5G und Virtual Reality für eine dezentrale Prozessüberwachung

Fraunhofer IPT
Prozessdaten werden mit Werkzeugbahnen kombiniert und in einer VR-Anwendung visualisiert. – Bild: © Fraunhofer IPT

Viele laserbasierte Produktionsverfahren erfordern strenge Sicherheitsmaßnahmen, um Maschinenbediener vor Strahlung und gesundheitsschädlichen Emissionen zu schützen. Diese Verfahren erschweren jedoch die Prozessüberwachung. Gemeinsam mit Projektpartnern hat das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen einen Ansatz entwickelt, der mehr Sicherheit, Transparenz und Steuerbarkeit in die Fertigung verspricht: In einer Virtual-Reality-Umgebung werden aufbereitete Sensordaten nahezu in Echtzeit dargestellt. Als Modellprozess diente das additive Fertigungsverfahren des Laserauftragschweißens mit Draht (LMD-w).

Hier erfordern etwa hohe Temperaturen, die Laserstrahlung sowie die entstehenden Rauchgas- und Partikelemissionen spezielle Schutzmaßnahmen, wie Sicherheitswände mit kleinen, dunkel getönten Fenstern. Dadurch bleibt der direkte Blick auf den Fertigungsprozess stark eingeschränkt, und ein Eingreifen in Echtzeit ist nicht möglich. Fehler werden oft erst nach Abschluss des Fertigungsprozesses sichtbar, was eine Analyse erschwert. Die Folge: eine erhöhte Ausschussrate, die den industriellen Einsatz des Verfahrens trotz seiner vielen Vorteile bislang unattraktiv macht.

Aufbereitete Prozessdaten werden an VR-Brille übertragen

Im Forschungsprojekt ‚Vitamine_5G‘ haben das Fraunhofer IPT und seine Partner eine neue Schnittstelle zwischen Mitarbeitenden an der Maschine, Prozessen und Anlagen geschaffen – gestützt auf 5G-Technologie. Dafür installierten die Forschenden am Fraunhofer IPT Sensorik und eine 5G-Infrastruktur, die eine kabellose Erfassung, Übertragung und Verarbeitung von Prozessdaten ermöglicht.

Zunächst erfassten die Forschenden die Maschine in ihren einzelnen Systemen und definierten die erforderliche Sensorik. Die Maschinenkomponenten wurden als 3D-Modelle aufbereitet und in einer virtuellen Umgebung eingebunden. Anschließend wurden die erfassten Daten mit im Projekt entwickelten Werkzeugbahnen kombiniert und in einer VR-Anwendung visualisiert. Studien mit Nutzerinnen und Nutzern zeigen eine hohe Anwendungsfreundlichkeit; zusätzlich erlaubt eine ebenfalls im Projekt entwickelte Datenbank die strukturierte Datenspeicherung und Weiterverarbeitung der Informationen.

VR-Umgebung zur virtuellen Prozessüberwachung

Um die großen Datenmengen in Echtzeit zu übertragen, nutzten die Forschenden die 5G-Infrastruktur des ‚5G-Industry Campus Europe‘ auf dem RWTH-Campus. Ein 5G-Router und mehrere 5G-HATs wurden bestehende Infrastruktur integriert. Stresstests zeigten die maxiam Fraunhofer IPT installiert und in die malen Transferraten des 5G-Netzes auf, während die Sensoren für eine optimierte Datenaufnahme und -verarbeitung angepasst wurden. Schließlich wurden die Prozessdaten an ein Computersystem übertragen und konnten mithilfe einer VR-Brille nahezu in Echtzeit analysiert werden.

Wegbereiter für die industrielle Serienfertigung

Mit den Ergebnissen des Projekts wollen die Forschenden die Prozessüberwachung beim LMD-w verbessern. Die gewonnene Datenbasis erhöht die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse und macht die Produktion effizienter und resilienter. Dies ebne den Weg für eine industrielle Serienfertigung auf höchstem Niveau, betonen die Beteiligten. Unternehmen könnten die Erkenntnisse zudem nutzen, um VR- und 5G-Technologien in ihre eigenen Fertigungsprozesse zu integrieren. Zukünftige Forschungsarbeiten sollen die Interaktion mit der Maschine während des laufenden Prozesses ermöglichen. So könnten die Anwenderinnen und Anwender Fehler in Echtzeit erkennen und eingreifen, bevor ein Bauteil unbrauchbar wird.

Seiten: 1 2



  • Mobile Luftreinigungsgeräte auf Wirksamkeit prüfen

    Mobile Luftreinigungsgeräte auf Wirksamkeit prüfen

    Im September ist die Richtlinie VDI-EE 4300 Blatt 14 ‚Messen von Innenraumluftverunreinigungen – Anforderungen an mobile Luftreiniger zur Reduktion der aerosolgebundenen Übertragung von Infektionskrankheiten‘ erschienen.

    mehr lesen: Mobile Luftreinigungsgeräte auf Wirksamkeit prüfen

  • FontOnLake attackiert Linux-Systeme

    FontOnLake attackiert Linux-Systeme

    ESET-Forscher sind einer Malware-Familie auf die Schliche gekommen, die es gezielt auf Linux-Betriebssysteme abgesehen hat.

    mehr lesen: FontOnLake attackiert Linux-Systeme

  • Großes Wiedersehen auf der It-sa 2021

    Großes Wiedersehen auf der It-sa 2021

    Die It-sa 2021, Treffpunkt für IT-Sicherheitsexperten und -entscheider, wurde von 274 Ausstellern aus 18 Ländern und rund 5.200 Fachbesuchern aus 28 Ländern wieder nach dem Corona bedingten Aussetzen im vergangenen…

    mehr lesen: Großes Wiedersehen auf der It-sa 2021

  • Die Lieferkette im Visier von Hackern

    Die Lieferkette im Visier von Hackern

    Die Allianz geht davon aus, dass sich Ransomware-Angriffe vermehrt gegen Lieferketten richten könnten. Der Versicherer sieht dabei hauptsächlich IT-Dienstleister im Visier von Hackern. Und auch die Höhe der Lösegeldforderungen steigt.

    mehr lesen: Die Lieferkette im Visier von Hackern

  • Oliver Gronau wird CCO bei Auvesy

    Oliver Gronau wird CCO bei Auvesy

    Mit Oliver Gronau als CCO stößt ein weiteres Mitglied zum Management-Team des Datenmanagement-Spezialisten Auvesy, das zukünftig aus Tim Weckerle (CEO), Stefan Jesse (COO) und Oliver Gronau in der neugeschaffenen Position…

    mehr lesen: Oliver Gronau wird CCO bei Auvesy

  • Wie Projektingenieure mit Entwicklungspartnern kooperieren

    Wie Projektingenieure mit Entwicklungspartnern kooperieren

    Die Richtlinie VDI-MT 6602 Blatt 2 ‚Projektingenieur in Projekten mit Entwicklungspartnern – Anforderungen an die Qualifizierung‘ ist Anforderungsprofil für in der Praxis tätige Ingenieure und Projektingenieure, die ihre Fähigkeiten für…

    mehr lesen: Wie Projektingenieure mit Entwicklungspartnern kooperieren

  • IT-Sicherheitsmarkt vor Umsatzrekord

    IT-Sicherheitsmarkt vor Umsatzrekord

    Der Markt für IT-Sicherheit in Deutschland wächst ungebrochen. Das bisherige Rekordjahr 2020 könnte in diesem Jahr nochmals übertroffen werden. So geht der Digitalverband Bitkom von einem Plus von 9,7 Prozent…

    mehr lesen: IT-Sicherheitsmarkt vor Umsatzrekord

  • Zuliefermesse für den Maschinenbau

    Zuliefermesse für den Maschinenbau

    In Bad Salzuflen findet am 10. November die FBM statt. Bereits im Vorfeld der Messe können Unternehmen über eine Matchmaking-Plattform feste Termine mit den Ausstellern buchen.

    mehr lesen: Zuliefermesse für den Maschinenbau

  • Umsatzprognose auf Höchststand

    Umsatzprognose auf Höchststand

    Im neuen PWC-Maschinenbaubarormeter blicken mehr als die Hälfte der Unternehmen zwar optimistisch in die Zukunft. Im Vergleich zum Vorquartal ist dieser Wert jedoch zurückgegangen.

    mehr lesen: Umsatzprognose auf Höchststand

  • Produktionserwartungen steigen im September

    Produktionserwartungen steigen im September

    Die Produktionsaussichten in der Industrie haben im September zugelegt. Dabei werden die Pläne der Unternehmen von den derzeitigen Materialengpässen gebremst.

    mehr lesen: Produktionserwartungen steigen im September

  • Partnerschaft zwischen UiPath und CrowdStrike

    Partnerschaft zwischen UiPath und CrowdStrike

    UiPath und CrowdStrike wollen gemeinsam den Schutz von RPA-Prozessen verbessern. Die Zusammenarbeit der beiden Unternehmen soll ein neues Sicherheitsniveau sowie mehr Transparenz bei RPA-Anwendungen bieten, heißt es in der Pressemitteilung.

    mehr lesen: Partnerschaft zwischen UiPath und CrowdStrike

  • Referenzbasis für TRIZ-Werkzeuge

    Referenzbasis für TRIZ-Werkzeuge

    Richtlinie VDI 4521 Blatt 1 ‚Erfinderisches Problemlösen mit TRIZ – Grundlagen und Begriffe‘ legt eine gemeinsame Sprache zur Beschreibung von Inhalten der TRIZ-Methodik fest. Sie bietet eine Referenzbasis zum Vergleich…

    mehr lesen: Referenzbasis für TRIZ-Werkzeuge