Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Causal Condition Monitoring von Verdrängereinheiten durch Verschleiß- und Schadensdetektion in Korrelation zur Betriebs- und Lastsituation

Die Möglichkeit, große Mengen von Betriebsdaten mit geringem Aufwand zu erfassen und mit intelligenten Algorithmen zu verarbeiten, eröffnet der Fluidtechnik neue Wege zu innovativen Instandhaltungsstrategien. Anstatt nach vorgeschriebenen Wartungsintervallen einen Austausch der Bauteile vorzunehmen, soll der aktuelle Zustand jeder Komponente überwacht werden. Während im klassischen Condition Monitoring für eine Prognose der Restlebensdauer nur die Verschleißtendenz ausgewertet wird, soll im vorgeschlagenen Forschungsvorhaben durch eine zusätzliche Korrelation mit der Lasthistorie erstmalig auch eine Abschätzung der Restlebensdauer in Abhängigkeit der Belastung sowie eine Aussage über den Versagensgrund möglich werden.

Ziel ist die Entwicklung eines robusten, skalierbaren und ökonomischen Konzepts für eine Hardwarekonfiguration sowie Messdateninterpretation zur optimalen Detektion versteckter Bauteilschäden. Die integrierte Betriebspunkterkennung ermöglicht eine kausale Korrelation mit der Betriebssituation, was besonders für KMU ein wesentlicher Meilenstein zu Predictive Maintenance ist. Im Ergebnis steht eine fundierte Analyse der Übertragbarkeit funktionierender Algorithmen zur Detektion drei typischer Hauptverschleiße einer Axialkolbenpumpe auf zwei verschiedene Baugrößen sowie die dafür minimalen Anforderungen an Sensorkonfiguration und -qualität. Durch Integration des kinematischen Maschinenwissens können mittels Signalanalyse relevante Merkmale aus den Messdaten gewonnen und mit KI-Mustererkennungsalgorithmen effizient und robust geclustert werden.

Besonders die KMU der Branche verfügen oftmals nicht über die Ressourcen, um die für die Thematik erforderlichen zeitintensiven experimentellen Grundlagenuntersuchungen durchzuführen. Diese Firmen profitieren im Besonderen von den angestrebten Forschungsergebnissen, die u.a. als Basis für die Instrumentierung von Verdrängereinheiten mit für eine Verschleiß- sowie Betriebspunkterkennung minimaler Sensorik dienen.