5G für intelligente Fertigungsprozesse erschließen
Zur Sicherung der dauerhaften Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Industrie müssen intelligente Fabriken eingeführt werden, die effizienter, sicherer und nachhaltiger und gleichzeitig wirtschaftlich tragfähig sind. Ein entscheidendes Element bei der Verwirklichung dieser Vision ist 5G, die fünfte Generation der Mobilfunknetztechnologie mit Spitzengeschwindigkeiten im Gigabit-Bereich, Echtzeitgenauigkeit (sehr geringe Latenzzeit, d. h. die Zeit, die zum Senden von Daten benötigt wird – unter 5 Millisekunden), massiver Datenkonnektivität (über 10 Gigabit pro Sekunde) und der Fähigkeit, unzählige drahtlose Ressourcen in Echtzeit zu verknüpfen. Stellen Sie sich ferngesteuerte Werkhallen vor, die mit einer Vielzahl von Sensoren gespickt sind, auch bekannt als das Internet der Dinge (IoT), die Echtzeitdaten an weit entfernte Betriebsräume weiterleiten und so zu einem sichereren Arbeitsplatz, mehr Effizienz und weniger Abfall beitragen.
Europas intelligente Fabriken der Zukunft
Für eine schnellere Einführung der intelligenten Fertigung und anderer Anwendungen in ganz Europa hat die Europäische Kommission die Einführung von 5G durch ihren 5G-Aktionsplan vorangetrieben. Mit der neuen nahtlosen, drahtlosen Technologie ausgestattet, ermitteln das verarbeitende Gewerbe und andere Branchen nun die optimalen Prozesse und Geschäftsmodelle, um die Geschwindigkeit und Genauigkeit von 5G bestmöglich zu nutzen und die Automatisierung und intelligente Innovation in der gesamten Industrie vollständig freizusetzen. Im Rahmen des EU-finanzierten Gemeinschaftsprojekts 5G-SMART (5G for smart manufacturing) konnten die Interessengruppen der Fertigungsindustrie erfolgreich aufzeigen, wie 5G eingesetzt werden kann, um die Branche nahtlos mit der Cloud zu verbinden und so die Fertigungsabläufe zu verändern und gleichzeitig wirtschaftlich sinnvoll zu gestalten. „Cloud-gesteuerte kollaborative Roboter stellen einen echten Wendepunkt dar“, sagt Leefke Grosjean, Projektkoordinatorin und leitende Funkforscherin bei Ericsson, und beschreibt, wie 5G-fähige „mobile Roboter ein Schlüsselelement in Logistik und Lagerhaltung bieten. Durch den Einsatz von 5G- und Cloud-Technologien können neuartige kollaborative Steuerungslösungen für diese Roboter aktiviert werden. Mit 5G-SMART haben wir die Durchführbarkeit nachgewiesen und aufgezeigt, dass sich dieser Ansatz positiv auf Effizienz, Flexibilität, Produktivität, Mobilität und Sicherheit in der Produktionsanlage auswirkt.“
Fernüberwachung der Fabrik für die Instandhaltung in Echtzeit
Eine weitere Neuerung, die das mit 10,2 Mio. EUR dotierte Projekt 5G-SMART bestätigte, ist die Realisierbarkeit einer 5G-gestützten Zustandsüberwachung und vorausschauenden Instandhaltung. „Der Einsatz drahtloser Sensoren zur Erfassung relevanter Echtzeitdaten eröffnet neue Möglichkeiten für Überwachungssysteme zur rechtzeitigen Erkennung von Störungen und zum Eingreifen in Prozesse, um den Herstellungsprozess zu optimieren, die Produktionskosten zu senken, die Fehlerquote und damit den Ausschuss zu verringern und somit einen positiven Einfluss auf die Nachhaltigkeit zu nehmen“, so Grosjean.
Blaupause für eine intelligente 5G-Industrie
5G-SMART nutzte drei industrielle Testumgebungen, zwei in Deutschland und eine in Schweden, um 5G für die intelligente Fertigung zu validieren, zu bewerten und zu demonstrieren sowie die Mensch-Roboter-Interaktion und andere 5G-fähige Anwendungen zu erproben. In dem über drei Jahre laufenden Projekt, das 2019 begann, wurden Kanalmessungen, elektromagnetische Verträglichkeit sowie private industrielle Netzwerke in realen Produktionsstätten untersucht. Die Forschenden entwarfen außerdem neue Geschäftsmodelle und stellten einen Plan dafür zusammen, wie Mobilfunknetzbetreiber, Fabriken und andere Partner gemeinsam vorankommen können, um den Weg für die Entwicklung künftiger 5G-Standards sowie neuer 5G-fähiger Lösungen und Produkte zu ebnen. Insgesamt hat 5G-SMART verdeutlicht, wie die Einführung von 5G die Fertigungsunternehmen mit neuen Hilfsmitteln ausstattet, um die Sicherheit, Effizienz und Produktivität zu verbessern, indem der optimale Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI), IoT, Automatisierung und anderen Innovationen begünstigt wird. Das Projekt hat durch die enge Zusammenarbeit zwischen den Interessengruppen des Ökosystems zudem die Grundlage für weitere Forschung und Entwicklung gelegt und 5G als einen der wichtigsten Faktoren für die intelligente Fertigung etabliert.
Schlüsselbegriffe
5G-SMART, 5G, intelligent, Fertigung, Herstellung, Produktion, Industrie, Fabrik, Werk
