Schwerpunkte

Teil 1 der 5G-Serie

Schlüssel zur ‚Fabrik von morgen‘?

04. Februar 2021, 09:31 Uhr   |  Meinrad Happacher


Fortsetzung des Artikels von Teil 2 .

Bewertung hinsichtlich Safety

Elena Eberhardt  ist Business Development & Marketing Managerin  bei Schildknecht.
© Schildknecht

Elena Eberhardt ist Business Development & Marketing Managerin bei Schildknecht.

Die beschriebenen Anwendungsfallklassen haben sehr unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich der jeweils benötigten funktionalen Sicherheit. Um einen für das Projekt geeigneten Anwendungsfall zur funktionalen Sicherheit zu ermitteln, wurden vier Anforderungen – Reaktionszeit, Verfügbarkeit, Sicherheit und Integration in ein 5G-Netzwerk – definiert. In Interviews mit Branchenexperten wurde die Erfüllung der definierten Anforderungen für die einzelnen Use Cases bewertet. Die Use Cases sind in der Tabelle auf Seite 1 dargestellt: Der Use Case ‚Autonome Fahrzeuge‘ zeigt den höchsten Bedarf an funktionaler Sicherheit und wurde daher zur Untersuchung im Rahmen des Projektes ausgewählt.

Einsatz autonomer Fahrzeuge

Andreas Höll  ist Technical Industry Manager bei Sick.
© Sick

Andreas Höll ist Technical Industry Manager bei Sick

Die Transportzeiten innerhalb der internen Logistik eines Unternehmens sind eine der häufigsten und kritischsten ‚Zeitkomponenten‘ im Fertigungsablauf eines Unternehmens. Zu Verzögerungen führen oft Planungsdefizite, aber auch unbekannte Hindernisse auf der Strecke oder das grundsätzliche Sicherheitsverhalten der automatisierten und/oder manuell geführten Transportfahrzeuge. 

Ein Beispiel: Fahrerlose Transportsysteme (FTS) sind prinzipiell in der Lage, in idealer Umgebung mit hoher Geschwindigkeit Güter von A nach B zu transportieren; sie sind mit mehreren Sicherheits-Laserscannern ausgestattet, um die Umgebung zu überwachen und einen unfallfreien Betrieb in Bezug auf Menschen und Hindernisse zu gewährleisten.

Vasco Seelmann ist Gruppenleiter Informationstechnologiemanagement am FIR an der RWTH Aachen.
© RWTH Aachen

Vasco Seelmann ist Gruppenleiter Informationstechnologiemanagement am FIR an der RWTH Aachen

Unter realen Bedingungen müssen sie jedoch Personen, unbekannte Objekte und Kreuzungen beachten und ihre Geschwindigkeit reduzieren. Gegenwärtig bremst ein AGV bei Annäherung an einen ‚Toten Winkel-Bereich‘ ab, um eine Kollision zu vermeiden – ein hinsichtlich Einsatzzeit, Energieverbrauch und mechanischem Verschleiß äußerst ineffizientes Konzept. Eine Verbesserung ist hier durch eine funktional sichere Kommunikation zwischen dem FTS und seiner Umgebung (weitere FTS, Ampeln oder Tore) erforderlich.

Übergeordnete Bedeutung

Martin Stümpert ist 5Gang-Projektkoordinator bei Ericsson.
© Ericsson

Martin Stümpert ist 5Gang-Projektkoordinator bei Ericsson.

Heute werden Sensordaten eines FTS zu dessen lokaler Orientierung und Funktion genutzt. Die Sensoren erfassen ihre direkte Umgebung und nutzen diese Daten aber nur lokal ohne weiteren Mehrwert für das Unternehmen. Verallgemeinert zeigt dieses Beispiel, dass die Möglichkeiten von zellularen Mobilfunknetzen beziehungsweise des Edge-Cloud-Computing in der Fertigungsindustrie noch wenig genutzt werden. Wirksame Abhilfe kann die ‚Fabrik von morgen‘ durch Installation von Kommunikationsnetzen auf Basis von 5G-Wireless mit nachgewiesener funktionaler Sicherheit schaffen, indem sie mehr Flexibiltät schafft und Anwendungsfälle in der Edge Cloud löst! Durch diese intelligente Technologie kann die Effizienz einer Fertigung generell gesteigert, können Lieferketten detailliert überwacht und – in übergeordneter Sicht – positive Beiträge hinsichtlich Energieeinsparung und Umweltschutz geleistet werden.   

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1. Schlüssel zur ‚Fabrik von morgen‘?
2. Use-Case 1: Zustandsüberwachung
3. Bewertung hinsichtlich Safety

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