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



  • SSI Schäfer und Swan bündeln SAP-Kompetenzen

    SSI Schäfer und Swan bündeln SAP-Kompetenzen

    SSI Schäfer wird Mehrheitseigner des Logistik-Spezialisten Swan. Im Zuge der Vereinbarung übernimmt Swan alle Mitarbeiter des SSI-SAP-Geschäftsbereichs.

    mehr lesen: SSI Schäfer und Swan bündeln SAP-Kompetenzen

  • Avanade ernennt Annika Grosse zum Data & AI Lead

    Avanade ernennt Annika Grosse zum Data & AI Lead

    Annika Grosse soll bei Avanade als Data & AI Lead für Europa die Angebotsentwicklung für Azure-KI leiten.

    mehr lesen: Avanade ernennt Annika Grosse zum Data & AI Lead

  • Neues Verfahren trennt Aluminium-Verbundwerkstoffe

    Neues Verfahren trennt Aluminium-Verbundwerkstoffe

    In Deutschland landen jährlich rund 18,7Mio.t Verpackungen im Abfall. Durch neue Technologien ist es nun möglich, Aluminium-Verbundwerkstoffe in ihre Einzelteile zu zerlegen. Hochleistungsfähige Klebstoffe unterstützen diesen Prozess.

    mehr lesen: Neues Verfahren trennt Aluminium-Verbundwerkstoffe

  • Autobauer blicken bescheidener in die Zukunft

    Autobauer blicken bescheidener in die Zukunft

    Nach aktuellen Zahlen des Ifo Instituts beurteilen die deutschen Autobauer ihre Geschäftslage derzeit so gut wie seit August 2018 nicht mehr. Bei den Erwartungen zeigen sich die Unternehmen jedoch verhaltener.

    mehr lesen: Autobauer blicken bescheidener in die Zukunft

  • Auftragseingang im Maschinen- und Anlagenbau wächst erneut

    Auftragseingang im Maschinen- und Anlagenbau wächst erneut

    Die Maschinen- und Anlagenbauer konnten im Mai ihre Auftragsbücher erneut füllen. Insgesamt verbuchte die Branche einen Zuwachs der Bestellungen von real 47 Prozent zum – vergleichsweise schwachen – Vorjahr.

    mehr lesen: Auftragseingang im Maschinen- und Anlagenbau wächst erneut

  • Security-Check für Unternehmen

    Security-Check für Unternehmen

    Produzierende Unternehmen, die ihre Maschinen und Anlagen vernetzen, sind durch Sicherheitslücken und Angriffe auf ihre IT-Infrastruktur oftmals gefährdet. Wissenschaftler möchten nun in einem AiF-geförderten Forschungsprojekt gemeinsam mit kleinen und mittleren…

    mehr lesen: Security-Check für Unternehmen

  • 6G-Forschung für die Zukunft

    6G-Forschung für die Zukunft

    Unter Koordinierung des DFKI forschen im Projekt Open6GHub 17 Projektpartner bereits an der nächsten Mobilfunkgeneration 6G.

    mehr lesen: 6G-Forschung für die Zukunft

  • China steigert Industrieroboter-Absatz

    China steigert Industrieroboter-Absatz

    Weltweit waren die Roboterinstallationen im vergangenen Jahr rückläufig, in China stieg jedoch die Zahl der verkauften Industrieroboter. Für Europa und Nordamerika erwartet die International Federation of Robotics ein starkes Wachstum…

    mehr lesen: China steigert Industrieroboter-Absatz

  • Partnerschaft zwischen AWS und Salesforce

    Partnerschaft zwischen AWS und Salesforce

    Salesforce und AWS wollen ihre jeweiligen Lösungen im Rahmen einer Partnerschaft neu integrieren, so dass Anwender die Lösungen in Kombination nutzen können.

    mehr lesen: Partnerschaft zwischen AWS und Salesforce

  • Paul Repmann wird Manager Sales & Marketing in Chicago

    Paul Repmann wird Manager Sales & Marketing in Chicago

    MPDV will mit Paul Repmann als Manager für Sales & Marketing die Präsenz in Nordamerika stärken.

    mehr lesen: Paul Repmann wird Manager Sales & Marketing in Chicago

  • Positive Aussichten für den Arbeitsmarkt

    Positive Aussichten für den Arbeitsmarkt

    Das IAB-Arbeitsmarktbarometer hat im Juni gegenüber dem Vormonat um 2,7 Punkte auf 107,4 Punkte zugelegt. Der Frühindikator des Instituts für Arbeitsmarkt- und Berufsforschung erreicht damit den höchsten Stand seit Beginn…

    mehr lesen: Positive Aussichten für den Arbeitsmarkt

  • Exporterwartungen legen zu

    Exporterwartungen legen zu

    Die Exporterwartungen des Ifo Instituts sind im Juni gestiegen, auf den höchsten Wert seit Januar 2011. Nahezu alle Branchen rechnen in der aktuellen Erhebung mit steigenden Exporten.

    mehr lesen: Exporterwartungen legen zu