Beschaffung aktuell 05.2021

Anwendungen, deren Kommunikationsanforderungen
WLAN nicht stemmen kann.
Matrix-Produktion extrem flexibel
Ein mögliches Konzept für die Fabrik der Zukunft ist
die Matrix-Produktion. Sie teilt die automatisierte
Produktion von Waren in die für die Herstellung
erforderlichen Schritte auf und weist diese Produk -
tionszellen zu. Werkstücke werden einer Produktionszelle
zugeführt, wo sie einem bestimmten Prozess
unterzogen werden, etwa einem Umbau, einem Zusammenbau
oder einer Prüfung. Anschließend verlässt
das modifizierte Werkstück die Zelle. Wird der
Weg des Werkstücks durch die Fabrik verändert, lässt
sich ein anderes Produkt herstellen. Diese ausgesprochen
flexible Idee erfordert es, alle Prozesse präzise
zu orchestrieren.
Für die Warenbewegung zwischen den Produktionszellen
sorgen mobile Assistenten und intelligente
Logistiksysteme. Als weiterentwickelte Versionen des
klassischen FTF sind sie in der Lage, die hohen Anforderungen
des Matrix-Produktions-Konzeptes zu erfüllen.
Dabei übernehmen sie verschiedene Aufgaben
wie den Transport, die Bearbeitung von Waren oder
die direkte Unterstützung des Menschen.
Das Netzwerkbeispiel zeigt: In der zukünftigen Smart Factory ist die gesamte Wertschöpfungskette
nahtlos in das Kommunikationsnetz integriert. Die derzeitigen Funkstandards
sind jedoch oft nicht dafür ausgelegt.
Typische Anwendungsfälle
Ein Beispiel soll dies verdeutlichen: In einer Matrix-
Produktion müssen bis zu 1000 mobile Teilnehmer
und 100 Produktionszellen auf einer Fläche von
10.000 m² an die drahtlose Kommunikation angebunden
werden. Anwendungsfälle in der Fabrik der
Zukunft sind daher sehr vielfältig und haben unterschiedliche
Ziele. Ein drahtloses Sensornetzwerk beispielsweise
überträgt wenige Informationen, benötigt
jedoch eine Kommunikationsmethode mit sehr
geringem Energiebedarf. Bedienpanels erzeugen unvorhersehbare
Datenraten. Es können E-Mails, Videos
oder Dokumente übertragen werden. Das genutzte
Kommunikationsmedium muss mit diesen unterschiedlichen
Beanspruchungen effizient umgehen.
Auch die Kommunikation der mobilen Assistenten
kann sehr heterogen sein. Als Beispiel soll hier die
Fernsteuerung durch einen Operator dienen. Von
dem mobilen Assistenten zum Operator müssen Sensordaten
übertragen werden, die einen hohen Durchsatz
benötigen, beispielsweise ein Live-Video. In ent-
Bild: SEW-Eurodrive
Aktuell verfügbare Kommunikationstechnologien
• IEEE 802-Standards: IEEE 802.11
(WLAN) ist die am meisten verwendete
drahtlose Kommunikationstechnologie
für mobile Roboter
im industriellen Umfeld. In
Spezialfällen können auch Standards
wie Bluetooth und Zig-Bee
effektiv eingesetzt werden.
• Induktive Kommunikation: NFC
und RFID ermöglichen Datenaustausch
über kurze Distanzen.
Durch die kurze Reichweite
kommt es kaum zu Interferenzen
mit anderen Kommunikationsstandards.
Proprietäre Lösungen
können auch genügend Energie
liefern, um akkubetriebene
mobile Systeme aufzuladen.
• Visible Light Communication:
VLC ist ein drahtloses Peer-to-
Peer-Kommunikationssystem,
das für die Datenübertragung
das (nahezu) sichtbare Licht
nutzt. Ihre hohe Zuverlässigkeit
und geringe Störungsanfälligkeit
macht die Technologie für den
Anwendungsfall des kooperativen
Fahrens interessant.
• Radarkommunikation: Radarsensoren
sind kostengünstig und
daher für Anwendungen im
Bereich der Fabrikautomation
geeignet. Ihre Hauptfunktionen
sind Objekterkennung und Entfernungsmessung,
aber es ist
auch möglich, Daten auf das
gesendete Signal zu modulieren.
Die Technologie befindet sich
noch in der Experimentierphase,
aber das breite Frequenzband
lässt erwarten, dass hohe Datenraten
erreichbar sein werden.
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