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



  • Automatica auf Wachstumskurs

    Automatica auf Wachstumskurs

    Die Vorbereitungen für die nächste Automatica laufen. Vom 24. bis 27. Juni 2025 bringt die Messe in sechs Hallen Industrie und Forschung zusammen und bietet einen Überblick zu aktuellen Themen…

    mehr lesen: Automatica auf Wachstumskurs

  • Cyberkriminelle nutzen Microsoft Teams als Einfallstor

    Cyberkriminelle nutzen Microsoft Teams als Einfallstor

    Die Cybersecurity-Experten von Sophos X-Ops haben eine aktive Bedrohungskampagne näher untersucht, bei der zwei verschiedene Gruppen von Bedrohungsakteuren Unternehmen infiltrieren, indem sie die Funktionalität der Office-365-Plattform missbrauchen und anschließend versuchen,…

    mehr lesen: Cyberkriminelle nutzen Microsoft Teams als Einfallstor

  • Xitaso ernennt Dr. Andreas Angerer zum Geschäftsführer und CTO

    Xitaso ernennt Dr. Andreas Angerer zum Geschäftsführer und CTO

    Der Software Engineering-Dienstleister Xitaso hat Dr. Andreas Angerer (Bild) zum Geschäftsführer und Chief Technology Officer (CTO) ernannt.

    mehr lesen: Xitaso ernennt Dr. Andreas Angerer zum Geschäftsführer und CTO

  • Cumulocity schließt Management-Buyout ab

    Cumulocity schließt Management-Buyout ab

    Cumulocity hat nun offiziell den Verkauf durch die Software AG an das Management-Team des IIoT-Spezialisten bekanntgegeben.

    mehr lesen: Cumulocity schließt Management-Buyout ab

  • Motek und Bondexpo: drei statt vier Messetage

    Motek und Bondexpo: drei statt vier Messetage

    Die 43. Motek, internationale Fachmesse für Produktions- und Montageautomatisierung, findet zusammen mit der 18. Bondexpo, internationale Fachmesse für Klebtechnologie, vom 7.bis 9. Oktober 2025 in Stuttgart statt. Wie der Messeveranstalter…

    mehr lesen: Motek und Bondexpo: drei statt vier Messetage

  • Trends und Themen im Maschinen- und Anlagenbau

    Trends und Themen im Maschinen- und Anlagenbau

    Der Maschinen- und Anlagenbau steht vor Herausforderungen, die gleichzeitig Chancen zur Neuausrichtung von Prozessen, Geschäftsmodellen und Strukturen bieten.

    mehr lesen: Trends und Themen im Maschinen- und Anlagenbau

  • RoX – ein digitales Ökosystem für KI-basierte Robotik

    RoX – ein digitales Ökosystem für KI-basierte Robotik

    Das Verbundprojekt RoX widmet sich dem Aufbau eines digitalen Ökosystems, das den Einsatz neuer KI-basierter robotischer Systeme in praxisrelevanten Anwendungen und Branchen ermöglichen soll.

    mehr lesen: RoX – ein digitales Ökosystem für KI-basierte Robotik

  • Wie unstrukturierte Daten und KI Storage-Infrastrukturen verändert

    Wie unstrukturierte Daten und KI Storage-Infrastrukturen verändert

    Die Menge unstrukturierter Daten nimmt zu, auch weil sie als Grundlage für Applikationen mit künstlicher Intelligenz benötigt werden.

    mehr lesen: Wie unstrukturierte Daten und KI Storage-Infrastrukturen verändert

  • KI für Ergonomie am Arbeitsplatz

    KI für Ergonomie am Arbeitsplatz

    Homeoffice, flexible Arbeitsplätze und -orte sowie Videokonferenzen – in den letzten Jahren hat die Veränderung der Arbeitswelt ordentlich an Fahrt aufgenommen.

    mehr lesen: KI für Ergonomie am Arbeitsplatz

  • Absolute IT-Sicherheit ist eine Illusion, die wir nicht brauchen

    Absolute IT-Sicherheit ist eine Illusion, die wir nicht brauchen

    Der Satz „Eine hundertprozentige IT-Sicherheit gibt es nicht“ ist vielen bekannt. Doch die Frage ist: Was folgt daraus? Das erklärt Christian Koch (Bild), Senior Vice President Cybersecurity, Innovations & Business…

    mehr lesen: Absolute IT-Sicherheit ist eine Illusion, die wir nicht brauchen

  • ZVEI kommentiert die Exportbeschränkungen der Biden-Regierung auf KI-Chips

    ZVEI kommentiert die Exportbeschränkungen der Biden-Regierung auf KI-Chips

    Wolfgang Weber, Vorsitzender der ZVEI-Geschäftsführung, fordert die EU-Kommission und die kommende Bundesregierung zum Handeln auf und kommentiert die heute bekanntgewordenen Exportbeschränkungen der US-Regierung auf KI-Chips wie folgt:“Die heute verkündeten Exportbeschränkungen…

    mehr lesen: ZVEI kommentiert die Exportbeschränkungen der Biden-Regierung auf KI-Chips

  • Stellenwert von Software im Maschinenbau steigt

    Stellenwert von Software im Maschinenbau steigt

    Besonders die Bedeutung der Softwareentwicklung für die eigenen Produkte oder kundenindividuellen Lösungen steigt in den kommenden fünf Jahren nochmals stark an.

    mehr lesen: Stellenwert von Software im Maschinenbau steigt