Sensorkommunikation Was bringt 5G für die smarte Fertigung?

Das Fraunhofer IPT vernetzt mit internationalen Partnern die industrielle Fertigung kabellos mit 5G, um das Potenzial für die industrielle Fertigung zu erproben.
Das Fraunhofer IPT vernetzt mit internationalen Partnern die industrielle Fertigung kabellos mit 5G, um das Potenzial für die industrielle Fertigung zu erproben.

Um die industrielle Fertigung zu optimieren, erheben Sensoren unzählige Daten von Maschinen und Anlagen. Die Speicherung und Analyse der Daten erfolgt allerdings meist dezentral und zeitversetzt. Fraunhofer-Forscher untersuchen nun, wie die drahtlose Kommunikation über 5G hier Abhilfe schaffen kann.

Im Forschungsprojekt »5G-SMART: 5G for smart manufacturing« bauen die Projekt-Partner 5G-Netze in realen Fertigungsumgebungen auf, um das Potenzial von 5G für die Produktion zu demonstrieren, zu testen und weiterzuentwickeln. 

Das Konsortium um das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT erprobt das Zusammenspiel zwischen 5G und modernsten Fertigungsanlagen wie ferngesteuerte Industrierobotik, drahtlose Prozessüberwachung in der Fertigung und mobile Robotik. Und das europaweit in einer Fabrik von Ericsson in Schweden, in der Werkzeugmaschinenfabrik des Fraunhofer IPT in Aachen und in einer Halbleiterfabrik von Bosch in Reutlingen.

Anforderungen an 5G-Netze in der Fertigung

Der neue Mobilfunkstandard 5G eignet sich dazu, Fertigungsprozesse flexibler und adaptiver als bisher zu gestalten, die Qualität von Bauteilen zu verbessern, Kosten zu senken und so die Produktivität zu erhöhen, davon sind die Projektpartner überzeugt. Welche Anforderungen an 5G-Netze gestellt werden, damit diese an die Bedürfnisse der produzierenden Industrie zugeschnitten sind, definieren die Anwendungspartner gemeinsam mit Mobilfunkanbietern, beispielsweise die Integration von 5G in Kommunikationsstandards wie Time-Sensitive Networking (TSN) und Cloud-Plattformen, die eine flexible Maschinensteuerung bei gleichzeitig geringer Latenz und hoher Zuverlässigkeit ermöglichen.

5G-fähige Sensorik als Baustein für die vernetzte, adaptive Produktion

Das Fraunhofer IPT entwickelt gemeinsam mit den Projektpartnern neue 5G-fähige, industriell einsetzbare Sensoren und Funkmodule und testet sie anhand konkreter Fertigungsaufgaben in eigenen Maschinen und Anlagen. Dadurch soll es gelingen, Prozessdaten mit Latenzen von wenigen Millisekunden aufzunehmen, in Echtzeit auszuwerten und so das Prozessmonitoring der gesamten industriellen Prozesskette zu optimieren. Dies versetzt die Ingenieure in die Lage, Prozessabweichungen und Maschinenzuständen rechtzeitig zu erfassen und über Steuerungsbefehle an die Maschine innerhalb kurzer Reaktionszeiten zu reagieren, um die Fertigung der Bauteile in der erforderlichen Qualität und Produktionszeiten sicherzustellen. Dafür greift das Fraunhofer IPT auf seine bereits bestehende 5G-Testumgebung in Aachen zurück, die der schwedische Mobilfunkanbieter Ericsson im vergangenen Jahr in der Maschinenhalle des Instituts installiert hat.

Integrierte Sensorik, drahtlos über 5G-Mobilfunkverbindungen an cloudbasierte Analysetools angebunden, kann produzierenden Unternehmen jeder Größe und Branche in Zukunft dabei helfen, wertvolle Daten zu gewinnen und zu Informationen zu verarbeiten. Welche konkreten Geschäftsmodelle 5G für produzierende Unternehmen, Zulieferern und Mobilfunkbetreibern bietet, erforschen die Partner während ihres Forschungsprojekts, um die Einführung von 5G für die Produktion weiter zu beschleunigen.