DIGITAL PowerPoint-Präsentation 1080p

Sensor-enabled Data Analytics
for Smart Mining and Production
DI Harald Mayer
www.joanneum.at/digital
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THE INNOVATION COMPANY
Die JOANNEUM RESEARCH entwickelt Lösungen und Technologien für
Wirtschaft und Industrie in einem breiten Branchenspektrum und betreibt
Spitzenforschung auf internationalem Niveau.
Mit dem Fokus auf angewandte Forschung und Technologieentwicklung
nimmt sie als INNOVATION COMPANY eine Schlüsselfunktion im
Technologie- und Wissenstransfer in der Steiermark ein.
Vienna
Niklasdorf
Leoben
Weiz
Graz
Klagenfurt
JOANNEUM RESEARCH
3
FACTS & FIGURES
ca.
ca.
ca.
prm17301
1702
ca.
430
500
82
30
Mitarbeiter/innen
F&E Projekte pro Jahr
%
Selbstfinanzierung
%
Einnahmen aus
anderen Ländern
6
6
15
39
Forschungseinheiten
Standorte
Beteiligungen
Laufende EU Projekte
(Horizon 2020 / FP 7)
DIGITAL
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Institut für Informations- und Kommunikationstechnologien
Forscht in den Bereichen:
Connected Computing
Fernerkundung und Geoinformation
Bildanalyse und Messsysteme
Weltraumtechnik und
Kommunikationstechnologie
Intelligente Akustische Lösungen
Mission
Die IKT-Innovationspipeline in allen
Geschäftsfeldern etablieren und durchgängig leben.
… von grundlagennaher Forschung über
anwendungsnahe Forschung
zur Produktentwicklung und retour …
Sensor-enabled Data Analytics
6
Neue Erkenntnisse aus Signalen und Daten
Zentraler Treiber für
Prozessoptimierung
Qualitätssicherung
Überwachung von Maschinen und
Produktionslinien
Prädiktive Instandhaltung
Kombinierte Analyse vorhandener und neu
erzeugter Daten aus geeigneten Sensoren,
integriert in Echtzeit Umgebungen
Data Analytics Process
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Ask
Get
Explore
Model
Communicate
• Was ist das spezifische Problem/Frage?
• Analysiere Anforderungen und Prozess
• Gewinnung von Daten aus vorhandenen Quellen
• Nutzung neuer Datenquellen bzw. neuer Sensorik
• (Vor)verarbeitung der Daten
C, C++, Java,
SQL, SAS, R,
Excel, Matlab,
Python
• Analysieren
• Daten kombinieren
• Visualisierung von Daten
• Erkennung - Klassifizierung - Vorhersage
• Validierung
• Kommunizieren neuer Erkenntnisse, Ansätze und Risikoanalyse
• Präsentation - Bericht - Demonstration
Multivariate data
analysis, PCA, PLS,
clustering, DoE,
EDA, machine
learning, GAM
Collaborative, Complex and Critical
Decision-Support in Evolving Crisis
8
Real-time data analytics für „Big Data“
IT-Services für Datenmanagement und Datenanalyse
Zeitkritische Analyse von Sensordaten
Entscheidungsunterstützungssystem für mehrere
Entscheidungsträger
Zwei Anwendungszenarien
Krisenmanagement bei Naturkatastrophen (Tsunami)
Industrielle Bohrungen (Erdöl/Erdgas/Geothermie)
www.tridec-online.eu
Fotos: GFZ
Herausforderungen
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Kontinuierliche Datenströme - 24/7
Hinzufügen von Sensoren im laufenden Betrieb
“Just in time” Detektion von kritischen
Ereignissen
Echtzeitauswertung
Big Data  Datengröße abhängig von
Sensoranzahl und Abtastraten
Geringe Fehlalarmrate
Robustheit – funktioniert auch bei fehlerhaften
Eingangsdaten
Hybride Datenanalytik
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Adaption im Betrieb (z.B. Geologie)
Fehlertolerant bei falschen Daten
Adaptives Regelwerk
Adaptives Machine Learning
Große Datenmengen
Zeitliche Anforderungen
Selektives Vergessen notwendig!
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TRIDEC Drilling Monitoring System
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Monitoring and Analysis of Heavy Machinery
using non-intrusive measurement techniques
Berührungsloses Monitoring von
Schwermaschinen
z.B. Bohranlagen, Kräne, Lastfahrzeuge,
Trenn- und Schleifmaschinen
Zustandsinformationen zu den überwachten
Maschinen inkl. Gesamtprozess
Key Performance Indikatoren der Maschinen
 Entscheidung der Operatoren
Predictive Maintenance
© TDE-GROUP
Zustände
Kombination von Datenquellen
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Visual Modalities
Audio Modality
Electrical Modality
Datenanalyse und Klassifikation
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Auswahl geeigneter
Merkmale
Reduktion der
Datenkomplexität
Clustering /
Klassifikation /
Vorhersage
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Drahtinspektion
sehr schnell – sehr heiss –sehr hell
Oberflächeninspektion während der Produktion
Durchmesser: 5 mm bis 60 mm
Oberflächentemperatur: 1.000 – 1.200 °C
Geschwindigkeit: bis zu 400 km/h
Drahtlänge: bis 20 km pro Knüppel
Fahrerassistenz im Tunnelbau
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Assistenzsystem zur Unfallvermeidung im
Tunnelbau
Toter Winkel als überwiegende Unfallursache
Komplexe Umweltbedingungen
Kombination mehrerer Sensorsysteme
Bildgebend (3D Kamera, Wärmebild-Kamera,
Stereokameras)
Abstandssensoren (Ultraschall, Laserscanner,
Radarsensor)
Personendetektion
Bildverarbeitungsalgorithmen (CPU, GPU)
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JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH
Harald Mayer
[email protected]
0316 876 1136
Leonhardstraße 59
8010 Graz, Austria
[email protected]
www.joanneum.at