Projekt VirtuSen
Mithilfe virtueller Sensorik und KI sollen Störeinflüsse auf komplexe mechatronische Systeme wie Hochpräzisionsantriebe ortsaufgelöst erfasst und kompensiert werden können
Monitoring-Sensorik oft limitiert
Beim Monitoring von Maschinen oder anderen komplexen mechatronischen Systemen geht es neben der Überwachung von Istzuständen der Systeme und Themen wie vorbeugender Wartung auch immer darum, auf Basis der erfassten Informationen neue Systemlösungen mit verbesserten Leistungsparametern realisieren zu können. Neben Systemparametern sind störende Einflüsse wie Temperatur, Feuchte oder mechanische Spannungen sowie deren räumliche Verteilung wichtig. Oft lässt sich an den für eine umfassende Bewertung notwendigen Messpunkten aufgrund funktioneller und räumlicher Beschränkungen keine physische Sensorik platzieren. In der Praxis werden die Störgrößen daher nur an wenigen Stellen durch eine begrenzte Anzahl von Sensoren erfasst. Damit ist der Einsatz geeigneter Gegenmaßnahmen jedoch auch nur eingeschränkt möglich.
KI-basierte virtuelle Sensorik erweitert Lösungsraum
In der Forschungsgruppe VirtuSen arbeitet das IMMS daran, das Monitoring von Systemen mithilfe KI-basierter virtueller Sensorik deutlich zu verbessern. Mit KI-Ansätzen lässt sich komplexes Systemverhalten auf Basis weniger Eingangsgrößen abbilden. Das soll in VirtuSen genutzt werden, um mit wenigen Informationen aus realen Sensoren eine räumliche Verteilung bewerten zu können. Ziel ist, durch zusätzliche KI-basierte virtuelle Sensoren für die Störgrößen das Verhalten des Gesamtsystems vorherzusagen, um anschließend gezielte Gegenmaßnahmen ermitteln und ergreifen zu können.
Anwendung zur effektiven Präzisionssteigerung von Positioniersystemen
Besonders relevant ist dies für hochpräzise Positionier- und Messsysteme. Kleinste Umwelteinflüsse wie z.B. Temperaturschwankungen und damit einhergehende Materialausdehnung können die zu erreichenden Genauigkeiten im sub-Nanometerbereich erheblich verfälschen. Für Hochpräzisionsanwendungen ist es besonders wichtig, auch die räumliche Verteilung von Störgrößen zu kennen. Umgebungseinflüsse auf solche Systeme sollen sich mithilfe der Ergebnisse aus VirtuSen genauer quantifizieren lassen, um perspektivisch deren Wirkung auf die Positioniergenauigkeit reduzieren zu können.
Ausblick
Fokus des IMMS ist es, mit den Ergebnissen aus VirtuSen die Präzision der am IMMS erforschten Positioniersysteme zu steigern, um zukünftige industrielle Bedarfe abdecken zu können. Auf dieser Grundlage wird als Fernziel angestrebt, die Ansätze auf vielfältige Maschinen, Messtechnik, mechatronische Systeme etc. zu übertragen und deren Performance und Kosteneffizienz erheblich zu steigen.
Akronym / Name:
VirtuSen / Applikation KI-basierter virtueller Sensorik zur effektiven Präzisionssteigerung von PositioniersystemenLaufzeit:2025 – 2027
Anwendung:
|Monitoring für Hochpräzisionsantriebe| komplexe mechatronische Systeme| Messtechnik| MaschinenForschungsfeld:Intelligente vernetzte Mess- und Testsysteme|Magnetische 6D-Direktantriebe mit nm-Präzision
Partner
Zugehörige Inhalte

Veranstaltung,
InnoCON 2025
Innovationspolitische Leitveranstaltung des Freistaats Thüringen. Thema „Schlüsseltechnologien: Wegbereiter für die Welt von morgen“
Kontakt
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Dr.-Ing. Tino Hutschenreuther
Leiter System Design
tino.hutschenreuther(at)imms.de+49 (0) 3677 874 93 40
Dr. Tino Hutschenreuther beantwortet Ihre Fragen zum Forschungsfeld Intelligente vernetzte Mess- und Testsysteme und den zugehörigen Kernthemen Analyse von verteilten IoT-Systemen, Eingebettete KI, Echtzeit-Datenverarbeitung und -kommunikation, zu den Leitanwendungen Adaptive Edge-KI-Systeme für industrielle Anwendungen und IoT-Systeme für kooperatives Umwelt-Monitoring sowie zum Dienstleistungsangebot für die Entwicklung eingebetteter Systeme.
Förderung
Die Forschungsgruppe „Applikation KI-basierter virtueller Sensorik zur effektiven Präzisionssteigerung von Positioniersystemen – VirtuSen“ wird vom Freistaat Thüringen gefördert.