シュトゥットガルト – コネクテッド・マニュファクチャリング(インダストリー4.0)向けの未来のセンサーシステムを開発するプロジェクト「AMELI 4.0」では、ボッシュがリーダー役を務め、ボッシュ以外にも7つのパートナーが参加しています。このプロジェクトは、機械類をモニターし、正常な稼働状態からの逸脱を即座に検知できるシステムの開発を目的としており、このシステムが完成すれば、工場は機械類の予期しないダウンタイムの防止に向けて大きく前進することになります。固定の保守間隔にとらわれることなく、必要なその時にだけ機器の保守を行えば済むようになるので、機械類の保守/点検/修理のコストを最大30%削減できると考えられています。この「AMELI 4.0」はインダストリー4.0に関わるドイツ企業の市場地位向上を目指した研究プロジェクトで、ドイツ連邦教育研究省(BMBF)が「IKT 2020 – 革新に向けた研究」プログラムの一環として384万ユーロを拠出しています。

センサーに課されるさまざまな要求
インダストリー4.0では、センサーは機械とワークピースの人工的な「目と耳」として主要な役割を果たし、機械とワークピースの状態や性能に関する情報を集めます。製造分野のインテリジェントな管理とネットワーク化を促進するために、センサーは大量のデータをリアルタイムで収集・処理できなくてはならないほか、可能な限りエネルギー効率に優れ、複雑な製造システムにも容易に組み込める必要があります。現在、産業用センサーは広く利用されていますが、インダストリー4.0向けのものとしては一部しか利用することができません。多くの用途の場合、インテリジェント性能や柔軟性に欠けていたり、エネルギーの消費量が大きすぎたり、価格が高すぎるといった問題があるためです。

産業用のMEMSセンサー
プロジェクト「AMELI 4.0」の目標に向けて、研究者たちは現在、コネクテッドワールドの主要な技術の1つであるMEMSセンサーに取り組んでいます(MEMSは「Micro Electro Mechanical System」の略)。MEMSセンサーは、すでに自動車や家電製品とは切り離せないほど重要な存在になっています。MEMSセンサーはたとえば、横滑り防止システム(ESC)の主要コンポーネントとして、またスマートフォンを傾けたときに画面が回転できるようにするためにも用いられています。従来の産業用センサーと比べて、このMEMSセンサーは小型かつスマートで、エネルギー効率と経済性も優れています。ただ、その多くは産業環境の要件を満たせるほど十分なロバスト性やパワフルさを備えていません。すなわち、製造システムにコンディションモニタリングを導入する可能性の一端が未開拓となっています。そのため、「AMELI 4.0」の研究チームはMEMSセンサーの継続開発を進め、産業用途に適したものにしたいと考えています。ここでカギを握るのはエネルギー供給で、電源ケーブルやバッテリーも要らないシステムにするのが目標です。そのため、電力を完全に自給自足できるよう、機械の振動から必要な電力を自分で生成する設計を取り入れています(環境発電)。

違いは音にあり
機械類をモニターするために、新しいセンサーシステムは2種類の音、つまり固体伝搬(機械内の振動)と音響伝搬(機械から放射される音)を測定します。機械が設計通りに作動しない場合には正常作動時とは異なる振動と雑音を発するため、このシステムは測定された信号と保存されているプロフィールを比較し、学習を続けながら、信号の変化によって故障や損傷が示唆された場合にのみ反応します。その結果、将来的には、センサーシステムは機械の保守や修理が必要な時期を検知できるようになります。さらに複雑なシステムの場合には、このスマートな評価を、センサーにデータを送るゲートウェイ(ルーターとも呼ばれる)や製造工場のコンピュータネットワークで処理することも可能になります。

ネットワークで結ぶ研究
プロジェクト「AMELI 4.0」には各分野(センサー技術、システム/機械工学、機械のコンディションモニタリング、エネルギー変換、マイクロ技術)のグローバルリーダーである研究所や産業パートナーが参加し、革新技術を生み出すために尽力しています。MEMSセンサーのマーケットリーダーであるロバート・ボッシュGmbHが同プロジェクトを指揮し、パートナーとしてSiemens AG、Hahn Schickard Gesellschaft、フラウンホーファー生産システム・デザイン技術研究所(IPK)、Binder-Elektronik GmbH、Schaudt Mikrosa GmbH、Stackforce GmbHなどが名を連ねています。また、「AMELI 4.0」という名称は、「インダストリー4.0におけるコンディションモニタリング用のMEMS」を意味しています。2015年12月に始動したこのプロジェクトは、2018年末に終了する予定です。

研究パートナー:
Robert Bosch GmbH
Siemens AG
Hahn-Schickard-Gesellschaft
Fraunhofer IPK
Binder-Elektronik GmbH
Schaudt Mikrosa GmbH
Stackforce GmbH

報道関係対応窓口:
Manuel Thomä
電話: +49 711 811-6268


このプレスリリースは2016年7月26日に Robert Bosch GmbH より発行されました。
原文をご覧ください。