Wachstumspfad Technik

SIOS wurde 1991 von Prof. Jäger und seinen Mitarbeitern mit dem Ziel gegründet, an der TU Ilmenau entstandene Entwicklungen zur Marktreife zu bringen. Gleich zu Beginn wurde eine Reihe von Sonderprojekten erfolgreich abgeschlossen, die die Basis für die heutige Erfolgsgeschichte des Unternehmens bildeten. Unter der Leitung von Dr. Schott entwickelte sich SIOS kontinuierlich weiter. Der Generationswechsel in der Geschäftsführung wurde seit 2016 vorbereitet und er folg reich umgesetzt. Im aktuellen SIOS-Team unter der Leitung von Dr. Denis Dontsov arbeiten 47 Prozent aller Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in der Produktion und 28 Prozent in der Entwicklung, was die Notwendigkeit der kontinuierlichen Weiterentwicklung von Produkten und Technologien im Hightech-Markt widerspiegelt.

Darüber hinaus zeichnet sich SIOS durch eine sehr hohe Fertigungstiefe aus. Nahezu alle Kernprozesse der Fertigung können am Unternehmensstandort in Ilmenau durchgeführt werden. Auch wenn dies nicht den gesamten Bedarf des Unternehmens abdeckt, bietet diese Möglichkeit eine hohe Flexibilität bei der Entwicklung kundenspezifischer Lösungen, hilft bei Lieferengpässen und beschleunigt Entwicklungsprojekte. Mit der Standardisierung von Geräten und Anwendungen wurde das Geschäft nachhaltig ausgeweitet. Mit mehr als 20 Vertretungen in 30 Ländern ist die SIOS Meßtechnik ein international agierendes Unternehmen, das Produkte „Made in Thüringen“ an Kunden weltweit liefert und Dienstleistungen im After-Sales-Bereich anbietet. Die Zusammenarbeit mit anderen Unternehmen aus Thüringen und der TU Ilmenau bildet auch weiterhin die Basis für das Wachstum des Unternehmens. Ab 2025 wird SIOS zusammen mit anderen Thüringer Unternehmen, die komplementäre Produkte herstellen, durch die Precisioneers Group auf dem amerikanischen Markt vertreten, mit dem Ziel eine verstärkte Präsenz in den USA zu schaffen.

Messbare Visionen

Eine besondere Erfolgsgeschichte der SIOS Meßtechnik GmbH ist die Entwicklung der Nanopositionier- und Nanomessmaschine (NMM-1), die in einem gemeinsamen Projekt mit der TU Ilmenau entstanden ist. Die stetige Weiterentwicklung dieser einzigartigen Messmaschine zu einem Standardprodukt im Hause SIOS ermöglichte stabile Lieferungen der NMM-1 ins Ausland. Die NMM-1 stellt weltweit das absolute Referenzgerät für die Kalibrierung von Oberflächennormalen dar. Jede Lieferung der Messmaschine beinhaltet eine komplexe Logistik für die Installation und Inbetriebnahme. Derzeit baut SIOS bereits die 3. Generation dieser herausragenden Messanlage, die im wahrsten Sinne des Wortes Nano- und Makrowelten miteinander verbindet und der Exportanteil liegt bei 57 Prozent.

Ein weiteres Highlight des Produktportfolios ist das Multistrahl-Interferometer zur gleichzeitigen Kalibrierung mehrerer Freiheitsgrade bei Positionierungen. Ein Messsystem, das in der Genauigkeit der Längen-, Winkel- und Geradheitsmessung in der industriellen Messtechnik Maßstäbe setzt. Die einzigartige Strahlführung, die hohe Datensynchronität, die einfache Ausrichtung und das ansprechende Design machen das Gerät zu einem unverzichtbaren Werkzeug für Industriekunden in der Qualitätssicherung und Kalibrierung in der Koordinatenmesstechnik und Positionierung.

Der Anspruch, dort zu messen, wo andere aufgeben, wurde von den Firmengründern zur Leitlinie der Unternehmensentwicklung. Den Herausforderungen der heutigen globalisierten Welt, die für mittelständische Unter nehmen nicht einfach zu meistern sind, kann ein Unternehmen wie SIOS nur mit dem Know-how begegnen, das die Marktposition für das Unternehmen dauerhaft sichert.

Die Dienstleistungsschwerpunkte der STOCKMANN Prüf- und Qualitätszentrum GmbH liegen in folgenden Bereichen:

• Vermessungsdienstleistung bis 3D, Erstbemusterung, Vermessung von Teilen
• Kalibrierdienst für Messmittel incl. Verwaltung und eigener Kundenserver (auch DAkkS/DKD)
• EMV-Prüfungen, mit Schwerpunkt auf der Entwicklungsbegleitung
• EMV-Prüfungen und elektrische Untersuchungen für Auto mobil-Komponenten
• Mechanische Ergänzungsleistungen mit Laserbeschriftungen von Einzelteilen bis Kleinserien

Das Unternehmen ist zertifiziert nach DIN EN ISO 9001:2015 (seit 1997) und akkreditiert nach DIN EN ISO/IEC 17025:2005 2018 (seit 1999) durch die DAkkS für die Bereiche Parallelendmaße, Längenmessmittel, Durchmesser, Gewinde und Drehmoment. Die Bereiche Temperatur, Feuchtelogger, Druck und wiegende Hubwagen sowie die Prüfmittelverwaltung ergänzen das Spektrum.

Dr.-Ing. Veit Stockmann (Sohn des Firmengründers) führt nach erfolgreicher Unternehmensnachfolge zwischen 2006 bis 2010 das Unternehmen allein. Derzeit sind 25 Mitarbeiter in den verschiedenen Laboren für die Kunden im Einsatz, um deren Produkte, Geräte und Messmittel nach entsprechenden Normen und Kundenvorgaben zu prüfen.

Kalibrierlabore

Die Kalibrierlabore dienen zum Vergleichen physikalischer Größen mit genaueren Normalen. Im Grunde geht es wie bei der technischen Überwachung eines Autos darum, festzustellen, ob in diesem Fall ein Messmittel noch in seinen Spezifikationen liegt. Dies müssen Betriebe für ihre Produktion wissen, damit beim Einsatz eines Messmittels keine falschen Werte erzeugt und dadurch fehlerhafte Teile produziert werden.

Da in einer Produktion viele unterschiedliche physikalische Größen betrachtet werden müssen, ist STOCKMANN in vielen physikalischen Größen tätig:

• Messmittel für Längenmessungen wie Messschieber, Bügelmessschrauben, Messuhren, Endmaße, Gewinde etc.
• Messmittel für Drehmoment wie Drehmomentschlüssel, -schrauber und -prüfgeräte
• Messmittel für Temperatur und Feuchte wie Thermometer, Thermofühler, Pyrometer, Wärmebildkameras, Datenlogger für Temperatur und Feuchte
• Messmittel für Druck wie Manometer luft- und flüssigkeitsgefüllt

Für dimensionelle und mechanische Größen können akkreditierte (DAkkS/DKD)-Kalibrierungen angeboten werden.

Die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) stellt sicher, dass elektrische Geräte und Teilkomponenten in ihrer elektromagnetischen Umgebung ohne Einschränkungen funktionieren und sicher bleiben. Des Weiteren dürfen sie andere Geräte in ihre Umgebung nicht unzulässig beeinflussen.

Die Störaussendung beinhaltet Messungen der Emissionen, welche in leitungsgebunden und feldgebunden unterteilt werden. Bei leitungsgebundenen Messungen werden Störungen des Prüfobjektes bewertet, welche typischerweise über Netzleitungen oder Datenleitungen in ein Gebäude und damit zu anderen Geräten eingekoppelt werden. Feldgebunde oder auch gestrahlte Störgrößen werden mit definierten Antennen nachgewiesen und bewertet. Alle Emissionen dürfen die Grenzwerte, für die dem Gerät zugeordneten Produktnorm der EU, nicht überschreiten.

Um eine Robustheit gegenüber Störphänomenen, wie Mobilfunk, Schalttransienten oder elektrostatischer Entladung (ESD) zu gewährleisten, müssen die Geräte oder Komponenten auch gegenüber einigen Störfestigkeitsprüfungen standhalten. Bewertet wird hier die vom Hersteller beschriebene Funktion, die nicht oder nur im definierten Rahmen beeinflusst werden darf. Wenn es zu einer Beeinflussung kommt, muss das zu prüfende System einen sicheren Zustand einnehmen. Solche und noch weitere Prüfmöglichkeiten simulieren wir mit dem Kunden gemeinsam nach. Unser Schwerpunkt liegt dabei in der Entwicklungsbegleitung und einer Lösungsfindung für und mit dem Kunden.

Speziell in der Automobilindustrie hat die Komplexitätsrate der elektrischen Systeme von Ladetechnologie, über Assistenzsysteme bis hin zu elektrischen Antrieben rasant zugenommen. Alle Komponenten haben Kommunikationsschnittstellen wie CAN-, LIN- oder FlexRay-Bus und tauschen Daten über Kabelbäume zu übergeordneten Steuergeräten aus. Diese Systeme dürfen keine Fehler zulassen, es könnte zum Ausfall von Systemen, der Überforderung des Nutzers und somit zum Unfall führen. Auch im Stillstand, während des Ladens von BEV oder PHEV dürfen Sicherheitsmechanismen nicht beeinflusst werden. Komponenten, welche permanent überwachen und sicherstellen ob hohe Ladeströme zu Übertemperaturen an Steckkontakten, aktiven Bauelementen oder der Batterie führen. Hier werden verschiedene EMV-Prüfungen und elektrische Test auf den Bordnetzanschlüssen nach diversen Standards der Automobilindustrie simuliert.

​Umweltsimulation

Wärme, Kälte und Luftfeuchtigkeit stellen belastende Betriebsfaktoren für elektrische Geräte und elektronische Systeme im Dauerbetrieb dar. So können in Temperaturkammern durch extreme Temperaturen oder Temperaturwechsel verschiedenartige mechanische Spannungen zwischen Bauteilen und Platinen, oder Befestigungsbolzen und Gehäuseteilen zu frühzeitigen Funktionsausfällen von Geräten führen.

Durch den Einsatz von Klimakabinen können aus Temperatur und Luftfeuchtigkeit kombinierte Umgebungen simuliert werden. Eine hohe Luftfeuchtigkeit bei erhöhten Temperaturen simuliert den Einsatz von Geräten in tropischen Ländern. Diese Extrembelastung kann zu Kondensation auf Bauteilen, Steckverbindern und Gehäuseteilen und ebenfalls zu Funktionseinschränkungen oder einer reduzierten Lebenserwartung führen.

Durch Untersuchungen in diesem Bereich lassen sich im Zeitraffer, Ergebnisse in Tagen oder Wochen erzeugen, was in der Realität Jahre des Betriebs dauern würde. Durch unsere Erfahrungen im Bereich der Automatisierung können wir Sie beim automatischen Betreiben des Systems und dessen Überwachung unterstützen. Auch die Synchronisation zwischen verschiedenen Geräten während der Prüfung stellen für uns keine Hindernisse dar.

​Mechanische Ergänzungsleistungen und Laserbeschriftung

Im Rahmen von Prüfvorrichtungen und Messaufnahmen stehen zum Bau und Reparatur verschiedene Bearbeitungsmöglichkeiten wie Drehen, Fräsen und Flachschleifen zur Verfügung.

Die Laserbeschriftung ergänzt das Spektrum. Es kann vom Firmen logo, Prüfmittelnummer aber auch QR-Codes oder Datamatrix-Codes vorzugsweise auf Metall aufgebracht werden.

Das deutsche Trinkwasserversorgungssystem transportiert große Wassermengen von Wasserwerken zu privaten Haushalten und gewerblichen Abnehmern. Aufgrund von alternden Rohren, die oft 60 Jahre oder älter sind, besteht die Möglichkeit einer Trinkwasserverunreinigung. Zusätzlich wird die Wasserqualität durch einen rückläufigen Wasserverbrauch und ein unverändert großes Versorgungsnetz gefährdet. Das Forschungsprojekt, mit einer Förderung von über einer Million Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung über drei Jahre, zielt darauf ab, diese Herausforderungen zu bewältigen.

Die herkömmliche Überwachung der Wasserqualität im Rohrleitungssystem ist zeitaufwändig und erfordert oft längere Unterbrechungen der Trinkwasserversorgung. Im MoDiCon-Projekt („Online Monitoring and digital Control in Drinking Waterdistribution Systems“) haben deutsche und israelische Partner ein digitales System entwickelt. Dieses ermöglicht die automatisierte Echtzeit-Überwachung der Wasserqualität an verschiedenen Punkten der Rohrleitungen. Innovative Sensortechnologien identifizieren vor Ort Bakterien und gesundheitsschädliche Substanzen, isolieren verunreinigte Abschnitte und leiten optimale Reinigungsstrategien ein.

Prof. Pu Li, der Leiter des MoDiConProjekts, betrachtet das System als marktreif. Das Ziel ist es, Verbraucher auch zukünftig mit hochwertigem und gesundem Trinkwasser zu versorgen. Das Projekt wurde von der Technischen Universität Hamburg koordiniert, während die TU Ilmenau Expertise in modellgestützter Optimierung und die Israelische Technische Hochschule Technion Haifa in der Modellierung von Wasserversorgungsnetzen hat. Assoziierte Partner sind Hamburg Wasser und der Umwelttechnologiehersteller bbe moldaenke GmbH. 

Einerseits ist Energie derzeit im Ver­gleich zur Vergangenheit preis­inten­siv, andererseits ist die Be­schaf­fung von unternehmens­re­levanten Kom­po­nen­ten auf­grund der welt­wei­ten Liefer­ketten­schwierig­keiten pro­b­le­­ma­­tisch.

Es ist daher wichtig, E­ner­gie zu spa­ren, sie optimal zu nutz­en und dem Aus­fall von Maschinen und Anlagen vorzubeugen.

Mit der Sensorplattform „sUSe“ stellt das IMMS Institut für Mikro elek tro – nik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH (IM­MS GmbH) eine Lösung speziell für den Druckluftbereich vor. Ziel ist es, Un­dichtig­keiten in Druck­luft­systemen und Wartungsstaus zu erkennen und zu beheben.

In Kooperation mit den Sensorik-Partnern SONO­TEC GmbH (Ultraschallsensoren) und der Postberg+Co.GmbH (Volumenstromsen­soren) wur­de am IM­MS mit sUSe eine automatisier- und skalier­bare Lösung für diese Problemstellung entwickelt. Das sUSe-System kann in bes­tehen­den Um­gebung­en nachgerüstet werden, um sie zu überwachen, die Energieeffizienz zu ver­bes­sern und damit letztlich auch CO2-Emissionen einzusparen.

Hardwareseitig besteht das System aus der Plattform selbst und mehreren, über ein Druckluftsystem verteilten, vernetzten und fest installierbaren Ultraschall- und Volumenstrom-Sensoren. Die Volumen­strom­sensoren messen die Menge an durchfließender Druckluft an unter­schied­lichen Stellen. Diese wird software­seitig zu jener Menge in Beziehung gesetzt, die in das Druckluftsystem eingespeist wird. Die Ultraschallsensoren orten Leckagen akustisch und bewerten deren Verlust. Diese Daten werden dann fusioniert und digital verarbeitet.

KI zur Zustandsüberwachung und vor­aus­schauenden Wartung

Da Druckluft für viele Anwendungen an wechseln­den Stellen in unterschiedlicher Menge zugeführt wird, müssen die sUSe-Plattform und alle zugehörigen Sensoren zeit­syn­chron ar­bei­ten. Die Notwendigkeit der anschließenden prozess­nahen Ver­ar­bei­tung mit Algorithmen (Edge-KI) ergibt sich aus den hohen Datenraten der Sensoren. In den einzelnen Druck­luft­ver­teil­systemen erfolgt eine Verarbeitung unter­schied­licher Sensor-, Maschinen- und An­lagen­daten mit dem Ziel, Anomalien zu de­tek­tieren und zu bewerten, Trends zu erkennen und Prognosen zum War­tungsbedarf unter Nutzung von KI- und speziell von Machine-Learning (ML)-Methoden zu erstellen. Erst die Daten­aus­wer­tung und – im Idealfall – die visuelle Er­geb­nis­darstellung er­mög­lichen dies.

Maschinen und Anlagen sollten in ihrem Zustand überwacht werden, um Produktions­ausfälle zu vermeiden. Beispielsweise können bei Druck­luft­kom­pressoren unterschiedliche Sensor- und Steuerungsdaten der jeweiligen Anlage im lau­fen­den Prozess Aufschluss über Ab­wei­chungen, Fehler und absehbare Wartungs­bedarfe an unterschiedlichsten Bauteilen des Kompressors geben, die sonst erst bei einem Ausfall bemerkt worden wären. Die Daten­auswertung per Algo­rithmen ermöglicht einer­seits eine Auto­ma­ti­sierung, andererseits durch die Analyse von Mus­tern und Trends auch Vor­hersagen.