27.08.2019 - Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie (IPT)

5G macht die Produktion smarter

Moderne Sensorik kann Daten von Maschinen und Anlagen bereits sehr umfassend erheben. Werden diese Daten analysiert, können sie Abweichungen zwischen Planung und realer Produktion sichtbar machen und anschließend zur Optimierung dienen. Allerdings erfolgt die Speicherung und Analyse der Daten meist noch dezentral und zeitversetzt. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen vernetzt mit internationalen Partnern nun die industrielle Fertigung kabellos mit 5G, um das Potenzial für die industrielle Fertigung zu erproben.

Im Forschungsprojekt »5G-SMART: 5G for smart manufacturing«, das für die kommenden zweieinhalb Jahre von der Europäischen Union gefördert wird, bauen die Partner 5G-Netze in realen Fertigungsumgebungen auf, um das Potenzial von 5G für die Produktion zu demonstrieren, zu testen und weiterzuentwickeln. Das Konsortium erprobt das Zusammenspiel zwischen 5G und modernsten Fertigungsanlagen wie ferngesteuerte Industrierobotik, drahtlose Prozessüberwachung in der Fertigung und mobile Robotik. Und das europaweit in einer Fabrik von Ericsson in Schweden, in der Werkzeugmaschinenfabrik des Fraunhofer IPT in Aachen und in einer Halbleiterfabrik von Bosch in Reutlingen.

Produzierende Unternehmen und Mobilfunkanbieter definieren gemeinsam Anforderungen an 5G-Netze in der Fertigung

Der neue Mobilfunkstandard 5G eignet sich dazu, Fertigungsprozesse flexibler und adaptiver als bisher zu gestalten, die Qualität von Bauteilen zu verbessern, Kosten zu senken und so die Produktivität zu erhöhen. Welche Anforderungen an 5G-Netze gestellt werden, damit diese an die Bedürfnisse der produzierenden Industrie zugeschnitten sind, definieren die Anwendungspartner gemeinsam mit Mobilfunkanbietern, beispielsweise die Integration von 5G in Kommunikationsstandards wie Time-Sensitive Networking (TSN) und Cloud-Plattformen, die eine flexible Maschinensteuerung bei gleichzeitig geringer Latenz und hoher Zuverlässigkeit ermöglichen.

5G-fähige Sensorik als Baustein für die vernetzte, adaptive Produktion

Das Fraunhofer IPT entwickelt gemeinsam mit den Projektpartnern neue 5G-fähige, industriell einsetzbare Sensoren und Funkmodule und testet sie anhand konkreter Fertigungsaufgaben in eigenen Maschinen und Anlagen. Dadurch soll es gelingen, Prozessdaten mit Latenzen von wenigen Millisekunden aufzunehmen, in Echtzeit auszuwerten und so das Prozessmonitoring der gesamten industriellen Prozesskette zu optimieren. Dies versetzt die Ingenieure in die Lage, Prozessabweichungen und Maschinenzuständen rechtzeitig zu erfassen und über Steuerungsbefehle an die Maschine innerhalb kurzer Reaktionszeiten zu reagieren, um die Fertigung der Bauteile in der erforderlichen Qualität und Produktionszeiten sicherzustellen. Dafür greift das Fraunhofer IPT auf seine bereits bestehende 5G-Testumgebung in Aachen zurück, die der schwedische Mobilfunkanbieter Ericsson im vergangenen Jahr in der Maschinenhalle des Instituts installiert hat.

Integrierte Sensorik, drahtlos über 5G Mobilfunkverbindungen an cloudbasierte Analysetools angebunden, kann produzierenden Unternehmen jeder Größe und Branche in Zukunft dabei helfen, wertvolle Daten zu gewinnen und zu Informationen zu verarbeiten. Welche konkreten Geschäftsmodelle 5G für produzierende Unternehmen, Zulieferern und Mobilfunkbetreibern bietet, erforschen die Partner während ihres Forschungsprojekts, um die Einführung von 5G für die Produktion weiter zu beschleunigen.

Partner im Projekt 5G-SMART:

  • Ericsson AB, Schweden (Koordinator)
  • ABB AB, Schweden
  • Budapest University of Technology and Economics, Ungarn
  • Cumucore Oy, Finnland
  • Ericsson GmbH, Deutschland
  • Ericsson Magyarorszag Kommunikacios Rendszerek K.F.T., Ungarn
  • Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Deutschland
  • Marposs Monitoring Solutions GmbH, Deutschland
  • Marposs SpA, Italien
  • Orange SA, Frankreich
  • Robert Bosch GmbH, Deutschland
  • T-Systems Magyarorszag Zartkoruen Mukodo Reszevytarsasag, Ungarn
  • u-blox AG, Schweiz
  • u-blox Melbourn Ltd., UK
  • Universität Lund, Schweden
  • Universitat Politecnica de Valencia, Spanien
Fakten, Hintergründe, Dossiers
  • Produktivitätssteigerungen
  • Sensorik
  • Produktionsoptimierung
  • Prozessmonitoring
  • Datenanalysen
Mehr über Fraunhofer-Institut IPT
Mehr über Fraunhofer-Gesellschaft
  • News

    Neuartiger Mikroreaktor für Grignard-Reagenzien

    Victor Grignard erhielt 1912 den Nobelpreis für Chemie: Seither haben sich die nach ihm benannten Grignard-Reagenzien einen festen Platz in der chemischen und pharmazeutischen Industrie erobert. Ein neuartiger Mikroreaktor von Fraunhofer-Forschern lässt diese Reaktionen nun schneller und si ... mehr

    Neues Messsystem für Erdgas – schnell und genau

    Die Qualität von Erdgas unterliegt starken Schwankungen. Nicht nur unterschiedliche Erdgasvorkommen sind dafür verantwortlich, sondern zunehmend auch die Einspeisung von Wasserstoff aus Power-to-Gas-Anlagen. Zur Brenngasanalyse hat Fraunhofer IPM zusammen mit der RMA Mess- und Regeltechnik ... mehr

    Weit über 1.000 km Reichweite für E-Autos?

    Eine neuartige Akkutechnologie mit der Bezeichnung „Spatial Atom Layer Deposition“ (SALD) soll E-Autos künftig weit über 1.000 km und möglicherweise sogar über 2.000 km Reichweite ermöglichen. Das Verfahren ist von den deutschen Fraunhofer-Instituten und der staatlichen niederländischen For ... mehr

  • Videos

    Effektive Abwasserreinigung durch Nanofiltration

    Wasser ist lebenswichtig – Abwässer müssen daher möglichst effizient gereinigt werden. Möglich machen das keramische Membranen, mit denen erstmalig 200 Dalton kleine Moleküle abtrennbar sind. Dieses Video zeigt, dass sich hiermit auch Industrie-Abwässer effizient reinigen lassen.Dr. rer. na ... mehr

    Flüssigkristalle als Schmierstoffe

    Schmierstoffe sind fast überall im Einsatz – in Motoren, Produktionsmaschinen, Getrieben, Ventilen. Obwohl sie in nahezu allen Maschinen für einen ruhigen Lauf sorgen, gab es auf diesem Gebiet in den vergangenen beiden Jahrzehnten keine grundlegenden Innovationen. Das Fraunhofer-Institut fü ... mehr

    Briefkontrolle mit Terahertz-Wellen

    Bislang ist es recht aufwändig, Briefe sicher und zuverlässig auf gefährliche Inhaltsstoffe wie Sprengstoffe oder Drogen hin zu untersuchen. Abhilfe könnte ein neuer Terahertz-Scanner schaffen. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Physikalische Messtechnik IPM in Kaiserslautern und der Hüb ... mehr

  • Forschungsinstitute

    Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.

    Die Fraunhofer-Gesellschaft ist die führende Organisation für angewandte Forschung in Europa. Unter ihrem Dach arbeiten 59 Institute an über 40 Standorten in ganz Deutschland. Rund 17 000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter erzielen das jährliche Forschungsvolumen von 1,5 Mrd Euro. Davon erwir ... mehr