SynergieRegion

Die integrierte 5G Anbindung einer industriellen SPS-Steuerung wird am Beispiel eines Demonstrators erprobt und getestet.

Details zum Use Case, den Nutzen für Anwender:innen und Kontaktdaten finden Sie im Steckbrief.

Durch die Überwachung und Analyse von Produktionsanlagen können vorhandene Prozesse optimiert werden. Die 5G-IO-Box wird in Bestandsanlagen integriert, liest die notwendigen Daten für die Optimierung aus und überträgt sie mit 5G an eine Datenbank, ohne aktiv in den Prozess einzugreifen.

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Ein Kamerabild wird zunächst unkomprimiert über 5G übertragen. Die Auswertung der Bilddaten erfolgt auf einem 5G Edge-Device. Ziel ist die Evaluation des 5G eMBB-Profils.

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Mobile Roboter benötigen Not-Halt-Funktionen, um die Sicherheit der Bediener und der Umwelt zu gewährleisten. Die 5G- Mobilfunktechnologie wird für den Einsatz im Nothaltsystem eines mobilen Transportroboters getestet, um die Zuverlässigkeit und Latenzzeit im Vergleich zu früheren Funkstandards wie WLAN und LTE zu verbessern.

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Einsatz von 5G-Drohnen zum Transport von Material- und Ersatzteilen in Produktionshallen und auf Werksgeländen.

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Einsatz von 5G-Drohnen zur Bestandsprüfung und -verwaltung, Zykluszählung, Artikelsuche, Pufferbestandspflege und Bestandsaufnahme.

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Einsatz von 5G-Drohnen zur Kalibrierung visueller Anflughilfen und Instrumentenanflugsysteme an Flughäfen.

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Einsatz von 5G-Drohnen zur Erhebung von Gebäudeschäden und zur thermografischen Bewertung für Energiesparpotenziale.

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Einsatz von 5G-Drohnen zur Lieferung von Medikamenten und Blutproben an Apotheken und Patient*innen sowie zwischen Einrichtungen/Laboren auf Klinikgeländen.

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Einsatz von 5G-Drohnen zur Inspektion von Bahnstrecken.

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In der Forschungsumgebung der ARENA2036 wird der Einsatz von 5G mit dem Ziel der Optimierung vernetzter industrieller Fertigungsprozesse erprobt. So kann bspw. mit Hilfe eines 5G-Sensor-Kits eine hohe Anzahl an Sensorgeräten pro Flächeneinheit unterstützt und gleichzeitig eine hohe Datenrate im Uplink (Echtzeit-Analyse) gewährleistet werden. Der Einsatz von mobilen 5G-Kamerasystemen ermöglicht zudem die Übertragung von hochauflösenden Videos, wodurch das Fertigungsumfeld visuell erfasst und mögliche Abweichungen in der Fertigung ausgewertet werden können. Bestehende Maschinen mit Sensortechnik nachzurüsten, ist in der Regel mit großem Aufwand verbunden. Der Einsatz einer 5GIO- Box als Übertragungseinheit, die weitere Steuerungsdaten erfassen und Ende-zu-Ende verschlüsselt übermitteln kann, wird in diesem Kontext erprobt. Das 5G-Mobilfunknetz kann ebenfalls als Übertragungseinheit im Zuge der Qualitätskontrolle von Fertigungsprozessen dienen, indem eine drahtlose und verschlüsselte Kommunikation zwischen Werkzeugmaschinen und deren SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) sowie Cloud-Servern hierüber sichergestellt wird.

Ebenfalls in der ARENA2036 wird für die Anwendungsfälle (Intra-)Logistik und Not-Aus eine Lokalisierung über „5G-Tags“ entwickelt und umgesetzt sowie mit anderen Lokalisierungstechnologien wie der Ultra-Breitband- Technologie (UWB) verglichen. So wird bspw. die Lokalisierungsgenauigkeit in Abhängigkeit von den Anbringungsorten an den logistischen Komponenten sowie das Pulk-verhalten mehrerer Tags bei der Lokalisierung und Datenübertragung untersucht. In vielen Produktions- und Logistikhallen werden Automated Guided Vehicles (AGVs) eingesetzt. Der Einsatz von 5G für diese sicherheits-relevanten Systeme soll durch die Anwendung von Geo-Fencing das Gefährdungspotenzial bei Störfällen reduzieren und gleichzeitig die Produktionsprozesse effizient halten. Eine geringe Latenzzeit und hohe Zuverlässigkeit sind hierfür Voraussetzung.

Die Erfahrungen aus TP1 und TP2 werden auf beispielhafte Smart City Anwendungen übertragen, um das Transferpotenzial in seiner ganzen Bandbreite testen und aufzeigen zu können. Viele Betriebs- und Wartungseinsätze sowie die Überwachung von Prozessen können durch Drohnen unterstützt oder durchgeführt werden. Zum Beispiel sind (semi)- autonome Inspektionen von Landebahnen und Vorfeld oder die visuelle Inspektion von schwer zugänglichen Gebäuden und Bauten wie z. B. Brücken mögliche Einsatzgebiete. Hierfür sind eine genaue Lokalisierung und eine hohe Datenübertragungsrate Voraussetzungen, die das 5G-Netz bietet. Zudem wird die Kombination verschiedener Lokalisierungstechnologien und deren Verknüpfung (seamless tracking) in einer bebauten Umgebung (zwischen Fraunhofer Campus und ARENA2036) erprobt und validiert.

Um Ideen und Innovationen von konkreten 5G-Anwendungsfällen zu fördern, werden im Sinne eines Open Innovation Ansatzes Maker-Challenges zu den Anwendungsbereichen des Projektes durchgeführt. Konkret werden durch die „MakerDrone- Challenge“ engagierte Bürgerinnen und Bürger sowie andere Stakeholder angesprochen, sich und ihre Ideen zum Thema automatisiertes Fliegen einzubringen. Neben der Entwicklung von Lösungsansätzen steht vor allem die Erprobung und Evaluierung der entwickelten Ideen in einer sicheren Testumgebung im Fokus.