Drehen, fräsen, bohren: 5G in der Maschinenhalle

Drahtlose Sensoren würden die Messungen genau an die Stellen bringen, die, so formuliert er es, „wehtun“. Man kann dank 5G viel schneller als bisher reagieren, etwa bevor ein Fräswerkzeug bricht. 5G ermöglicht mit den Latenzzeiten im Millisekunden-Bereich extrem kurze Reaktionszeiten, die es in der Vergangenheit so nicht gab.

Wo steht die Forschung momentan mit 5G, befinden wir uns noch lange in der Test- und Entwicklungsphase oder schon bald im Alltag? Niels König beschreibt zunächst seine Aufgabe: „Der Auftrag an die angewandte Forschung ist es, den Transfer der Technologie in die Industrie zu unterstützen. Wir entwickeln keine Produkte. Wir denken aber, dass im Zusammenschluss mit der Industrie – und das genau machen wir – eine gute Basis besteht, um sehr frühzeitig neue Produkte zu entwickeln und zu erproben. Wir haben dafür die Infrastruktur.“ Die Sensoren, die das Fraunhofer IPT einsetzt, werden zusammen mit Anbietern aus dem Sensorbereich entwickelt. König: „Die Unternehmen, mit denen wir kooperieren, lernen mit uns, wie die Performance idealerweise sein kann und wie man 5G in der Produktion technisch umsetzt.“ In Zukunft sollen die Unternehmen in der Lage sein, auf dieser Basis Produkte herzustellen.

5G-basierter Sensor für die kabellose Prozessüberwachung in der Zerspanung

Ein wichtiges Schlüsselwort ist die Edge Cloud, die Steuerzentrale für alle angeschlossenen Systeme. Wie funktioniert sie? Niels König: „Die volle Wucht von 5G schöpft man aus, wenn man die vielen Daten aus den verschiedenen Quellen auch verarbeiten kann und die Latenz, die man mit 5G ermöglicht, auch auf der Antwortseite zur Verfügung stellt. Mir nützt es nichts, einen 5G-Sensor mit einer Latenz von einer Millisekunde zu entwickeln, wenn nicht gleichzeitig die IT-Infrastruktur mitzieht. Deswegen gibt es ein Rechenzentrum nur für die Produktion, das nennt man Edge Cloud, und es befindet sich direkt am Standort.“ Die Daten sämtlicher Komponenten im Netzwerk laufen hier zusammen. Die zahlreichen Einzelprozesse müssen nicht mehr lokal gesteuert werden, sondern cloudbasiert. Sämtliche Berechnungen von Roboterbahnen können dort ausgeführt und die Ergebnisse in das Robotersystem zurückgespielt werden.

In der Konnektivität (Verbindung) werde es einen Zweiklang geben: 5G plus Kabel (Kupfer oder Glasfaser), sagt Niels König: „Am Ende hat man eine ganz normale IT-Kommunikation, die sehr elegant in eine bestehende Infrastruktur zu integrieren ist. Damit kann man WLAN komplett ersetzen und braucht es in der Produktionshalle gar nicht mehr.“

In Aachen sei man mit dem 5G-Industry Campus Europe hervorragend aufgestellt, erklärt König selbstbewusst. „Das ist eine der Modellregionen der Bundesregierung, da sind wir wirklich sehr, sehr weit vorne. Wir arbeiten in diversen Forschungsprojekten auch auf europäischer Ebene intensiv mit. Es geht darum, die Technologie in die Anwendung zu bringen. Das ist unsere Stärke.“ Es gibt in Deutschland sechs Modellregionen.