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Die auf dem Transportsystem installierten Kameras liefern einen 360°-Umgebungsscan und hohe Datenmengen, die durch die 5G-Techologie mobil in die Cloud zur Auswertung übertragen werden.

Bild: SmartFactoryKL/A. Sell

5G in der Produktion Hohe Datenraten sicher und effizient übertragen

13.03.2018

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.

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Das Partnerkonsortium der SmartFactoryKL-Industrie 4.0-Produktionsanlage führt zur 5G-Mobilfunktechnologie 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. Durch den Einsatz 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.

Mensch und Maschine werden immer mobiler

„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 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.

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.

Totzeit vermeiden

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 sich dabei um ein Softwareupdate oder einen 3D-Druck handelt, viele Optionen zur Vermeidung von Totzeit bei Logistikprozessen sind denkbar. Durch die 5G-Technologie sind nun, durch die 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, Mini Tec, Phoenix Contact, Pilz, pro Alpha, SAP, Siemens, TÜV Süd und Weidmüller.

Bildergalerie

  • Ein Beispiel für den Einsatz von 5G an der SmartFactoryKL-Industrie 4.0-Anlage ist die optische Qualitätssicherung, die beim Transport umgesetzt wird.

    Bild: SmartFactoryKL/A. Sell

  • Die auf dem Transportsystem installierten Kameras liefern einen 360°-Umgebungsscan und hohe Datenmengen, die durch die 5G-Techologie mobil in die Cloud zur Auswertung übertragen werden.

    Bild: SmartFactoryKL/A. Sell

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