen. Weichen Tagesprofile von einem vorgegebenen Toleranzband ab, sind diese im Signalverlauf als Anomalie erkennbar. Die Erhöhung der Anzahl zu gruppierende Cluster führt zu weiteren interessanten Analysemöglichkeiten. 

  • Der Demonstrator schafft die Basis für unsere datengetriebene Produktionsforschung, etwa durch das Trainieren selbstlernender Algorithmen basierend auf Druck- und Durchflussmessungen. Diese Algorithmen sollen später auf Industrieanwendungen übertragen werden. Dort sollen dann die Leckagen ermittelt und lokalisiert werden.

  • Automatische Identifikation von Aktoraktionen und Leckagen
    im laufenden Betrieb mit handelsüblicher lowcost Hardware. Anhand von Analyse des Zeit- und Frequenzbereichs wird erkannt, welcher Aktor aktiv ist und ob eine Leckage vorliegt.

  • Mobile Leckagenerkennung mit Wärmebildkamera im laufenden Betrieb mit handelsüblicher lowcost Hardware. Zusammenhänge zwischen Systemdruck, ausströmendem Volumenstrom und Infrarotbildern werden analysiert und bewertet. Am Beispiel eines Lochs in einem Kunststoffschlauch sind Leckagen bei 6 bar aus 15 cm und 65 cm Entfernung erkennbar.

  • Unsere Beobachtung: Viele Möglichkeiten für Modernisierungsmaßnahmen bleiben in der Industrie ungenutzt, deshalb ist ein Forschungsansatz des Fraunhofer IPA die Entwicklung eines neuen Smart Service in der Druckluft.

    Vorteile für Anbieter:

    • I4.0 führt zu neuen Vertriebskonzepten
    • Generierung von Folgeaufträgen mit Argument der weiteren Kosteneinsparung
    • Erweiterung von bestehenden Geschäftsmodelle

    Vorteile für Nutzer:

    • Alle angebotenen Upgrades reduzieren die Lebenszykluskosten
    • Minimaler interne Beauftragungsaufwand durch „oneClick-buy“
    • Wirtschaftlichkeit des Upgrades wird durch Realdaten ersichtlich