Die Industrie verlangt nach flexiblen Produktionsanlagen, wie sie in visionären Konzepten wie Industrie 4.0 oder Production Level 4 beschrieben sind. Um eine Wandelbarkeit in Produktionshallen zu erreichen, sind vernetzte Module, die dynamisch miteinander verbunden oder getauscht werden können, unerlässlich, wie die Technologie-Initiative Smart Factory KL erklärt. Für diese hohen Anforderungen hinsichtlich Latenz, Datendurchsatz und Zuverlässigkeit bieten sich die Eigenschaften des Mobilfunkstandards 5G an.
Warum drahtlose Kommunikation?
Modular aufgebaute Produktionsanlagen bieten flexible Fertigung. Modultausch ist eine Kerneigenschaft der genannten visionären Konzepte der Fabrik der Zukunft. Eine Kommunikation über Kabel ist das Gegenteil eines anpassbaren Netzwerkes. Hier ist Funk unverzichtbar. Als Anforderung ist formuliert, dass das Funknetzwerk auch unter widrigen Umgebungen von Fabriken zuverlässig arbeitet.
5G als Türöffner für Augmented Reality
Prof. Hans Schotten, Lehrstuhlinhaber Funkkommunikation und Navigation am DFKI erklärt: „Aus dem Consumer-Bereich kennen wir zahlreiche mobile Anwendungen, die auch in der Industrie großes Potential haben, zum Beispiel Augmented Reality oder drahtlose Steuer- und Kontrollgeräte. In der Industrie können diese sicherheitskritisch sein – ein Not-Halt über Funk beispielsweise. Das ist nur mit einer leistungsfähigen und zuverlässigen Funktechnologie wie 5G möglich. Augmented Reality (AR) kann im industriellen Bereich Anwendungsfälle wie Inbetriebnahme, Instandhaltung und Montage komplexer Maschinen unterstützen. Bisher konnte das Potenzial wegen mangelnder Leistung existierender Tracking-Softwarelösungen in dynamischen Umgebungen nicht zufriedenstellend ausgeschöpft werden. Außerdem scheitern bestehende Mobilfunkinfrastrukturen an den Bandbreiten- und Latenzanforderungen von AR-Prozessen. Auch hier könnte 5G eine Lösung bieten.“
Hightech aus Rheinland-Pfalz
Durch das Vorhaben soll die TU Kaiserslautern in die Lage versetzt werden, essenziell als technologisch versierter Vorreiter im Themenfeld Industrie 4.0 und intelligente Netze die fundamentale Basis im Hinblick auf 5G zu erweitern. Die Implementierung einer 5G-Infrastruktur werde eine entscheidende Rolle beim Kompetenzaufbau und der adäquaten Ausführung von Tests zur praxisnahen Erprobung der Eignung der 5G-Technologie spielen. Die Erfahrungen mit 5G und der Transfer in die angewandte Forschung werden laut Smart Factory KL dabei helfen, die Herausforderungen der Industrie, insbesondere des Mittelstands, zu adressieren. Es können gezielt Anforderungen im Hinblick auf wandelbare und dynamische Anlagenkonzepte, neue Funktionalitäten und die Erschließung neuer Geschäftsfelder praxisnah erprobt und angegangen werden.
Rheinland-Pfalz wird durch die besondere Agilität und das bereits vorhandene Wissen im Bereich Industrie 4.0 und industrieller Kommunikation profitieren, heißt es. Mittel- und langfristig können Knowhow und Best-Practices akkumuliert werden, um technische Machbarkeit zu demonstrieren und Unternehmen zu motivieren, Aspekte von 5G und daraus folgende technologische Errungenschaften mit einem erheblichen Mehrwert in bestehende und kommende Anlagen einzusetzen.
Das Forschungsprojekt wird aus EFRE- und Landesmitteln des Wirtschaftsministeriums mit rund 830.000 Euro unterstützt.
Was ist Production Level 4 ?
Der Begriff Production Level 4 beschreibt das Level an autonomer Produktion, das die Technologie-Initiative Smart Factory KL als erstrebenswert und aktuell möglich ansehen. Der Mensch ist in diesem Kontext als Entscheider und Verantwortlicher der Mittelpunkt der Produktion. Das Level 4 sei somit bewusst gewählt, da Level 5, die höchste Stufe der Level des autonomen Fahrens, den Menschen bereits ausschließt. Dieser Ausschluss scheint gemäß der Initiative jedoch weder zielführend noch umsetzbar.
Production Level 4 ist für Smart Factory KL eine Weiterentwicklung innerhalb der Ära von Industrie 4.0. Während Industrie 4.0 den groben Rahmen für Digitalisierung und die Vernetzung von Maschinen bietet, integriere Production Level 4 Autonomie, Mensch und IT als autonome Elemente. Diese kommunizieren miteinander und ermöglichen innerhalb der Produktion maximale Agilität für Produkte der Losgröße 1.
Mehr dazu hier: www.smartfactory.de/production-level-4
Über die Technologie-Initiative Smart Factory KL e.V.
Smart Factory KL bezeichnet ein Forschungs- und Industrienetzwerk, das auf drei Säulen ruht, einem Verein und zwei wissenschaftlichen Einrichtungen. In der Technologie-Initiative SmartFactory KL e.V sind Forschungsinstitute und Industrieunternehmen Mitglied. Der Verein steht für Fragen in industrieller Produktionsnähe, die in den wissenschaftlichen Forschungseinrichtungen „Innovative Fabriksysteme“ am DFKI und am Lehrstuhl „Werkzeugmaschinen und Steuerungen“ (WSKL) an der TU Kaiserslautern beantwortet werden. Seit 2019 ist Prof. Martin Ruskowski organisatorische und inhaltliche Klammer. Er ist Vorstandsvorsitzender des Vereins, Leiter des DFKI-Forschungsbereiches und Inhaber des Lehrstuhls. Der Verein bringt Stakeholder aus Industrie und Wissenschaft in einem Industrie-4.0-Netzwerk zusammen, um gemeinschaftlich Projekte zur Fabrik der Zukunft zu entwickeln und umzusetzen. Auf dieser herstellerunabhängigen Demonstrations- und Forschungsplattform testen Wissenschaftler in Zusammenarbeit mit Industrievertretern innovative Fertigungstechnologien in einer realitätsnahen Fabrikumgebung. 2016 ernannte das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie die Smart Factory KL zum Konsortialführer des Mittelstand 4.0 – Kompetenzzentrums Kaiserslautern. 2019 überarbeitete das Netzwerk das Konzept von Industrie 4.0 und nannte das Update Production Level 4 (PL4). 2020 stellte die Smart Factory KL den laut eigenen Aussagen weltweit ersten PL4-Demonstrator vor, der in den nächsten Jahren stetig in Richtung autonome Produktion weiterentwickelt werden soll. Der Verein ist seit 2020 an dem europäischen Netzwerk Gaia-X mit dem Forschungsprojekt smartMA-X beteiligt. Der PL4-Demonstrator spielt darin eine zentrale Rolle. Die Technologie-Initiative gehört außerdem zu den Gründungsmitgliedern der SmartFactory-EU.
Kontakt:
Technologie-Initiative SmartFactory KL e.V.
Trippstadter Straße 122
67663 Kaiserslautern
www.smartfactory.de
