近日，由博世聯(lián)合七家合作伙伴的AMELI 4.0項目正式開展，該項目主要是為未來的互聯(lián)網(wǎng)制造或工業(yè)4.0開發(fā)新的傳感器系統(tǒng)。據(jù)稱，采用該類傳感器后，設備保養(yǎng)和維護等費用可以有效降低30%。
該傳感器系統(tǒng)將應用于機器監(jiān)控，可以快速地探測到機器的非正常運行狀態(tài)。在該傳感器系統(tǒng)的幫助下，工廠可以預防生產(chǎn)機械的非計劃停機。
通過該傳感器系統(tǒng)的應用，公司還可以在設備需要保養(yǎng)的時候再對它們實施精準保養(yǎng)，而不用嚴格地執(zhí)行定期保養(yǎng)，這樣預計可以降低30%的保養(yǎng)和維修成本。
AMELI 4.0研究項目旨在提升德國企業(yè)在“工業(yè)4.0”時代的市場地位。為此，德國聯(lián)邦教育和研究部(BMBF)將其作為“IKT 2020 創(chuàng)新研究”項目的一部分，資助AMELI 4.0項目384萬歐元(約合428萬美元)。
對傳感器的嚴苛要求
傳感器將作為機器和工件的人造“眼睛和耳朵”在工業(yè) 4.0 中發(fā)揮關鍵作用，它們能夠搜集機器和工件的狀態(tài)和性能信息。為了實現(xiàn)智能管理和互聯(lián)制造，傳感器必須能夠實時收集和處理大量的數(shù)據(jù)。
同時，這些傳感器還需要盡可能地提高能效，并能夠方便地集成到復雜的生產(chǎn)系統(tǒng)中。目前廣泛應用的工業(yè)傳感器還不能滿足“工業(yè)4.0”的要求。 對于許多應用，它們還不夠智能或靈活，不僅能耗太高，價格還很昂貴。
工業(yè)應用的MEMS傳感器
為了達成AMELI4.0的研究目標，研究人員正在轉向研究互聯(lián)世界的關鍵技術之一：MEMS傳感器。
即便是現(xiàn)在，也無法想象沒有了MEMS傳感器的汽車和消費類電子產(chǎn)品會是什么樣。例如，MEMS傳感器是ESP電子車身穩(wěn)定系統(tǒng)的核心部件，它們也確保了我們在旋轉智能手機時，手機屏幕會跟著轉動。
相比傳統(tǒng)的工業(yè)傳感器，MEMS傳感器更小、更智能、更節(jié)能并且更經(jīng)濟。然而，它們在很多方面沒有穩(wěn)定或強大到足以滿足工業(yè)環(huán)境的要求。
這意味著，一些潛在生產(chǎn)系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測應用尚未開發(fā)。AMELI4.0研究小組計劃進一步開發(fā)MEMS傳感器，使它們符合工業(yè)應用的要求。
能源供應在這里發(fā)揮了重要作用：新的傳感器系統(tǒng)將不需要電源線或電池，其設計是通過機器的振動(能量收集)產(chǎn)生電能，完全達到能源的自給自足。
利用噪音的區(qū)別，實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測
為了監(jiān)測機器，新的傳感器系統(tǒng)將測量兩類噪聲：一種是結構噪聲，即機器內(nèi)部的振動噪聲，另一種是音響噪聲，即機器發(fā)出的噪聲。當一臺機器非正常工作時，它的振動和噪音是有區(qū)別的。
傳感器系統(tǒng)會將測得的噪音信號與之前存儲的數(shù)據(jù)進行比較，傳感器系統(tǒng)還能進行持續(xù)學習，當信號變化提示缺陷、損壞或磨損時，系統(tǒng)會采取相應的反應，因此，未來的傳感器系統(tǒng)可以監(jiān)測出機器什么時候需要保養(yǎng)或維修。
在更復雜的系統(tǒng)中，這種智能評估可以由網(wǎng)關(或被稱為路由器)處理，傳感器會將數(shù)據(jù)傳輸至路由器，或傳輸至制造工廠的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)。
網(wǎng)絡研究
AMELI4.0項目匯集了全球產(chǎn)業(yè)和學術界各領域的領導者，共同推進新型傳感器的創(chuàng)新和發(fā)展，這些合作伙伴涉及的領域包括傳感器技術、系統(tǒng)與機械工程、機械狀態(tài)監(jiān)測、能源轉換和微技術等。
羅伯特?博世作為MEMS 傳感器市場的領導者主導該項目研究和推進。其他合作伙伴包括西門子、Hahn Schickard Gesellschaft、弗勞恩霍夫協(xié)會生產(chǎn)系統(tǒng)研究所和設計技術研究所、Binder-Elektronik GmbH、Schaudt Mikrosa GmbH以及Stackforce GmbH。
2015年12月推出的AMELI 4.0項目(“工業(yè)4.0”狀態(tài)監(jiān)測應用的MEMS系統(tǒng))，預計將在2018年年底完成。
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