5G in der Produktion: hohe Datenraten geschützt übertragen und gleichzeitig Effizienz steigern

Wie können hohe Datenraten im industriellen Umfeld geschützt und mit einer möglichst geringen Latenzzeit übertragen werden? Hierfür eignet sich die neue 5G-Mobilfunktechnologie, die bis 2020 an den Start gehen soll.

Das Partnerkonsortium der SmartFactoryKL-Industrie 4.0-Produktionsanlage führt dazu einen Use Case auf der Hannover Messe vom 23. bis 27. April 2018 vor: Beim Transport des Werkstücks durch das flexible Transportsystem wird eine optische Qualitätsinspektion durchgeführt.

Dank des Einsatzes von 5G können die Daten von der Kamera drahtlos in die Cloud übertragen und dort ausgewertet werden. Je nach Ergebnis wird das Produkt an die passende nächste Bearbeitungsstelle gefahren. Diese Lösung ist auf dem Gemeinschaftsstand von SmartFactoryKL und dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Halle 8, Stand D18 zu sehen.

„Da die Mobilität von Menschen und Maschinen in hochflexiblen Produktionsanlagen zunimmt, werden drahtlose Netzwerke immer wichtiger. Hier kann die 5G-Mobilfunktechnologie erstmals sowohl sichere als auch echtzeitfähige Funkverbindungen in geschützten Frequenzbändern anbieten. Deshalb arbeiten wir mit unseren Partnern gemeinsam im Netzwerk an diesem innovativen Thema“, so Prof. Dr. Detlef Zühlke, Vorstandvorsitzender der SmartFactoryKL.

5G, die Mobilfunktechnologie der fünften Generation, wird hohe mobile Übertragungsraten ermöglichen; Experten rechnen mit bis zu 20 Gigabit pro Sekunde. Dabei kann die Übertragung – im Gegenzug zur Nutzung von 4G (LTE), Wi-Fi oder Bluetooth® – in einem geschützten Band stattfinden, was besonders für Industrieunternehmen relevant ist.

Ein weiteres Merkmal von 5G ist eine geringe Latenzzeit von weniger als einer Millisekunde, womit die neue Technologie nahezu in Echtzeit operiert. Mit der Möglichkeit, Funk-Mikrozellen einzurichten, bietet die 5G-Technologie ideale Voraussetzungen für die Anwendung in industriellen Maschinen und Anlagen. Die Marktreife dieser Technologie wird in zwei Jahren erwartet. Bis es soweit ist, kommen beispielhafte Anwendungen zu Demonstrationszwecken zum Einsatz, so auch von der SmartFactoryKL.

Use Case der SmartFactoryKL-Industrie 4.0-Anlage: Qualitätssicherung und Produktionssteuerung während des Transports

Die SmartFactoryKL hat gemeinsam mit ihren Partnern am flexiblen Transportsystem (FTS) eine optische Qualitätskontrolle eingesetzt. Im Sinne des Retrofittings wurde das FTS mit einer Kamera ausgestattet. Während das Produkt, der Visitenkartenhalter, von einer Fertigungslinie zur nächsten gefahren wird, können nun die Produktqualität geprüft und somit die Totzeit des Logistikprozesses sinnvoll genutzt werden.

Das Bild wird über die 5G-Technologie in die Cloud übertragen, wo es mit Hilfe einer Software ausgewertet wird. Das Ergebnis der Qualitätskontrolle wird an das Transportsystem übermittelt und die Navigation des FTS entsprechend geregelt: Ist alles in Ordnung, gelangt das Produkt an die nächste Fertigungslinie zur automatisierten Verarbeitung.

Liegt hingegen ein Fehler vor, kann das Produkt an den Handarbeitsplatz zur manuellen Nachbearbeitung gefahren werden. Im Produktionsalltag kann durch ein solches Vorgehen frühzeitig Ausschuss im Prozess erkannt und der kostenintensive Einsatz von Fertigungsressourcen an Schlechtteilen verhindert werden. Die Produktionseffizienz steigt.

Parallel zur Qualitätsprüfung führt das FTS während des Transports noch einen Umgebungsscan mittels einer installierten 360-Grad-Kamera aus. Auch diese Datenübertragung ist nur bei einer hohen Bandbreite möglich, bei der herkömmliche drahtlose Lösungen wie Wi-Fi oder Bluetooth® an ihre Grenzen stoßen. Weitere Formen der Wertschöpfung während des Transportvorgangs bieten sich ebenfalls an.

Ob es dabei sich um ein Softwareupdate oder einen 3D-Druck handelt, viele Optionen zur Vermeidung von Totzeit bei Logistikprozessen sind denkbar. Durch die 5G-Technologie sind nun, dank der Nutzung neuer Netzwerkmanagement-Tools, mehrere Applikationen gleichzeitig möglich.

Die Partner des SmartFactoryKL-Industrie 4.0-Demonstrators sind: Belden/Hirschmann, Bosch Rexroth, B&R Automation, EPLAN Software & Service, Festo, HARTING, Huawei, IBM, KIST Europe, LAPP KABEL, METTLER TOLEDO, MiniTec, PHOENIX CONTACT, Pilz, proALPHA, SAP, Siemens, TÜV SÜD, Weidmüller.

Über die Technologie-Initiative SmartFactoryKL e.V.:

Die Technologie-Initiative SmartFactory KL e.V. wurde 2005 als gemeinnütziger Verein gegründet, um erstmals Akteure aus Industrie und Forschung in einem Industrie 4.0-Netzwerk zusammenzubringen und gemeinschaftlich Projekte zur Fabrik der Zukunft durchzuführen. Die im Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kaiserslautern beheimatete SmartFactoryKL ist eine weltweit einzigartige herstellerunabhängige Demonstrations- und Forschungsplattform.

Hier werden innovative Informations- und Kommunikationstechnologien und deren Einsatz in einer realitätsnahen industriellen Produktionsumgebung getestet und weiterentwickelt. Die Technologie-Initiative hat, durch die aktive Beteiligung ihrer Mitglieder, bereits erste Produkte und Lösungen sowie gemeinschaftliche Standards im Bereich Industrie 4.0 etabliert. SmartFactoryKL wurde 2016, zusammen mit weiteren Kompetenzträgern aus der Region, vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie zum Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Kaiserslautern ernannt.

Über das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) GmbH:

Das DFKI mit den Standorten Kaiserslautern, Saarbrücken, Bremen (mit Außenstelle Osnabrück) und einem Projektbüro in Berlin ist auf dem Gebiet innovativer Softwaretechnologien die führende Forschungseinrichtung in Deutschland. In der internationalen Wissenschaftswelt zählt das DFKI zu den wichtigsten „Centers of Excellence“ und ist derzeit gemessen an Mitarbeiterzahl und Drittmittelvolumen das weltweit größte Forschungszentrum auf dem Gebiet der Künstlichen Intelligenz und deren Anwendungen. Das Finanzvolumen lag 2016 bei 44,1 Millionen Euro.

DFKI-Projekte adressieren das gesamte Spektrum von der anwendungsorientierten Grundlagenforschung bis zur markt- und kundenorientierten Entwicklung von Produktfunktionen. Aktuell forschen 519 Mitarbeiter aus ca. 60 Nationen an innovativen Software-Lösungen mit den inhaltlichen Schwerpunkten Smarte Daten & Wissensdienste, Cyber-Physical Systems, Multilinguale Technologien, Planbasierte Robotersteuerung, Educational Technologies, Interaktive Textilien, Robotik, Innovative Retail, Wirtschaftsinformatik, Eingebettete Intelligenz, Smart Service Engineering, Intelligente Analytik für Massendaten, Intelligente Netze, Agenten und Simulierte Realität, Erweiterte Realität, Sprachtechnologie, Intelligente Benutzerschnittstellen und Innovative Fabriksysteme. Der Erfolg: über 100 Professoren und Professorinnen aus den eigenen Reihen und mehr als 70 Spin-off-Unternehmen mit ca. 2.500 hochqualifizierten Arbeitsplätzen.

Presse-Kontakt:

Dr. Haike Frank
Leitung Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Technologie-Initiative SmartFactory KL e.V.
Trippstadter Straße 122
67663 Kaiserslautern
T: 0631/20575-3406
M: frank@smartfactory.de

Christian Heyer
Leitung Unternehmenskommunikation DFKI Kaiserslautern
Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) GmbH
Trippstadter Straße 122
67663 Kaiserslautern
T: 0631/20575-1710
M: uk-kl@dfki.de

https://cloud.dfki.de/owncloud/index.php/s/nikj42FcexDqCV5 Foto Download-Link
http://www.smartfactory.de Homepage der Technologie-Initiative SmartFactoryKL e.V.
http://www.dfki.de DFKI-Homepage