フラウンホーファーが列車メンテナンス用の3DプリントされたセンストレインAIセンサーシステムを開発

この投稿は warrior bear によって 2021-11-6 14:44 に最後に編集されました。

2021年11月6日、アンタークティックベアは、フラウンホーファーレーザー技術研究所（ILT）の研究者が、列車部品のインテリジェントなメンテナンスを可能にする3Dプリントセンサーシステムを開発していることを知りました。
ILT は、連邦経済エネルギー省からの資金提供を受けて、業界パートナーと協力し、3D プリント部品の状態をワイヤレスで継続的に監視できる人工知能 (AI) 駆動型センサーシステム SenseTrAIn を開発しています。
センサー統合技術は、列車のドア機構、プライマリダンパーとヨーダンパー、ホイールベアリングキャップなど、幅広い用途に使用できます。この AI 駆動型センサーシステムの最終的な目標は、列車のコンポーネントを交換または修理する必要がある場合に、問題が発生した時期と場所を通知することです。
△ Formnext2021では、Fraunhofer ILTが、導体を含む印刷された測定グリッドを備えたLPBF印刷デモンストレーターを使用したセンサー統合の可能性を紹介します。写真提供：Fraunhofer ILT。
SenseTrainによる鉄道コンポーネントの監視
SenseTrain は、列車のドアやシャーシコンポーネントなど、鉄道工学における関連コンポーネントの安全機能の完全性を監視するための効率的でインテリジェントな方法です。 Fraunhofer ILTと共同でこのプロジェクトに取り組んでいる業界パートナーには、コンポーネント統合センサー開発企業のME-Meßsysteme、予知システム開発企業のDATAbility、輸送ソフトウェア開発企業のVedisysなどが含まれます。
パートナーは9月にプロジェクトの実施を開始し、2024年までSenseTrAInの開発と最適化に取り組む予定です。このプロジェクトは、ヨーロッパ最大の鉄道技術センターである DB Systemtechnik で実施されており、ヨーロッパの鉄道ネットワークのスマートメンテナンスの方向性を定めることが期待されています。
最終的に、この共同プロジェクトでは、センサー技術からドイツ鉄道の SAP システムへのレポートまで、センサーが統合された 3D プリント部品の状態をワイヤレスで継続的に監視する包括的なアプローチを開発したいと考えています。
一例として、将来的には列車のシャシーやドアに取り付けられたセンサーが5G経由でドイツ鉄道のSAPシステムと通信し、不具合が発生する前に報告できるようになるだろう。
鉄道部品の欠陥は運行遅延や乗客への不便を引き起こしますが、厳格なメンテナンス間隔内にまだ作動可能な部品を交換することは、環境的にも経済的にも健全ではありません。 SenseTrAIn プロジェクトのパートナーは、新しい AI 駆動型センサー統合テクノロジーでこれらの問題に対処したいと考えています。
△制動力と温度を測定するセンサーを内蔵したAMブレーキキャリパー。写真提供：Fraunhofer ILT。
センサー統合型 3D プリント<br /> このプロジェクトを担当するパートナーは、レーザー粉末床融合 (LPBF) 3D 印刷技術を使用して、センサーが埋め込まれたコンポーネントを製造しています。 LPBF は、印刷プロセスを特定の時点で一時停止し、部品にセンサーを組み込み、その後再度続行することで、センサーやアクチュエータなどの電子部品を金属部品に統合できます。
潜在的な用途として、ホイールセットのベアリングボックスを密閉できる SenseTrAIN ベアリングクランプが特定されました。メンテナンスの観点から見ると、ホイールベアリングキャップは、負荷が増加すると温度が上昇し、摩耗のリスクが高まるため、重要なコンポーネントです。 SenseTrain を使用すると、ドアユニット、プライマリダンパー、ヨーダンパー、ホイールアセンブリなどのカバーに温度センサーと加速度センサーが統合され、ホットランナーとその原因を早期に検出できます。
プロジェクトの成功を確実にするために、フラウンホーファーの研究者は、AI とセンサーの組み合わせを最適化するための大規模で検証済みのデータベースが必要であると判断しました。 ILT の科学者たちは、ドイツ鉄道テクノロジー社の Trainlab を使用して、現実的な日常の条件下で新しいセンサー技術をテストしています。テストから収集された情報は AI のトレーニングに使用され、その後パートナーは日常業務でシステムのテストを開始します。
Fraunhofer ILT は、今月の Formnext 見本市でセンサー統合技術の機能を実演する予定です。チームは、導体を含む印刷された測定グリッドを備えた 3D プリントされたデモンストレーターを発表し、メンテナンスと監視における SenseTime の可能性を説明します。
△ Google の Jacquard デバイスをデニムの袖に取り付けました。画像はStratasysより。
センサー付き 3D プリント<br /> 研究者や業界関係者は、センサー統合アプリケーションの改善と最適化のために 3D プリントを活用するケースが増えています。
この技術の特に人気のある応用例の 1 つは、Google の「Jacquard」タグなどのウェアラブル電子センサーです。これは、日常の物に取り付けて動きを感知することができます。 Google の ATAP 部門は、Stratasys の PolyJet 3D 印刷技術を使用して、着用者が特定のジェスチャーで携帯電話を制御できるようにするタグのプロトタイプを作成しました。
3D プリンティングは、圧電駆動型電子機器、睡眠モニタリング用の「スマートベッド」、センサー内蔵ドローン、遠隔作物モニタリング用の水分センサーなど、他のウェアラブル技術の製造にも使用されています。

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