Die Suche nach Leckagen und undichten Stellen in Druckluftanlagen war bislang zeitaufw\u00e4ndig. Doch nun hilft uns K\u00fcnstliche Intelligenz, Verschwendung zu bek\u00e4mpfen: Denn diese kleinen Probleme k\u00f6nnen gro\u00dfe Auswirkungen haben und pro Unternehmen und Jahr Kosten in H\u00f6he von zehntausenden Euro verursachen. Eine automatisierte Detektion zur Aufsp\u00fcrung von Leckagen wurde nun von dem Fraunhofer IPA, der Universit\u00e4t Stuttgart und dem Sensorunternehmen Sick entwickelt. Dabei kommt ein intelligenter Algorithmus zum Einsatz.<\/p>\n
Die Suche nach Leckagen in einem Druckluftsystem ist eine Aufgabe, die h\u00e4ufig und gerne aufgeschoben wird. Das Aufsp\u00fcren von undichten Verbindungsst\u00fccken und kleinen L\u00f6chern mittels eines Ultraschall-Ortungsger\u00e4ts ist schlie\u00dflich eine m\u00fchsame und zeitraubende Aufgabe. Es w\u00e4re durchaus lohnenswert, sich die M\u00fche daf\u00fcr zu machen.<\/p>\n
Die etwa 60.000 in Deutschland betriebenen Druckluftanlagen verursachen j\u00e4hrlich einen Verbrauch von 16,6 Terawattstunden, was etwa sieben Prozent des gesamten Stromverbrauchs der deutschen Industrie ausmacht. Nach Sch\u00e4tzungen bleibt durchschnittlich etwa ein Drittel der erzeugten Druckluft ungenutzt verloren. Pro Unternehmen und Jahr k\u00f6nnen sich die Kosten f\u00fcr diese Verschwendung schnell auf zehntausende Euro belaufen und haben einen negativen Einfluss auf die Klimabilanz.<\/p>\n
Daniel Umgelter, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Abteilung Industrielle Energiesysteme am Fraunhofer-Institut f\u00fcr Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart, erkl\u00e4rt, dass dieser Energieverlust durch eine kontinuierliche automatisierte Leckageerkennung im Durchschnitt um etwa zehn Prozent reduziert werden k\u00f6nnte. Das w\u00fcrde deutschlandweit zu einer Einsparung von 80 bis 160 Millionen Kilowattstunden pro Jahr f\u00fchren, was dem durchschnittlichen j\u00e4hrlichen Energieverbrauch von 22.000 bis 45.000 Haushalten entspricht.<\/p>\n
Dank vortrainierter Algorithmen sind kostspielige Testl\u00e4ufe \u00fcberfl\u00fcssig – In Zusammenarbeit mit dem Sensorunternehmen Sick hat ein Forschungsteam des Fraunhofer IPA und des Instituts f\u00fcr Energieeffizienz in der Produktion (EEP) der Universit\u00e4t Stuttgart einen wissenschaftlich-methodischen Ansatz zur automatisierten Detektion von Leckagen in pneumatischen Maschinen und Anlagen entwickelt. Ein zentraler Bestandteil ist ein Durchflusssensor, der an die Druckluftzuleitung einer Maschine angeschlossen wird und kontinuierlich den Massenstrom, den Druck und die Temperatur erfasst. Mithilfe eines intelligenten Algorithmus werden die Kurvenverl\u00e4ufe in Echtzeit analysiert und charakteristische Signaturen erkannt, die auf das Vorhandensein von Leckagen hinweisen.<\/p>\n
Unter realen Bedingungen haben Umgelter und sein Team den Algorithmus in einem \u00fcberwachten maschinellen Lernverfahren trainiert. Das Forschungsteam hat zu diesem Zweck einen Demonstrator erstellt, der eine gro\u00dfe Anzahl intakter und besch\u00e4digter Druckluftschl\u00e4uche umfasst. Die w\u00e4hrend des laufenden Betriebs erzeugten Daten des Demonstrators werden anschlie\u00dfend millionenfach vervielf\u00e4ltigt und dienen als Trainingsgrundlage f\u00fcr den Algorithmus. Der Algorithmus erkennt nicht nur statische und dynamische Leckagen bei neu in Betrieb genommenen Anlagen, sondern auch bei bereits bestehenden Maschinen. Es ist nicht erforderlich, eine Referenzkurve zu erstellen und zu hinterlegen, die den st\u00f6rungsfreien Betrieb darstellt. Der Algorithmus kann sofort und ohne vorherige Vorbereitung seine Arbeit aufnehmen. Laut Umgelter spart die Industrie dadurch viel Zeit und Aufwand, da die Produktionsprozesse kontinuierlich an sich ver\u00e4ndernde Gegebenheiten angepasst werden.<\/p>\n
In Zukunft wird es nicht mehr notwendig sein, bei den Testl\u00e4ufen jedes Mal die Referenzkurve neu zu bestimmen. Auf der Hannover Messe wird eine automatisierte Leckageerkennung pr\u00e4sentiert. Allerdings wird noch einige Zeit vergehen, bis die L\u00f6sung f\u00fcr den Serieneinsatz bereit ist. Das Forschungsteam vom Fraunhofer IPA und der Universit\u00e4t Stuttgart hat den intelligenten Algorithmus im Rahmen des Forschungsprojekts LeakAIr erfolgreich entwickelt und nachgewiesen, dass er zuverl\u00e4ssig im laufenden Betrieb funktioniert. Bisher existiert noch kein marktreifes Produkt in diesem Bereich. Derzeit arbeitet der Sensorspezialist Sick an dieser Entwicklung. Den aktuellen Fortschritt k\u00f6nnen Sie zwischen dem 22. und 26. April 2024 auf dem Stand von Baden-W\u00fcrttemberg International auf der Hannover Messe in Halle 12, Stand D15, begutachten.<\/p>\n
\u00dcber Sick – Sick ist ein f\u00fchrender Anbieter von sensorbasierten L\u00f6sungen f\u00fcr industrielle Anwendungen weltweit. Das Unternehmen, das 1946 von Erwin Sick in Waldkirch im Breisgau nahe Freiburg gegr\u00fcndet wurde, gilt als einer der f\u00fchrenden Technologie- und Marktf\u00fchrer. Es ist weltweit mit \u00fcber 50 Tochtergesellschaften und Beteiligungen sowie zahlreichen Vertretungen pr\u00e4sent.<\/p>\n
Schlagw\u00f6rter: IPA + Stuttgart + Sick<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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