SynergieRegion
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von Transfer potenzialen
...vernetzter Produktionstechnologien für Smart City 5G Anwendungen.
Ihr Ansprechpartner
Dr. Martin Zagermann
Wirtschaftsförderung Region Stuttgart GmbH
SynergieRegion
5G-Modellregion in der 5x5G-Strategie des Bundesverkehrsministerium
Das im Rahmen der BMVI-Förderrichtlinie „5G-Umsetzungsförderung im 5G Innovationsprogramm“ geförderte Gemeinschaftsprojekt hat das Ziel, einen entscheidenden Beitrag zu Entwicklung und Erprobung konkreter 5G-Anwendungen für moderne Produktionssysteme und den urbanen Raum zu leisten. Dadurch werden Forschung und Industrie in der Region Stuttgart gestärkt und gleichzeitig die Basis für flächendeckende 5G-Anwendungen geschaffen.
Nutzung des ARENA2036 5G-Testbeds
Für die Erprobung unterschiedlicher Pilotanwendungen im industriellen Umfeld wird die am Forschungscampus ARENA2036 bestehende 5G-Infrastruktur genutzt. Darüber hinaus werden Smart-City-Anwendungen auf Testfeldern für urbanes und autonomes Fliegen erprobt, um diese für den Einsatz im urbanen Umfeld vorzubereiten.
Über die Einrichtungen des vom Land Baden- Württemberg geförderten Transferzentrums 5G4KMU können die Ergebnisse jenseits des Konsortiums und vor allem dem Mittelstand zugänglich gemacht werden.
Use Cases
Einen konkreten Einblick in die einzelnen Anwendungsfälle, deren Nutzen für Anwender:innen, Partner und Kontaktpersonen zeigen unsere Use Cases. In den folgenden Drop-downs werden diese kurz vorgestellt. Zu jedem Use Case ist zudem ein Steckbrief als PDF hinterlegt.
Industrielle & (intra-)logistik Anwendungen
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.
Mobile Roboter benötigen Not-Halt-Funktionen, um die Sicher- heit der Bediener und der Umwelt zu gewährleisten. Die 5G- Mobilfunktechnologie wird für den Einsatz im Nothaltsystem eines mobilen Transportroboters getestet, um die Zuverlässig- keit und Latenzzeit im Vergleich zu früheren Funkstandards wie WLAN und LTE zu verbessern.
Die integrierte 5G Anbindung einer industriellen SPS-Steuerung wird am Beispiel eines Demonstrators erprobt und getestet.
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.
Smart City Anwendungen
Einsatz von 5G-Drohnen zur Bestandsprüfung und -verwaltung, Zykluszählung, Artikelsuche, Pufferbestands- pflege und Bestandsaufnahme.
Einsatz von 5G-Drohnen zur Lieferung von Medikamenten und Blutproben an Apotheken und Patient*innen sowie zwischen Einrichtungen/Laboren auf Klinikgeländen.
Einsatz von 5G-Drohnen zum Transport von Material- und Ersatzteilen in Produktionshallen und auf Werksgeländen.
Einsatz von 5G-Drohnen zur Inspektion von Bahnstrecken.
Einsatz von 5G-Drohnen zur Kalibrierung visueller Anflughilfen und Instrumentenanflugsysteme an Flughäfen.
Einsatz von 5G-Drohnen zur Erhebung von Gebäude- schäden und zur thermografischen Bewertung für Energiesparpotenziale.
Vier Teilprojekte bilden das Gesamtprojekt
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.
Über Balluff
Balluff wurde 1932 in Neuhausen auf den Fildern gegründet und steht weltweit für innovative Technik, Qualität und branchenübergreifende Erfahrung in der industriellen Automation. Als führender Sensor-und Automatisierungsspezialist bietet das Familienunternehmen in vierter Generation ein umfassendes Portfolio von Sensor-, Identifikations- und Netzwerktechnologien und Software für ganzheitliche Systemlösungen.Projektbeteiligung in der ARENA2036
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Über Robert Bosch GmbH
Die Bosch-Gruppe ist ein international führendes Technologie- und Dienstleistungsunternehmen mit den Unternehmensbereichen Mobility Solutions, Industrial Technology, Consumer Goods sowie Energy and Building Technology. Als führender Anbieter im Internet der Dinge (IoT) bietet Bosch innovative Lösungen für Smart Home, Industrie 4.0 und Connected Mobility. Bosch verfolgt die Vision einer nachhaltigen, sicheren und begeisternden Mobilität. Mit seiner Kompetenz in Sensorik, Software und Services sowie der eigenen IoT-Cloud ist das Unternehmen in der Lage, seinen Kunden vernetzte und domänenübergreifende Lösungen aus einer Hand anzubieten. Mit ihren weltweit mehr als 400 Standorten ist die Bosch-Gruppe seit Frühjahr 2020 CO2-neutral.Projektbeteiligung in der ARENA2036
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Über Fraunhofer
Projektbeteiligung in der ARENA2036
Über NAiSE GmbH
Durch ihr patentiertes Lokalisierungsnetzwerk ermöglicht NAiSE eine präzise Lokalisierung und echtzeitnahe Kommunikation von und zwischen allen Teilnehmern der Intralogistik. Darauf Aufbauend wird der Mischbetrieb intelligent koordiniert und die Effizienz und Sicherheit des intralogistischen Warenflusses erhöht.Projektbeteiligung in der ARENA2036
Über Nokia
Nokia kreiert die Technologie, um die Welt zu verbinden. Angetrieben von der Forschung und Innovation von NOKIA Bell Labs, hat Nokia viele fundamentale Technologien erfunden, die moderne Informations- und Kommunikationsnetze sowie alle digitalen Geräte und Systeme erst ermöglichen und bedient Kommunikationsdienstleister, Regierungen, Großunternehmen und Verbraucher mit dem umfassendsten Ende-zu-Ende-Portfolio von Produkten, Dienstleistungen und Lizenzierungen.Projektbeteiligung in der ARENA2036
Über Pilz
Pilz ist ein international tätiges, innovatives Unternehmen der Automatisierungstechnik. Mit seinen Lösungen schafft Pilz Sicherheit für Mensch, Maschine und Umwelt.Zu den Produkten des Unternehmens zählen Sensorik, elektronische Überwachungsgeräte, Sicherheitsschaltgeräte, konfigurierbare und programmierbare Steuerungssysteme, Automatisierungslösungen mit Motion Control, Systeme für die industrielle Kommunikation sowie Visualisierungslösungen und Bedienterminals.Projektbeteiligung in der ARENA2036
Über SPIE
SPIE Deutschland & Zentraleuropa, eine Tochtergesellschaft des SPIE-Konzerns, des unabhängigen europäischen Marktführers für multitechnische Dienstleistungen in den Bereichen Energie und Kommunikation. Das Leistungsspektrum umfasst Systemlösungen im Technischen Facility Management, Energieeffizienz-Lösungen, technische Dienstleistungen bei der Energieübertragung und -verteilung, und viele mehr.Projektbeteiligung in der ARENA2036
Über TRUMPF
Das Hochtechnologieunternehmen TRUMPF bietet Fertigungslösungen in den Bereichen Werkzeugmaschinen, Lasertechnik und Elektronik. Die digitale Vernetzung der fertigenden Industrie treibt TRUMPF durch Beratung, Plattform- und Softwareangebote voran. Das Unternehmen ist Technologie- und Marktführer bei Werkzeugmaschinen für die flexible Blechbearbeitung und bei industriellen Lasern.Projektbeteiligung in der ARENA2036
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