Gefördertes Forschungsprojekt

Projektbeschreibung

Hintergrund

Der Einsatz von Sensoren für spezielle Anwendungsfälle ist oftmals mit hohen Investitionskosten und erheblichem Implementierungsaufwand verbunden, z.B. bei der Messung von Stammwürze bei Bierbrauprozessen oder bei der Ermittlung der Feuchtigkeit in Kaffeebohnen.

Allerdings sind Daten zur Prozesssteuerung und zur Prozessdatenermittlung bereits in Enterprise Ressource Planning Systemen vorhanden. Sowohl aus Prozessdaten, als auch aus Daten vom Enterprise Ressource Planning (ERP) / Manufacturing Execution System (MES) können Rückschlüsse auf interessierende Größen vorgenommen werden, ohne dass aufwendige Sensoren implementiert werden müssen.

Zielsetzung

Ziel ist die Entwicklung eines für einen Produktionsprozess vollintegrierten virtuellen Sensors. Dieser soll sowohl Zugriff auf kontextbezogene Daten (also insbesondere Daten aus dem ERP/MES), als auch Daten von sämtlichen verfügbaren Sensoren aus dem Produktionsprozess erhalten.

Im Rahmen des Vorhabens erfolgt die Entwicklung eines virtuellen Sensors (KI-Edge). Dieser nutzt zur Datenaufnahme das Netzwerkprotokoll MQTT als Eingang; sowohl zum Erhalt von Prozessparametern und weiteren Daten aus dem ERP/MES, als auch zum Erhalt von Prozessdaten aus Sensoren. Der virtuelle Sensor berechnet aus diesen Daten mittels einer KI eine Ausgangsgröße, die sich bisher nur indirekt und/oder mit großem Aufwand ermitteln lässt. Diese Daten können in einem nächsten Schritt in die Prozesssteuerungsebenen zurückgegeben und dort mit Unterstützung der KI zur Optimierung der Produktionsabläufe bzw. Prozessparameter herangezogen werden.

Für das Trainieren der KI wird in der Regel eine große Menge von Daten benötigt. Das Sammeln der Daten kann komplex sein, vor allem dann, wenn diese aus verschiedenen Quellen (Sensoren/EPR/MES) und aus unterschiedlichen Produktionsprozessen stammen. Um sicherzustellen, dass valide Daten erhalten werden, wird das Sammeln von zentraler Stelle geführt. Das Projekt KI-VISOPRO bietet dafür eine vom SAP konfigurierbare und vom MES geführte Prozesssteuerung, die auch zur Datensammlung eingesetzt werden kann.

Schlagworte
Künstliche Intelligenz; Prozesssteuerung; Virtueller Sensor; Neurale Netze

Keywords
Artificial Intelligence; Process Control; Time based Series; Entreprise Planning System; Neural Network; Virtual Sensor, Smart Factory

Forschungsschwerpunkt:
DITI | Digitalisierung - IT-Security - Industrie 4.0