Sensorik und Kommunikation

IIoT (Industrial Internet of Things)

Industrielles IoT ist die Integration und Vernetzung intelligenter, meist drahtloser Sensoren und Aktoren in industrielle Anlagen und Prozessen um diese mit neuer Funktionalität auszustatten und gleichzeitig zu optimieren.

Energy Harvesting

Im industriellen Umfeld kommt es immer wieder zu Situationen, bei denen keine leitungsgebundene Energieversorgung möglich ist. Mittels Energy Harvesting können drahtlosen Sensoren und Aktoren autark betrieben werden. Dabei wird in der Umgebung verfügbare Energie in elektrische Energie umgewandelt um damit energiesparende Sensorsysteme zu versorgen.

Secure Sensors

Die drahtlose Kommunikation zwischen den intelligenten Sensoren und Aktoren muss durch kryptografische Algorithmen gegen Attacken von außen abgesichert werden. Ziel von Secure Sensors ist die Sicherstellung von Vertraulichkeit, Verfügbarkeit und Integrität der Sensordaten.

Edge Computing

Edge Computing bezeichnet die dezentrale Verarbeitung von (Sensor-)Daten in einem Netzwerk von Sensoren und Aktoren. Ziel hierbei ist durch die gezielte  Vorverarbeitung der Daten mittels Embedded Systems das Kommunikationsvolumen zu reduzieren.

 

Localization

Im industriellen Internet der Dinge ist die Lokalisierung aller Teilnehmer in Echtzeit essentieller Bestandteil dafür, dass Produkte mit Anlagen, Maschinen mit Werkzeugen und Fahrzeuge mit Lagerwaren sinnvoll interagieren können. Erst durch die räumliche Zuordnung können Warenströme optimiert, Transportwege geplant, Ergonomie und Effizienz verbessert und völlig neue Anwendungsszenarien eröffnet werden. Was im Außenbereich in Form von GPS-basierten Lokalisierungs- und Navigationssystemen heute allgegenwärtig ist, wird im Innenbereich von Gebäuden durch anwendungsoptimierte Lokalisierungsnetzwerke mit IIoT-Geräten als Knoten erreicht.

Vision

Integrierte Bildverarbeitungssysteme bieten eine Vielzahl von interessanten Einsatzmöglichkeiten im industriellen Bereich.  Die Anwendungsmöglichkeiten von Bildverarbeitungssystemen reichen im industriellen Umfeld von Assistenzsystemen zur Unterstützung bei Montage oder Maschinenbedienung bis hin zu vollautomatisierten Vorgängen in der Fertigungslinie in der digitalen Fabrik oder beim Be- und Entladen von Transportsystemen oder dem automatischen Navigieren von fahrerlosen Transportsystemen (FTS).

Analytics

Seit Beginn der Digitalisierung in der Industrie steigt die Menge an verfügbaren Daten über Zustände und Prozesse stark an. Diese Daten zu verarbeiten und sinnvolle Schlüsse daraus zu ziehen ist die logische Konsequenz. Durch zielgerichteten Einsatz von Analysmethoden ist es möglich Zusammenhänge zwischen eigentlich unabhängigen Datenströmen zu erkennen und so immer genauer Produktionsfehler zu detektieren oder vorbeugende Instandhaltungstechniken zu entwickeln, die zu höherer Effizienz der Systeme durch geringeren Ausschuss und geplante Wartungszeitpunkte führen.

Microelectronics

Moderne mikroelektronische Bauelemente und Systeme sind eine wichtige

Voraussetzung für die Umsetzung aller Digitalisierungsvorhaben im Sinne der industriellen Vernetzung. Sie  sind der Kern eines jeden cyber-physischen Systems (CPS) als Bindeglied zwischen der realen (physikalischen) Welt und deren virtuellen (cyber) Abbild, denn sie machen aus messbaren Größen erst Sensordaten. Damit ermöglichen sie eine flexiblere Steuerung von Produktionsprozessen bis hin zur Vorhersage von Wartungsnotwendigkeiten in Industrieanalgen.

Compressed Sensing

Datenerfassungssysteme werden immer flexibler, kostengünstiger und können größere Datenmengen in kürzeren Zeitabständen liefern. Dies stellt speichernde und übertragende Systeme vor große Herausforderungen. Oftmals können Signale nicht mehr vollständig erfasst werden, weshalb die Ausgangsdaten rekonstruiert werden müssen. Compressed Sensing Methoden lösen dieses Problem indem nur genau so viele Daten erfasst werden, dass die ursprünglichen Informationen noch entweder exakt oder in für den Anwendungsfall ausreichendem Maße wiederhergestellt werden können.

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