Drahtlose Kommunikation

Wie 5G-basierte Sensorik das Monitoring in der Produktion optimiert

| Redakteur: Sariana Kunze

Gemeinsam entwickeln acht Mitglieder, bestehend aus Industriepartnern und Forschungsinstitut, mit dem Projekt 5G-Senspro ein modular erweiterbares Sensor-Cloud-System für bestehende Maschinen, damit diese nicht an die Grenzen ihrer Flexibilität stoßen.

Das Projekt 5G-Senspro analysiert, wie mit modularer, 5G-basierter Sensorik bestehende Maschinenparks mit neuen Funktionen zur Prozessüberwachung ausgestattet werden können.
Das Projekt 5G-Senspro analysiert, wie mit modularer, 5G-basierter Sensorik bestehende Maschinenparks mit neuen Funktionen zur Prozessüberwachung ausgestattet werden können.
(Bild: Fraunhofer IPT)

Bei vielen Maschinen wird es Zeit aufzurüsten, denn in immer mehr Unternehmen stoßen vorhandene Maschinen bei komplexen Bauteilen an die Grenzen ihrer Flexibilität. Für die smarte Zukunft der Produktionshallen ist das kein akzeptables Szenario. Deshalb arbeitet das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT gemeinsam mit sieben Industriepartnern in dem Forschungsprojekt „5G-Senspro – 5G-basierte Sensorik zum Monitoring in der Produktion“ an einem System für bestehende Maschinen, welches dank Sensorik große Datenmengen mit 5G- und Cloudtechnologie nahezu verzögerungsfrei überträgt und die Maschinen mit neuen Funktionen zur Prozessüberwachung und -regelung ausstattet.

Das 5G-Senspro-System entwickeln und testen die Projektpartner gemeinsam am Beispiel eines hochdynamischen Herstellungsprozesses von Bauteilen für den Turbomaschinenbau. Sensoren werden dafür direkt auf dem Bauteil angebracht und unmittelbar in den Fertigungsprozess integriert. Die Darstellung der Sensordaten und die Prozessregelung mittels Smart Devices in einer virtuellen Produktionsumgebung bieten dem Anwender eine vollkommen neue Art der Interaktion mit dem Gesamtsystem.

Teilautonome Systeme organisieren die Auslastung

Die Kombination aus intelligent vernetzten Sensoren, 5G-Technologie und flexibel erweiterbaren Cloud-Systemen soll zukünftig dazu beitragen, herkömmliche Maschinenparks in teilautonom agierende Systeme mit flexiblen Bearbeitungsstationen und optimaler Kapazitätsauslastung zu verwandeln. In Verbindung mit cloudbasierten Datenpipelines und abgeleiteten Modellen können Unternehmen dann nicht nur das Produktionsergebnis, sondern auch Wartungsbedarfe und Ausfallrisiken sicherer als bisher prognostizieren, so die Zukunftsperspektive der Forscher.

5G bietet die Chance, den neuen Anforderungen an die drahtlose Kommunikation innerhalb eines Netzwerks aus Maschinen, Servern und intelligenten Sensoren gerecht zu werden: Die großen Datenmengen können mit dem neuen Mobilfunkstandard in hoher Geschwindigkeit und mit geringen Latenzen zwischen Sensoren und Cloud- und Großrechensystemen übertragen werden, um auch auf Feldebene zeitkritische Kommunikation, etwa für Regelungsanwendungen, zu gewährleisten.

Die Partner konzentrieren sich auf sechs Module:

  • Intelligente Sensorhardware mit einer Basiseinheit zur Datenvorverarbeitung und Funkübertragung über 5G.
  • Software zur Sensorsteuerung und Auswertung der erfassten Daten.
  • Trackingfunktionen auf Mobilfunkbasis zur Identifikation von Bauteilen und zur automatischen Zuordnung der passenden Prozess- und Logistikdaten.
  • Einheitliche, systemweite Kommunikationsprotokolle zur Datenübertragung und Kopplung von Sensorik und anderen Komponenten für eine schnelle und unkomplizierte Erweiterung des Gesamtsystems.
  • Visualisierungsschnittstellen, beispielsweise für Smart Devices und weitere Endgeräte.
  • Smart-Sensor-Cloud als Infrastruktur für die Datenverarbeitung, -analyse und -übertragung auf andere Systeme.

Acht Mitglieder des Projektes 5G-Senspro im Überblick:

  • Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Aachen
  • Marposs Monitoring Solutions, Egestorf
  • Meastream, Eschweiler
  • Oculavis, Aachen
  • QSQ, Erkelenz
  • CP Tech, Büren (assoziiert)
  • Ericsson, Herzogenrath (assoziiert)
  • MTU Aero Engines, München (assoziiert)

Das Projekt „5G-Senspro – 5G-basierte Sensorik zum Monitoring in der Produktion“ wird durch Mittel des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) 2014-2020 gefördert.

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