HawkSpex® Embedded

Forschung und Entwicklung im Kompetenzfeld Biosystems Engineering

© Fraunhofer IFF

HawkSpex® Embedded integriert die entwickelte Softsensorlösung in technische Geräte und Anlagen – skaliert auf die verfügbare Hardware. Neben der reinen Umsetzung der erforderlichen Funktionalität wird die Validität des Systems und der verarbeiteten Daten, z.B. bei geänderten Prozessbedingungen, überwacht.

Trennung von Modellerstellung und Modellausführung

Zum Erstellen des Softsensormodells verwendet man leistungsfähige Hard- und Software, die große Mengen an Trainingsdaten schnell verarbeiten, verschiedene Modelltypen testen und Hyperparameter optimieren kann. Wenn das valide Softsensormodell, z.B. mit unserem HawkSpex® Flow, erstellt wurde, muss es sicher auf dem System unseres Kunden ausgeführt werden.

Für diese Modellausführung haben wir HawkSpex® Embedded entworfen. Es ist eine schlanke, stabile Software, ausgiebig getestet und langlebig.

Die Übergabe zwischen den Systemen erfolgt in einer Datei, in der die Funktionalität des Softsensormodells in einer abstrakten mathematischen Form gespeichert ist. Soll das Modell geändert oder neuen Bedingungen angepasst werden, muss kein neues Programm installiert, nichts zu upgedatet oder neu übersetzt werden. Es wird lediglich die Modelldatei ersetzt. Die Modelldateien lassen sich auch einfach versionieren und in die Dokumentation einpflegen.

Mit HawkSpex® Embedded kann auch das neue Modell zunächst im Testbetrieb mitlaufen und dann einen sanften Übergang in den Produktivbetrieb stattfinden.

Skalierung auf die verfügbare Hardware

HawkSpex® Embedded ist für verschiedene Zielsysteme und Konfigurationen verfügbar. Als Containerlösung lässt es sich auch in der Cloud verwenden. Das Besondere ist, das mit HawkSpex® Flow erstellte Modell ist immer das gleiche und erzeugt auf allen Systemen garantiert die gleichen Ergebnisse.

Automatisiertes Monitoring

Funktioniert das Softsensormodell noch? Liefert es noch valide Ergebnisse?

Diese Frage stellen sich viele Anwender. Gerade wenn das Softsensormodell die Ergebnisse aus vielen Eingängen gewinnt, ist es nicht leicht festzustellen: Arbeiten alle Sensoren noch, gibt es eine Drift im Arbeitspunkt oder rechnet das Modell mit Daten, für die es gar nicht trainiert wurde?

Wir bieten umfangreiche Monitoring-Funktionen an, um diese Fragen im laufenden Betrieb zu beantworten. Für jeden einzelnen Sensor, für Sensorgruppen und auch für alle Sensoren gemeinsam lassen sich statische und dynamische Kennwerte und Kennfelder überwachen. Die dazu erforderlichen Parameter können automatisch aus den Trainingsdaten des Modells gewonnen werden. Oder die Parameter werden aus Erfahrungswissen oder den Datenblättern ermittelt. Zusätzlich können auch die Modellausgänge und die Sensitivität des Modells überwacht werden.

Was passiert, wenn ein Test nicht bestanden wird? Unsere Kunden können im Vorfeld individuell entscheiden: Reicht ein Warnsignal, muss die Anlage angehalten werden oder gibt es ein zweites, robusteres Modell (Fallback), auf das umgeschaltet werden kann? Mit dem integrierten Monitoring sind unsere Kunden immer auf der sicheren Seite.