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Sensorik 5G-Edge-Cloud-Architektur für die Regelung von Produktionsprozessen

Quelle: Fraunhofer IPT |

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Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG
SAB Bröckskes GmbH & Co KG
Schneider Electric GmbH

Die neue Technologie soll einen direkten Einblick in den Produktionsprozess ermöglichen und Wartungsbedarfe sowie Ausfallrisiken rechtzeitig erkennen.

Das 5G Edge Computing Device (rechts) mit Vibrationssensor, integriert in einen BLISK-Fräsprozess zur adaptiven Regelung.
Das 5G Edge Computing Device (rechts) mit Vibrationssensor, integriert in einen BLISK-Fräsprozess zur adaptiven Regelung.
(Bild: Fraunhofer IPT)

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT haben eine intelligente und flexible Prozessregelung entworfen, die große Datenmengen verarbeiten und mit 5G- und Cloudtechnologie nahezu verzögerungsfrei übertragen kann. Laut einer Mitteilung ist dabei das zentrale Element ein 5G Edge Computing Device. Dabei handelt es sich um eine Kombination aus Sensor-, Datenverarbeitungs- und Funkeinheit, die direkt am Bauteil angebracht und in den Fertigungsprozess integriert wird.

Das Device soll in der Lage sein, Sensordaten bereits vor der Übertragung aufzubereiten und erstmals vollständig über 5G mit der Produktionsmaschine zu verbinden. Diese Daten sollen auch über eine Augmented-Reality-Visualisierung mittels Tablet oder Smartphone remote abgerufen und für die direkte Qualitätsüberwachung genutzt werden können.

Informationen über Vibration und Temperatur

Die Forscher erklären ihr Projekt anhand der Fertigung einer BLISK-Komponente für den Turbomaschinenbau. Das 5G Edge Computing Device werde dafür direkt neben dem Bauteil montiert. Prozessdaten wie Vibration oder Temperatur nimmt das Device direkt am Bauteil auf, verarbeitet sie selbst im Vorfeld und sendet die Daten mit 5G in Echtzeit an eine Kontrolleinheit im Maschinenschrank, die den Prozess überwacht und steuert. Für die Visualisierung des Fertigungsprozesses werden die Daten zusätzlich an eine lokale Recheneinheit, die sogenannte Edge-Cloud gesendet und zur weiteren Datenanalyse gespeichert, heißt es weiter.

„Die vorgestellte 5G-basierte Architektur zeigt exemplarisch, wie sich dezentrale Edge-Komponenten und zentrale Cloudsysteme in einem modularen Ansatz gegenseitig ergänzen. So gelingt es uns, die Produktion, wie von der Industrie gefordert, noch flexibler und smarter zu gestalten“, sagt Projektleiterin Sarah Schmitt.

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