Technik für Mensch und Umwelt

Flexible Produktion

Im Anwendungsfall „flexible Produktion“ soll eruiert werden, inwieweit sich 5G schon heute für den Einsatz in der Industrie eignet und welche potentiellen Anwendungen in dieser Domäne mit 5G erschlossen werden können. Das Fertigungsszenario im Use Case zeichnet den Produktionsprozess eines individuell konstruierten Bauteils in einem heterogenen Maschinenpark nach. Die Kommunikation der beteiligten Systeme untereinander stellt dabei unterschiedlichste Anforderungen an Bandbreite, Zuverlässigkeit und Latenz.

In einer Fertigungszelle wird eine akkubetriebene Kamera eingesetzt, mit Hilfe derer ein Werkstück begutachtet und die Zelle inspiziert werden kann. Die Kamera kann unter anderem ein Video über 5G als Livestream an einen Leitstand versenden während sie gleichzeitig von dort aus mit Hilfe eines Roboterarms manuell durch die Zelle gesteuert wird. Dies erfordert hohe Ansprüche an die Bandbreite bei gleichzeitig niedriger Latenz, um den Versatz zwischen echter Roboter-Position und der des Videostreams gering zu halten. Aktuell ist die Steuerung bereits mit Einschränkungen möglich, mit den kommenden 5G-Updates wird hier noch einmal eine Performance-Steigerung sowohl hinsichtlich Bandbreite als auch Latenz erwartet. Durch die hohe Datenrate von 5G kann ein hochqualitatives Video übertragen werden, das auch für eine automatische Qualitätsprüfung des Werkstücks in der (Edge-) Cloud genutzt werden kann.

Ein weiterer Fokus liegt auf der Auslagerung von Steuerungsalgorithmen auf eine zentrale MEC (Multi Access Edge Cloud), was durch die angestrebten niedrigen Latenzen des 5G-Netzes möglich wird. Konkret soll die Steuerung eines fahrerlosen Transportsystems, welches die beteiligten Maschinen mit Werkstücken beschickt, auf einen solchen Edge-Rechner ausgelagert werde. Dadurch kann zum Beispiel die Berechnungszeit sowie der Energieverbrauch der mobilen Einheit verringert werden, was niedrigere Ladezyklen, eine gesteigerte Produktivität und geringere Kosten für das Fahrzeug zur Folge hat.
Die einzelnen Systeme sind bereits lauffähig. Das Zusammenspiel im Fertigungsszenario befindet sich aktuell am Ende der Implementierungsphase und wird weiter optimiert.

Ein Forschungsprojekt vom Lehrstuhl für
Funkkommunikation und Navigation