Ein Beispiel für industrielle Automatisierung bei der Probenentnahme
Im Oktober 2020 gelang der NASA-Sonde OSIRIS-REx mithilfe fortschrittlicher Automatisierungstechnologien während ihrer Umlaufbahn eine erfolgreiche Probenentnahme von der Oberfläche des Asteroiden 101955 Bennu. Die gesammelten Proben, die voraussichtlich bis 2023 sicher zur Erde zurückgebracht werden, könnten unser Verständnis der chemischen Zusammensetzung des Sonnensystems und seiner Entwicklung erheblich erweitern. Neil Ballinger, Leiter EMEA beim Industrieteile-Zulieferer EU Automation, beleuchtet die entscheidende Rolle, die industrielle Automatisierung für solche Probenentnahmemissionen spielt, und zeigt auf, welche wertvollen Lehren die Fertigungsindustrie aus diesem neuen Forschungsvorhaben ziehen kann.
Automatisierungstechnologien — maximale Effizienz und Zuverlässigkeit in Fertigungsprozessen
Der TAGSAM-Mechanismus (Touch-and-Go Sample Acquisition Mechanism) von OSIRIS-REx sticht als beeindruckendes Merkmal unter den Raumsonden hervor. Er besteht aus einem 3,35 Meter langen, elektrisch angetriebenen Roboterarm mit drei Gelenken und einer Probenentnahmevorrichtung an einem Ende. Dieser Roboterarm ist so konstruiert, dass er autonom arbeitet — jeder Vorgang wurde von den NASA-Bodenteams sorgfältig vorprogrammiert. Eine manuelle Steuerung ist aufgrund der enormen Entfernung zwischen der Sonde und Bennu unmöglich, da ein Befehl mindestens sechs Stunden für den Hin- und Rückweg benötigt. Dieses Autonomiekonzept ähnelt stark dem Einsatz von Roboterarmen in Fertigungsanlagen, etwa bei FANUC, das eine Vielzahl von Robotern herstellt — darunter solche für autonome Prozesse in menschenleeren „Lights-out“-Fabriken, was eine Parallele zu den Aktivitäten von TAGSAM im Weltraum darstellt.
Automatisierungstechnologien — kein Wartungsbedarf im Betrieb
Da der TAGSAM-Mechanismus unzugänglich ist, ist Wartung unmöglich. Die NASA war daher entschlossen, die Sonde wartungsfrei zu konstruieren, und stattete sie mit redundanten Stellantrieben und Positionssensoren als Kontrollsysteme aus, um die potenziell gefährlichen Risiken eines Leistungsausfalls zu verringern. Dieser Ansatz lässt sich mit Herstellern vergleichen, die Automatisierungsanlagen betreiben, bei denen Wartung zum Alltag gehört.
Weiterentwicklung der Automatisierungstechnologien — Spitzeneffizienz bei der Probenentnahme erreicht
Dennoch ermöglichen modernste technologische Fortschritte heute die Integration von Sensoren in Anlagen, was proaktive Strategien zur Reduzierung von Stillstandzeiten und zur Leistungsoptimierung unterstützt. Durch den Einsatz intelligenter, vernetzter Sensoren als Kontrollsysteme in Maschinen können Produktionsleiter umgehend benachrichtigt werden, sobald Unregelmäßigkeiten in Prozessen auftreten, sodass sofort Korrekturmaßnahmen ergriffen werden können. Die Zusammenführung der Daten dieser vernetzten Sensoren, kombiniert mit dem Einsatz von Software für prädiktive Analysen, kann potenzielle Probleme in einer gesamten Anlage identifizieren. Diese industrielle Automatisierung ermöglicht es Fertigungsunternehmen, benötigte Komponenten im Voraus zu bestellen und schnelle Reparaturen zu planen, um Produktionsstopps vorzubeugen. Diese proaktiven Methoden führen effektiv zu verkürzten Stillstandzeiten und verringern den Bedarf an ungeplanter Wartung — mit dem Ergebnis einer letztlich erreichten operativen Spitzeneffizienz.
