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Inovasense
Fallstudie
Edge AI Industrie STM32 IEC 62443

Edge-Knoten für vorausschauende Wartung (IIoT)

Geräteinterne Schwingungsanalyse mit STM32N6. Lokale Verarbeitung zur Vermeidung von Cloud-Latenz. Reduzierung ungeplanter Ausfallzeiten um 73 % in der Automobilfertigung.

Edge-Knoten für vorausschauende Wartung (IIoT)

Ein intelligenter industrieller Sensorknoten, der geräteinterne Edge AI (KI am Netzwerkrand) nutzt, um Motoranomalien zwei Wochen vor ihrem Ausfall zu erkennen.

Technische Spezifikationen

ParameterSpezifikation
MCUSTM32N6 (Arm Cortex-M55 + Ethos-U55 NPU)
KI-Leistung600 GOPS (Int8)
Sensoren3-Achsen-Beschleunigungssensor (20 kHz Bandbreite), Temperatur
KonnektivitätIndustrial Ethernet (Profinet), WirelessHART
SicherheitKonform zu IEC 62443-4-2 SL3, Secure Boot
Spannungsversorgung24 V DC / PoE (Power over Ethernet)

Die Herausforderung

Ein Automobilwerk verzeichnete Verluste von 50.000 €/Stunde durch plötzliche Ausfälle von Roboterarmen. Cloud-basierte Überwachungslösungen wiesen eine zu hohe Latenz und hohe Datenübertragungskosten auf. Benötigt wurde eine „Sensor-to-Action“-Schleife von unter 100 ms.

Unsere Lösung

Wir haben einen dedizierten Edge-AI-Knoten entwickelt, der Modelle zur Schwingungsanalyse direkt auf dem Sensor ausführen kann:

  1. TinyML-Inferenz: Komprimierte YOLOv8-nano- und benutzerdefinierte 1D-CNN-Modelle, die auf der STM32-NPU ausgeführt werden.
  2. Anomalieerkennung: Unüberwachtes Lernen (Autoencoder) zur Erkennung unbekannter Ausfallmodi.
  3. Lokale Steuerung: Direkte Integration mit der SPS über Profinet zur Auslösung von Not-Stopps in < 10 ms.

Ergebnisse

  • 73 % Reduzierung der ungeplanten Ausfallzeiten innerhalb von 6 Monaten.
  • 40.000 € jährliche Einsparungen pro Produktionslinie bei den Datenübertragungskosten (nur Anomalien werden hochgeladen).
  • 100 % Datenschutz: Rohdaten der Schwingungsmessung verlassen niemals die Fertigungshalle.