Der menschliche Körper ist unübertroffen, wenn es um die effiziente Bewältigung vielfältigster Aufgaben geht. Eine essenzielle Rolle spielen dabei die natürlichen „Sensoren“, die wir nutzen können: Wissenschaftler unterscheiden mittlerweile bis zu 13 Sinne – vom Sehen über das Temperaturempfinden bis hin zum Gleichgewichtsorgan im Innenohr. Allerdings stoßen wir als Arbeitskräfte auch an unsere Grenzen: Wir ermüden, machen Fehler und wollen abends nach Hause.
Technische Fortschritte in der Sensorik leisten hier Abhilfe. Während wir auf dem Sofa sitzen und Tatort schauen, behalten die Gebäude und Maschinen sich gegenseitig im Auge – und regulieren sich selbst oder alarmieren uns im Falle eines ungeplanten Ereignisses. Auf diese Weise können auch kleine und mittlere Unternehmen (KMU) oft schon mit überschaubaren Investitionen spürbare Effizienzsteigerungen erzielen oder ganz neue Geschäftsfelder erschließen.
Die ersten Sensoren haben Sie bereits im Unternehmen
Fast jedes Unternehmen setzt bereits jetzt Sensoren ein. Wer mit dem Firmenwagen unterwegs ist, lässt seine Position oft durch das Navigationssystem orten, seine Geschwindigkeit feststellen und möglicherweise den Abstand zum Vordermann messen, um einen Unfall zu vermeiden.
Das Smartphone ist ebenfalls ein Bündel an High-tech-Sensorik, von der Positionsbestimmung über Bewegungs- und Spracherkennung bis zur Verifizierung des Fingerabdrucks. Aufgrund seiner weiten Verbreitung ist es auch einer der ersten Ansatzpunkte, um über den verstärkten Einsatz von Sensoren im eigenen Betrieb nachzudenken.
Lesen Sie hier nach, wie die Sensoren des Smartphones bei Verladeprozessen unterstützen können: Smartphone Sensorik Software – Logistische Prozesse überwachen
Sensorik gewinnt an Bedeutung – auch für KMU
Die Gründe, sich mit Sensorik zu befassen, sind vielfältig:
- Das Potenzial zur Einsparung von Zeit und Kosten ist sehr hoch.
- Häufig kann die Qualität von Produkten oder Dienstleistungen mit überschaubaren Investitionen spürbar gesteigert werden.
- Die Verknüpfung digitaler Werkzeuge mit physischen Produkten und Prozessen eröffnet neue Möglichkeiten in Produktion, Logistik und anderen Bereichen.
- Die Nutzung von Ressourcen kann besser überwacht und gesteuert werden.
- Kunden erwarten immer öfter individuelle Lösungen, die sich nur mit Hilfe technischer Unterstützungen zu wettbewerbsfähigen Preisen anbieten lassen.
- Der Fachkräftemangel erfordert eine Automatisierung von Tätigkeiten, um das verfügbare Personal an anderen Stellen einsetzen zu können.
- Körperlich belastende oder gefährliche Arbeiten können vermieden werden.
- Die Überwachung der Qualität und Sicherheit von Prozessen kann übers Internet erfolgen, ohne dass jemand direkt vor Ort ist.
- Die Ausführung von Tätigkeiten kann automatisch dokumentiert werden.
- Die Steuerung des Betriebs kostet die Inhaber weniger Lebenszeit.
- Das Unternehmen kann schrittweise an weitere Industrie-4.0-Technologien herangeführt werden.
Welche Sensoren gibt es?
Sensoren messen u. a. biologische, chemische, optische, mechanische, elektromagnetische und thermische Phänomene. Für folgende Aufgaben stehen beispielsweise Sensoren zur Verfügung:
- Kraftmessung: Dehnungssensoren, Gewichtskraftsensoren
- Volumen: Füllstand
- Licht: Lichtstärke, Bildschärfe, Opazität
- Geschwindigkeit: Drehgeschwindigkeit, Verfahrgeschwindigkeit
- Magnetismus: Näherungssensoren
- Elektromagnetismus: Ortung von Funksignalen
- Akustik: Schallsensoren
- Lage: Neigung, Position
- Klima: Feuchtigkeit, Druck
(Quelle: Elektrotechnik/Katharina Juschkat)
Es muss nicht gleich eine revolutionäre IoT-Lösung sein
Bei allem Hype um das Internet der Dinge (IoT) droht vergessen zu werden, dass schon einfache Lösungen große Effekte erzielen können. Das Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Bremen hat beispielsweise einen Hersteller von Medizintechnik bei der Einführung eines Systems zur Temperaturüberwachung in den Produktions
hallen begleitet. Im Rahmen des zertifizierten Qualitätsmanagements muss der Betrieb sicherstellen, dass die Temperaturen eine bestimmte Spanne nicht unter- oder überschreiten. Bisher war dies durch tägliche manuelle Messung an mehreren Stellen erfolgt. Im Gespräch mit dem Kompetenzzentrum wurde eine Lösung erarbeitet, die aus zwei Temperatursensoren und dem flexiblen Computersystem Raspberry Pi besteht – mit Gesamtkosten von weniger als 100 Euro. Die Temperatur wird jetzt minütlich aufgezeichnet und kann von überall eingesehen sowie in Excel exportiert werden. Optional könnte auch eine Email-Benachrichtigung ausgelöst werden, wenn ein bestimmter Grenzwert erreicht wird.
Beispielhafte Anwendungsmöglichkeiten
Sensoren bieten überall in der Wirtschaft erhebliches Potenzial. Einige Beispiele:
Logistik:
- Nachverfolgung und Vorhersage des exakten Zustelltermins
- Monitoring der Position und des Zustands (z.B. Temperatur) eines Objekts im Lager oder auf der Transportroute
- Ausstattung von Paletten mit Sensoren, um den Diebstahl, die Beschädigung und die Verspätung von Waren zu beobachten und zu reduzieren
- Erkennung von Bewegungsmustern von Gabelstaplern, um Fahrten zu optimieren
Produktion:
- Predictive Maintenance (vorausschauende Wartung): Sensoren überwachen den Zustand von Bauteilen in Maschinen, melden Wartungsbedarf und lösen die Ersatzteilbestellung aus
- Energieeffizienz: Auswertung von Messdaten, Erstellung von Simulationen, Aufdecken von Einsparpotenzialen
- Messung des Behälterfüllgrads
Gebäudeautomation:
- Steuerung von Heizungen, Lüftungen, Klimaanlagen und Beleuchtung
- Anwesenheits- und Zutrittskontrollen
Umwelt und Verkehr:
- Messung von Umweltindikatoren wie Feinstaub, CO2 und anderen Substanzen
- Verkehrslenkung zur Vermeidung von Staus
- Meldung von freien Parkplätzen
Die Sensorik ist ein Feld, das sich schnell weiterentwickelt. Der Trend geht zu immer kompakteren und „intelligenteren“ Sensoren, die nicht nur Informationen sammeln, sondern sie auch gleich verarbeiten und Entscheidungen treffen.
Fachkundige Begleitung bei der Umsetzung
Das Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Bremen begleitet Ihr Unternehmen bei der Einführung von Sensorik. Dabei besteht auch die Möglichkeit, sich anhand eines Demonstrators ganz praktisch die Chancen des Einsatzes von Smartphone-Sensoren vorstellen zu lassen.
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