Dr.-Ing. Jens Weidenmüller, Head of High Frequency Systems, Fraunhofer IMS, Duisburg
1. Werkzeugverschleiß im Digital Twin berechnen 2. Funk im Klinikum 3. Geringe Tag-Größe
Durch die zunehmende Digitalisierung in der Fertigungsindustrie steigt der Wunsch nach immer „intelligenteren“ Verfahren zur Prozessoptimierung. Daten müssen also von mehr einzelnen Komponenten erfasst werden, die derzeit aber über keinerlei Schnittstelle verfügen, etwa industrielle Werkzeuge wie Fräser und Bohrer oder auch chirurgisches Operationsbesteck.
RFID-Systeme konnten hierbei bislang nicht zuverlässig eingesetzt werden: Aktuell sind hier LF (Low Frequency), HF (High Frequency) und UHF (Ultra High Frequency) Systeme weit verbreitet, deren Einsatz im metallischen Umfeld problematisch ist. Entweder befindet sich der Transponder (Tag) in metallischer Umgebung, zum Beispiel in einem Behälter, oder er wird direkt auf einem metallischen Untergrund befestigt.
UHF-Transponder stoßen dabei an physikalische Grenzen, die eine zuverlässige Pulk-Lesung verhindern, etwa durch Ausbildung stehender Wellen. Für das parallele Detektieren scheiden auch die induktiven Kopplungen (LF und HF) aus, da die Pulk-Lesung damit nicht möglich ist. Gerade im Werkzeug- und Sterilgut-Tracking sind die hohen Anforderungen an ein Tag deutlich zu erkennen. Daher forscht das Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS in Duisburg zusammen mit der Universität Duisburg Essen, der Ruhruniversität Bochum und dem Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR in Wachtberg an der nächsten RFID-Generation. Auf der Messe SPS zeigte das Fraunhofer IMS 2019 bereits einen Demonstrator.
Werkzeugverschleiß im Digital Twin berechnen
Die entwickelten Lösungen für den Anwendungsbereich Werkzeug-Management zielen auf die Optimierung von Fertigungsprozessen: Durch einen digitalen Zwilling entstehen umfangreiche Dokumentationsmöglichkeiten und eine vorausschauende Wartung kann umgesetzt werden. Letztere werden dann als „Smart Objects“ befähigt, mit einer Datenbank zu kommunizieren und Informationen über den aktuellen Einsatzfall im Betrieb zu liefern.
Durch die gesammelten Betriebsdaten des Werkzeugs in Verbindung mit Prozessdaten (Material des Werkstücks, Geschwindigkeiten) berechnet der Digitale Zwilling dann die prognostizierte Restlebensdauer. Durch den Schwarm datensammelnder Werkzeuge entstehen darüber hinaus ständig bessere Referenzdaten, die immer schärfere, praxiserprobte Einsatzempfehlungen ermöglichen.
