Was Fluid-Sensorik künftig können muss

Ohne Sensorik keine Industrie 4.0 – soweit so gut. Doch welche Eigenschaften muss er denn nun wirklich mitbringen, der Sensor 4.0? Auf welche Technologien können Maschinenbauer guten Gewissens setzen, ohne die Vorzeichen der vernetzten, cloudbasierten Produktion von morgen zu verkennen? Konstrukteure und Entwickler großer Maschinenbauer, wie Trumpf und Arburg haben uns hierzu viele spannende Fragen gesendet – Fragen, die teilweise völlig neue Blickwinkel freisetzen dürften: „Haben Industrie-Sensoren noch eine Zukunft oder werden wir zukünftig vor allem auf Sensoren zurückgreifen, die im Consumer-Bereich – zum Beispiel in Smartphones – zu finden sind?“, war eine davon. „Sicher kann Consumer-Sensorik heute mehr, als sie früher konnte“, weiß Bernhard Müller, Geschäftsführer Industrie 4.0 beim Sensorikhersteller Sick. Industrie-Sensoren müssten jedoch immer gewisse Umweltbedingungen erfüllen, robust sein und vor allem Daten, die sie empfangen, umwandeln können in richtige Informationen. Nur so könne Mehrwert generiert werden.

Sensoren also, die Daten vorverarbeiten, noch bevor sie in die Cloud kommuniziert werden? Nichts anderes als Edge Computing ist das für Bernhard Müller: „Sensoren werden künftig mehr übernehmen, als nur Daten abzugeben. Sie verfügen selbst über Rechenpower und sind dann ein Teil des Netzwerkes.“

Auch Hans Wiedemann, Experte für Telematik- und Cloud-Lösungen bei Sensortechnik Wiedemann, sieht vor allem in der Performance das wesentliche Unterscheidungskriterium zur Consumer-Sensorik: „Das heißt nicht, dass beide Bereiche nicht zusammenwachsen. Ich denke aber nicht, dass das schnell gehen wird. Dennoch profitieren wir natürlich von der Consumer-Welt und die Consumer-Welt profitiert von uns.“

„Welche Schnittstelle ist die richtige?“, wollten Entwickler des Maschinenbauers Arburg wissen. Hans Wiedemann: „Wir glauben noch nicht daran, dass jeder Sensor heute eine Internetschnittstelle besitzen oder gar drahtlos in die Welt funken muss. Bei vielen der für uns relevanten Anwendungen, gerade im mobilen Maschinenbereich, ist sehr viel Störung im Umfeld vorhanden. Wir müssen den Sensor ja ohnehin mit Strom versorgen, also haben wir auch die Möglichkeit, Daten über ein Kabel – IO-Link ist bei uns übrigens gar nicht so das Thema, dafür aber zum Beispiel Can-Bus – zu einer Steuerung oder zu einem Gateway zu kommunizieren, worüber dann die Verbindung in die Internetwelt geschehen kann.“

Bernard Müller von Sick hingegen betont mit Blick auf IO-Link, dass Sensorik künftig „schon über entsprechende Schnittstellen, die man in der Welt der Daten braucht“ verfügen müsse. Müller: „Das wird vor allem die Ethernet-Schnittstelle sein. Welches Protokoll dann darauf läuft, das ist noch einmal eine ganz andere Sache. Ob nun OPCUA, was heute für Industrie 4.0 gehandelt wird, oder PPMP, was jetzt gerade Bosch promotet, oder auch MQTT – das sind alles Protokolle, die sich an der Schnittstelle zur Datenwelt anbieten.“

Wie intelligent müssen Sensoren denn eigentlich sein, wollten wir wissen. Bernhard Müller von Sick, das sich den Claim „Sensor Intelligence“ auf die Fahnen geschrieben hat, glaubt daran, dass sich Sensoren künftig noch mehr miteinander unterhalten könnten. „Das ist im Übrigen auch heute schon Realität“, ergänzt Müller und gibt ein Beispiel: „Nehmen Sie eine Lichtschranke, die gemeinsam mit einem Barcodeleser den richtigen Zeitpunkt ermittelt, wann gelesen wird.“ Was hingegen neu sei und jetzt erst richtig komme, sei, wie bereits erwähnt, dass sich Sensoren mehrwertig unterhalten.

Für Hans Wiedemann ist es deshalb Aufgabe von Sensorikherstellern, intelligente Sensoren zu entwickeln, die sich autark, also ohne Steuerung organisieren. Schließlich erfordere eine flexible Produktion in Losgröße 1, wie sie Industrie 4.0 propagiere, dass Sensorik on the fly parametriere, erklärt Müller: „Da geht keiner mehr hin und fängt an, die Maschine umzurouten, das muss automatisch passieren.“ Zur Entwicklung solcher intelligenter Sensoren gehöre außerdem die Integration weiterer Funktionen in den Sensor – also Temperatur, Helligkeit, Lautstärke und Geräusche zum Beispiel. Nichtsdestotrotz – da sind sich Müller und Wiedemann einig – werde mehr Funktionalität im Sensor nicht zu weniger Sensoren im Feld führen. Ganz im Gegenteil, so beide Experten mit Nachdruck.

„Überwachen sich solche Sensoren dann auch künftig selbst?“, wollte Arburg in diesem Zusammenhang wissen. Bernhard Müller von Sick hält ein Logbuch für manche Sensoren durchaus für interessant. Hans Wiedemann stimmt ihm hier zu und blickt in die Zukunft: „Stellen wir uns eine Datenwelt vor, in der Sensoren wirklich autark arbeiten, in der sie durch Energy Harvesting an Energie gewinnen und ab und zu Daten aufnehmen, diese zwischenspeichern, und der Bediener kommt dann irgendwann mal mit dem Handy oder Laptop vorbei und liest über NFC die Daten aus.“ Ein Beispiel sei eine Event Kamera von Sick, erklärt Müller – eine Kamera, die aufgenommene Daten immer wieder auf einer SD-Karte zwischenspeichere, für den Fall, dass beispielsweise der Strom ausfalle.