Mobile 5G -Kommunikationssysteme für die Produktion der Zukunft

Im Zeitalter von Industrie 4.0 verlangen industrielle Fertigungsstraßen nach schnellen und zuverlässigen, aber vor allem auch mobilen Kommunikationssystemen, damit beispielsweise Roboter künftig effektiv und sicher mit Menschen zusammenarbeiten und so hoch flexible Produktionsabläufe realisiert werdenkönnen. Gängige Produktionssysteme sind durch die fixe Verkabelung von Steuerungs- und Regelsystemen sehr unflexibel. Für die flexiblen Produktionssysteme der Zukunft sind neue drahtlose Übertragungsverfahren mit geringer Reaktionszeit (Latenzzeit) erforderlich, um bei großer Flexibilität eine hohe Zuverlässigkeit zu erreichen. Werden Kabelverbindungen durch hoch zuverlässige drahtlose, z. B. 5G-basierte, Kommunikationsverbindungen ausgetauscht, verbessert sich die Rekonfigurierbarkeit von Produktionsstätten signifikant. Das ermöglicht vollkommen neue und effiziente Produktionsprozesse.

In zukünftigen hoch flexiblen Produktionssystemen muss daher die Kommunikation in einem Regelzyklus, zwischen Sensoren, Aktuatoren und Verarbeitungseinheiten, durch drahtlose Kommunikation mit geringer Latenz ergänzt werden. Für schnelle Regelvorgänge werden Zykluszeiten im Mikrosekunden-Bereich benötigt, die die derzeit besten drahtlosen Kommunikationssysteme nicht erreichen (die aktuellen Zykluszeiten liegen im zweistelligen Millisekunden-Bereich). Für dynamisch rekonfigurierbare Produktionssysteme sind daher neue drahtlose Übertragungsverfahren mit geringer Latenzzeit erforderlich, die zusätzlich alle Diversitätsquellen in industriellen Szenarien nützen, um eine hohe Zuverlässigkeit zu erreichen.

Siemens Österreich arbeitet gemeinsam mit dem AIT an der Entwicklung von so genannten Low-Latency-Schlüsseltechnologien, um künftig eine zuverlässige Steuerung von Produktionsmaschinen und Robotern über Funk zu ermöglichen. Geforscht wird im Projekt UNWIRE, das im Rahmen des FFG-Förderprogramms „Produktion der Zukunft“ vom Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie (bmvit) mitfinanziert wird.

Dipl.-Ing. Martin Schiefer
Head of Research Group Radio Frequency Technologies Austria
Siemens AG Österreich