Forschungsprojekt

5G für eine smarte Produktion

Im Projekt ‘5G-Smart‘ wird in den nächsten zwei Jahren das Zusammenspiel von 5G und modernen Fertigungsanlagen erprobt. Zudem erforschen die Projektpartner neue Geschäftsmodelle auf Basis des neuen Mobilfunkstandards.

Ein Sensor überträgt die Schwingungsspektren der Blisks via 5G mit Latenzen von bis zu einer Millisekunde an eine Software. (Bild: Fraunhofer-Institut IPT)

(Bild: Fraunhofer-Institut IPT)

Durch moderne Sensorik können Daten von Maschinen und Anlagen bereits sehr umfassend erhoben werden. Werden diese Daten analysiert, können sie Abweichungen zwischen Planung und realer Produktion sichtbar machen und zur Optimierung beitragen. Die Speicherung und Analyse der Daten erfolgt jedoch zumeist noch dezentral und zeitversetzt. Gemeinsam mit internationalen Partnern vernetzt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT nun die industrielle Fertigung kabellos mit 5G, um das Potenzial des neuen Mobilfunkstandards für die industrielle Fertigung zu erproben.

5G in realen Fertigungsumgebungen

Im Forschungsprojekt ‘5G-Smart: 5G for smart manufacturing‘ bauen die Partner 5G-Netze in realen Fertigungsumgebungen auf, um das Zusammenspiel zwischen 5G und modernen Fertigungsanlagen — beispielsweise ferngesteuerter Industrierobotik, drahtloser Prozessüberwachung in der Fertigung und mobiler Robotik — zu erproben. Geforscht wird an drei europäischen Standorten: in einer Fabrik von Ericsson in Schweden, in der Werkzeugmaschinenfabrik des Fraunhofer IPT in Aachen und in einer Halbleiterfabrik von Bosch in Reutlingen.

Flexiblere Fertigungsprozesse

Der neue Mobilfunkstandard ermöglicht es, Fertigungsprozesse flexibler und adaptiver als bisher zu gestalten, die Qualität von Bauteilen zu verbessern, Kosten zu senken und so die Produktivität zu erhöhen. 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 Sensoren und Funkmodule

Das Fraunhofer IPT entwickelt gemeinsam mit den Projektpartnern neue 5G-fähige Sensoren und Funkmodule die anhand konkreter Fertigungsaufgaben getestet werden. So soll es gelingen, Prozessdaten mit Latenzen von wenigen Millisekunden aufzunehmen, in Echtzeit auszuwerten und so das Prozessmonitoring der gesamten industriellen Prozesskette zu optimieren. Dadurch können Ingenieure Prozessabweichungen und Maschinenzuständen rechtzeitig erfassen und schnell reagieren. Das Fraunhofer IPT greift dazu auf seine bereits bestehende 5G-Testumgebung in Aachen zurück, die der schwedische Mobilfunkanbieter Ericsson im vergangenen Jahr installiert hat.

Geschäftsmodelle erforschen

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.

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