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Umfrage: Wird in Zukunft in jedem Sensor ein „Stückchen“ künstliche Intelligenz stecken? Flexibler, intelligenter, effizienter

ABB AG Emerson Pepperl+Fuchs SE
Wird künftig in jedem Prozesssensor ein Stück künstliche Intelligenz stecken – und welche Vorteile ergeben sich daraus?

Wird künftig in jedem Prozesssensor ein Stück künstliche Intelligenz stecken – und welche Vorteile ergeben sich daraus?

Bild: iStock, lersan8910
03.11.2023

Maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz sind wesentliche Bestandteile von Industrie 4.0. So kann KI in Verbindung mit smarten Sensoren die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine transformieren – und die Produktion effizienter gestalten. Werfen wir einen Blick in die Zukunft: Wird künftig in jedem Prozesssensor ein Stück künstliche Intelligenz stecken – und welche Vorteile ergeben sich daraus? Wir haben nachgefragt.

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Das sagen die Experten:

Bildergalerie

  • Tobias Schmidt, Service Portfolio Manager, ABB Motion Deutschland: „Seit Jahren erleben wir in der Antriebstechnik einen großen Trend: Antriebsstränge werden zunehmend mit smarter Sensorik digitalisiert. ABB ist seither mit dem ABB Ability Smart Sensor dabei. Die technologischen Stoßrichtungen mögen verschieden sein, es dominieren jedoch Cloud-Computing und algorithmische Datenverarbeitung. Endanwender und OEMs lernen über die Zeit, mit den Daten ihrer Maschinen umzugehen und sie für stetige Optimierungen zu nutzen. Künstliche Intelligenz wird dort enthalten sein, wo die größten ökonomischen Potenziale lauern – etwa bei Elektromotoren aufgrund des Energieeinsparungspotenzials. Eines jedoch dürfte klar sein: KI wird Sensorik einspannen, nicht alleinig darin sein. Das Internet steckt schließlich auch nicht im Computer.“

    Tobias Schmidt, Service Portfolio Manager, ABB Motion Deutschland: „Seit Jahren erleben wir in der Antriebstechnik einen großen Trend: Antriebsstränge werden zunehmend mit smarter Sensorik digitalisiert. ABB ist seither mit dem ABB Ability Smart Sensor dabei. Die technologischen Stoßrichtungen mögen verschieden sein, es dominieren jedoch Cloud-Computing und algorithmische Datenverarbeitung. Endanwender und OEMs lernen über die Zeit, mit den Daten ihrer Maschinen umzugehen und sie für stetige Optimierungen zu nutzen. Künstliche Intelligenz wird dort enthalten sein, wo die größten ökonomischen Potenziale lauern – etwa bei Elektromotoren aufgrund des Energieeinsparungspotenzials. Eines jedoch dürfte klar sein: KI wird Sensorik einspannen, nicht alleinig darin sein. Das Internet steckt schließlich auch nicht im Computer.“

    Bild: ABB

  • Holger von Both, Leiter Business Unit Prozesssensorik, Baumer: „Baumer ist als Pionier der Prozesssensorik laufend auf der Suche nach neuen, ressourcenschonenden Lösungen, die Kunden messbaren Mehrwert verschaffen. Das betrifft alle Felder von Sensor- bis Elektronik-Design und im Besonderen smarte Algorithmen, die schon heute unsere Sensoren außergewöhnlich präzise und schnell machen. Mit dem Thema KI befassen wir uns daher schon lange und nicht erst, seit es auch bei einem breiten Publikum angekommen ist. Konkret zu der Frage: Vielleicht wird nicht in jedem Prozesssensor ein Stück künstliche Intelligenz stecken (außer vielleicht in der Entwicklung des Sensors). Aber die neuen Möglichkeiten durch KI werden das Fluid Monitoring auf ein neues Level heben. Wir bei Baumer tun alles dafür, dass diese Benefits schnell beim Anwender ankommen.“

    Holger von Both, Leiter Business Unit Prozesssensorik, Baumer: „Baumer ist als Pionier der Prozesssensorik laufend auf der Suche nach neuen, ressourcenschonenden Lösungen, die Kunden messbaren Mehrwert verschaffen. Das betrifft alle Felder von Sensor- bis Elektronik-Design und im Besonderen smarte Algorithmen, die schon heute unsere Sensoren außergewöhnlich präzise und schnell machen. Mit dem Thema KI befassen wir uns daher schon lange und nicht erst, seit es auch bei einem breiten Publikum angekommen ist. Konkret zu der Frage: Vielleicht wird nicht in jedem Prozesssensor ein Stück künstliche Intelligenz stecken (außer vielleicht in der Entwicklung des Sensors). Aber die neuen Möglichkeiten durch KI werden das Fluid Monitoring auf ein neues Level heben. Wir bei Baumer tun alles dafür, dass diese Benefits schnell beim Anwender ankommen.“

    Bild: Baumer

  • Tobias Achenbach, Manager Solutions Sales DACH | Measurement Solutions, Emerson: „Schon heute erhalten Sie durch industrielle Protokolle wie WirelessHART umfangreiche Informationen aus den smarten Sensoren, die durch das Wireless-Protokoll einfach und schnell nachrüstbar sind. Die KI wird uns in Zukunft dabei helfen, aus den ganzen vorhandenen Daten direkte Handlungsempfehlungen und spezifische Reaktionen zu generieren und dem Nutzer noch zielgerichteter zur Verfügung zu stellen. Das birgt insbesondere Potenziale für die vorausschauende Wartung und Prozessoptimierung. Die Auswertungen können dann sowohl im Prozesssensor als auch in übergeordneten Systemen stattfinden. Emerson bietet schon heute Smarte Sensoren an, bei denen der Sensor direkte Handlungsempfehlungen, wie zum Beispiel Kugellager wechseln bei einer Pumpe, herausgibt.“

    Tobias Achenbach, Manager Solutions Sales DACH | Measurement Solutions, Emerson: „Schon heute erhalten Sie durch industrielle Protokolle wie WirelessHART umfangreiche Informationen aus den smarten Sensoren, die durch das Wireless-Protokoll einfach und schnell nachrüstbar sind. Die KI wird uns in Zukunft dabei helfen, aus den ganzen vorhandenen Daten direkte Handlungsempfehlungen und spezifische Reaktionen zu generieren und dem Nutzer noch zielgerichteter zur Verfügung zu stellen. Das birgt insbesondere Potenziale für die vorausschauende Wartung und Prozessoptimierung. Die Auswertungen können dann sowohl im Prozesssensor als auch in übergeordneten Systemen stattfinden. Emerson bietet schon heute Smarte Sensoren an, bei denen der Sensor direkte Handlungsempfehlungen, wie zum Beispiel Kugellager wechseln bei einer Pumpe, herausgibt.“

    Bild: Emerson

  • Christian Hamers, Business Development Manager, Exner Process Equipment: „Teilweise verfügen Sensoren bereits heute über eine gewisse Intelligenz. Genutzt wird dabei die digitale Kommunikation zwischen Transmitter und/oder Prozessleitsystem um Sensor- und Zustandsdaten zu erhalten. Daraus lassen sich dann zum Beispiel anhand definierter Qualitätsparameter entsprechende Wartungs- und Kalibrierintervalle ableiten. Der Einsatz von KI bietet hier weitere Möglichkeiten hinsichtlich Effizienzsteigerung und Funktionserweiterungen. Auch ist im Hinblick auf die erfassten Messdaten heute nicht unbedingt eine mangelnde Datenlage das Problem, sondern deren Auswertung und Interpretation. Hier kann eine entsprechende KI-Lösung das eingesetzte Personal gewinnbringend bei einer verbesserten und beschleunigten Entscheidungsfindung unterstützen.“

    Christian Hamers, Business Development Manager, Exner Process Equipment: „Teilweise verfügen Sensoren bereits heute über eine gewisse Intelligenz. Genutzt wird dabei die digitale Kommunikation zwischen Transmitter und/oder Prozessleitsystem um Sensor- und Zustandsdaten zu erhalten. Daraus lassen sich dann zum Beispiel anhand definierter Qualitätsparameter entsprechende Wartungs- und Kalibrierintervalle ableiten. Der Einsatz von KI bietet hier weitere Möglichkeiten hinsichtlich Effizienzsteigerung und Funktionserweiterungen. Auch ist im Hinblick auf die erfassten Messdaten heute nicht unbedingt eine mangelnde Datenlage das Problem, sondern deren Auswertung und Interpretation. Hier kann eine entsprechende KI-Lösung das eingesetzte Personal gewinnbringend bei einer verbesserten und beschleunigten Entscheidungsfindung unterstützen.“

    Bild: Exner

  • Jahir Kololli, Team Leader Product Management, Hamilton Bonaduz: „Betrachtet man die Entwicklung im Bereich Industrie 4.0, so spielen Time-to-Market und Kostenoptimierung eine zentrale Rolle. Sensoren, die mit KI-Technologien kombiniert werden, bieten hier erhebliche Vorteile und ermöglichen den Zugriff auf wertvolle Informationen zur Prozessoptimierung. Intelligente Sensoren enthalten bereits viele Informationen, die über die eigentliche Prozesssteuerung hinausgehen. Ziel ist es, intelligente Sensoren bereitzustellen, die eine vollständige Selbstdiagnose und vorausschauende Informationen liefern. Dadurch lassen sich Erkenntnisse hinsichtlich zu erwartender Ausfallzeiten, erforderlicher Sensorwechsel oder die Auswirkungen der Wartungsintervalle auf die Produktqualität und Planung gewinnen. Sobald ein zuverlässiges, KI-basiertes Vorhersagemodell existiert, könnten erforderliche Maßnahmen sogar automatisiert werden. Letztendlich wird die Prozesseffizienz so auf ein neues Level gehoben.“

    Jahir Kololli, Team Leader Product Management, Hamilton Bonaduz: „Betrachtet man die Entwicklung im Bereich Industrie 4.0, so spielen Time-to-Market und Kostenoptimierung eine zentrale Rolle. Sensoren, die mit KI-Technologien kombiniert werden, bieten hier erhebliche Vorteile und ermöglichen den Zugriff auf wertvolle Informationen zur Prozessoptimierung. Intelligente Sensoren enthalten bereits viele Informationen, die über die eigentliche Prozesssteuerung hinausgehen. Ziel ist es, intelligente Sensoren bereitzustellen, die eine vollständige Selbstdiagnose und vorausschauende Informationen liefern. Dadurch lassen sich Erkenntnisse hinsichtlich zu erwartender Ausfallzeiten, erforderlicher Sensorwechsel oder die Auswirkungen der Wartungsintervalle auf die Produktqualität und Planung gewinnen. Sobald ein zuverlässiges, KI-basiertes Vorhersagemodell existiert, könnten erforderliche Maßnahmen sogar automatisiert werden. Letztendlich wird die Prozesseffizienz so auf ein neues Level gehoben.“

    Bild: Hamilton Bonaduz

  • Benedikt Rauscher, Leiter Globale IoT-Projekte, Pepperl+Fuchs: „Moderne Technologien erlauben die Integration von für künstliche Intelligenz geeigneter Hardware auch in vergleichsweise kleine Einheiten wie Sensoren. KI-gestützte Algorithmen können bei deren Ansteuerung und Auswertung massiv unterstützen, insbesondere wenn viele – auch nicht sensorische - Informationen miteinander verknüpft werden müssen, um einen aussagekräftigen Datenpunkt zu generieren. Es sollte dabei jedoch nicht unterschätzt werden, dass für das Anlernen einer künstlichen Intelligenz große Mengen geeigneter Trainingsdaten zur Verfügung stehen müssen. KI-basierte Sensorik muss in jedem Fall signifikante Vorteile gegenüber einer regelbasierten – und in jeder Situation nachvollziehbaren – Auswertung bieten, damit sie sich auf breiter Front durchsetzen kann.“

    Benedikt Rauscher, Leiter Globale IoT-Projekte, Pepperl+Fuchs: „Moderne Technologien erlauben die Integration von für künstliche Intelligenz geeigneter Hardware auch in vergleichsweise kleine Einheiten wie Sensoren. KI-gestützte Algorithmen können bei deren Ansteuerung und Auswertung massiv unterstützen, insbesondere wenn viele – auch nicht sensorische - Informationen miteinander verknüpft werden müssen, um einen aussagekräftigen Datenpunkt zu generieren. Es sollte dabei jedoch nicht unterschätzt werden, dass für das Anlernen einer künstlichen Intelligenz große Mengen geeigneter Trainingsdaten zur Verfügung stehen müssen. KI-basierte Sensorik muss in jedem Fall signifikante Vorteile gegenüber einer regelbasierten – und in jeder Situation nachvollziehbaren – Auswertung bieten, damit sie sich auf breiter Front durchsetzen kann.“

    Bild: Pepperl+Fuchs

  • Dr. Andreas Widl, CEO, Samson: „In Zukunft wird kein Betrieb eines technischen Produkts, Systems oder Regelkreises es sich leisten können, auf die Generierung und Kommunikation von (Echtzeit-)Daten zu verzichten. Nur was gemessen wird, kann verbessert werden. Schnelle Datenkommunikation, leistungsstarke Prozessoren in der Nähe der Anwendung und dezentrale Intelligenz werden Prozesse und Systeme effizienter machen. Generative KI wird damit zum Schlüssel, unterschiedliche Formen von Verschwendung – Energie, Rohstoffe, Zeit – in der industriellen Produktion zu reduzieren. Kollaboration von technischen Komponenten sowie selbstorganisierende und -lernende Systeme nach dem Vorbild der Natur werden dazu beitragen, den Planten zu schonen und hoffentlich zu retten.“

    Dr. Andreas Widl, CEO, Samson: „In Zukunft wird kein Betrieb eines technischen Produkts, Systems oder Regelkreises es sich leisten können, auf die Generierung und Kommunikation von (Echtzeit-)Daten zu verzichten. Nur was gemessen wird, kann verbessert werden. Schnelle Datenkommunikation, leistungsstarke Prozessoren in der Nähe der Anwendung und dezentrale Intelligenz werden Prozesse und Systeme effizienter machen. Generative KI wird damit zum Schlüssel, unterschiedliche Formen von Verschwendung – Energie, Rohstoffe, Zeit – in der industriellen Produktion zu reduzieren. Kollaboration von technischen Komponenten sowie selbstorganisierende und -lernende Systeme nach dem Vorbild der Natur werden dazu beitragen, den Planten zu schonen und hoffentlich zu retten.“

    Bild: Samson

  • Dr. Ralf Huck, Head of Strategy & Technology for Measurement Intelligence, Siemens: „Es ist gut vorstellbar, dass jegliche Prozesssensoren künftig KI-gestützt arbeiten oder deren Daten mit künstlicher Intelligenz ausgewertet werden. Das hat das Potenzial, die Zusammenarbeit zwischen Menschen und Maschinen neu zu definieren, was zu schlankeren und effizienteren Abläufen führen wird. Denn dank KI-gesteuerter Sensoren lassen sich beispielsweise Inbetriebnahmen selbstständig optimieren, was dazu führt, dass Verschwendung minimiert werden oder Energie effizienter genutzt wird. Ein weiterer Vorteil ist die vorausschauende Wartung, die bereits heute möglich ist. Mit der Fähigkeit der KI, mögliche Abweichungen zur Spezifikation innerhalb von Geräten und Anlagen im Voraus zu erkennen und Handlungsvorschläge zu unterbreiten, können Anlagenbetreiber proaktiv handeln, um Probleme zu vermeiden und so kostspielige Ausfallzeiten zu reduzieren.“

    Dr. Ralf Huck, Head of Strategy & Technology for Measurement Intelligence, Siemens: „Es ist gut vorstellbar, dass jegliche Prozesssensoren künftig KI-gestützt arbeiten oder deren Daten mit künstlicher Intelligenz ausgewertet werden. Das hat das Potenzial, die Zusammenarbeit zwischen Menschen und Maschinen neu zu definieren, was zu schlankeren und effizienteren Abläufen führen wird. Denn dank KI-gesteuerter Sensoren lassen sich beispielsweise Inbetriebnahmen selbstständig optimieren, was dazu führt, dass Verschwendung minimiert werden oder Energie effizienter genutzt wird. Ein weiterer Vorteil ist die vorausschauende Wartung, die bereits heute möglich ist. Mit der Fähigkeit der KI, mögliche Abweichungen zur Spezifikation innerhalb von Geräten und Anlagen im Voraus zu erkennen und Handlungsvorschläge zu unterbreiten, können Anlagenbetreiber proaktiv handeln, um Probleme zu vermeiden und so kostspielige Ausfallzeiten zu reduzieren.“

    Bild: Siemens

  • Philipp Miesen, Global Senior Advisor IIoT, Sales EMEA/India, Wika: „Schnelle und gezielte Reaktionen auf Prozessereignisse erfordern direkte, unmittelbare Analysen vor Ort. Eine Grenzwertabweichung allein sagt nichts darüber aus, ob zum Beispiel erhöhte Messwerte mit einer Fehlfunktion korrelieren, mit den Prozessbedingungen oder der Vibration der Nachbarmaschine. Die KI in den IIoT-Lösungen von Wika ist in der Lage, sich eine Maschine und ihr Verhalten zu erschließen. Ihr Algorithmus setzt verschiedene Messwerte in Korrelation, detektiert relevante Ereignisse und entwickelt Diagnosehypothesen. Der Anwender erhält mehr als Alarme, nämlich wertvolle Aufschlüsse zu Fehlverhalten und Fehlervermeidung, also ein hocheffizientes und -skalierendes System.“

    Philipp Miesen, Global Senior Advisor IIoT, Sales EMEA/India, Wika: „Schnelle und gezielte Reaktionen auf Prozessereignisse erfordern direkte, unmittelbare Analysen vor Ort. Eine Grenzwertabweichung allein sagt nichts darüber aus, ob zum Beispiel erhöhte Messwerte mit einer Fehlfunktion korrelieren, mit den Prozessbedingungen oder der Vibration der Nachbarmaschine. Die KI in den IIoT-Lösungen von Wika ist in der Lage, sich eine Maschine und ihr Verhalten zu erschließen. Ihr Algorithmus setzt verschiedene Messwerte in Korrelation, detektiert relevante Ereignisse und entwickelt Diagnosehypothesen. Der Anwender erhält mehr als Alarme, nämlich wertvolle Aufschlüsse zu Fehlverhalten und Fehlervermeidung, also ein hocheffizientes und -skalierendes System.“

    Bild: Wika

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