Forschung für Industrie 4.0: IUNO und 5Gang bei Hannover Messe 2018

Heute startet die Hannover Messe 2018. Ein wichtiges Thema des Branchentreffs: Industrie 4.0. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert zahlreiche Innovationen in diesem Bereich. Die BMBF-geförderten Projekte IUNO und 5Gang präsentieren auf der Leitmesse ihre Lösungen für die vernetzte Wirtschaft der Zukunft.

Bundesforschungsministerin Anja Karliczek zu Besuch auf dem 5Gang-Messestand.© Jan Thünnesen/Ericsson

Die Vernetzung der Industrie nimmt immer stärker zu. Dadurch wachsen auch die Risiken für Unternehmen und es entstehen neue potenzielle Störungsquellen und Angriffsflächen. Die Industrie der Zukunft sicher und zuverlässig zu gestalten, ist deshalb das zentrale Ziel des Nationalen Referenzprojektes IT-Sicherheit in der Industrie 4.0 (IUNO), an dem 21 Projektpartner aus Industrie und Forschung mitwirken. Im Fokus stehen die Themen „Sichere Dienste“, „Sichere Prozesse“, „Sichere Daten“ und „Sichere Vernetzung“.

Anhand eines Getränkemixers zeigen die IUNO-Projektbeteiligten, wie mit einem sicheren Datenmarktplatz neue Geschäftsmodelle für die Industrie entstehen.
Anhand eines Getränkemixers zeigen die IUNO-Projektbeteiligten, wie mit einem sicheren Datenmarktplatz neue Geschäftsmodelle für die Industrie entstehen. © IUNO

Auf der Messe präsentiert IUNO unter anderem einen Marktplatz für sicheren Datenaustausch: Der vom Unternehmen TRUMPF entwickelte Demonstrator veranschaulicht in Form eines Getränkemixers, wie mit Hilfe sicher vernetzter Systeme neue Geschäftsmodelle für die Industrie entstehen. Am Beispiel der Produktion und des Vertriebs eines Getränks mit lizenziertem Rezept wird dabei der Schutz von Daten in der gesamten Handelskette veranschaulicht: vom Urheber über den Marktplatz bis hin zur lizenzierten Verwendung auf einer Maschine.

5G für die Industrie 4.0

Das Forschungsprojekt „5G angewandt in der Industrie“ (5Gang)  beschäftigt sich mit dem Mobilfunknetz der nächsten Generation 5G und dessen Potenzialen im industriellen Kontext. Die Technologie bietet Unternehmen völlig neue Möglichkeiten, ihre Prozesse und ihre Ausrüstung zu vernetzen. Kommunizieren die meisten Fertigungsmaschinen, Industrieroboter und Systeme heute noch drahtgebunden, wird das durch 5G bald anders sein. Damit die Funktechnologie im Hinblick auf Zuverlässigkeit, Latenz und Sicherheit ein vergleichbares Niveau zu heutigen Netzen bieten kann, kommt es auf intensive Forschung an. Das Projekt 5Gang setzt hier zwei Schwerpunkte: Erstens entwickeln die beteiligten Unternehmen, Hochschulen und Forschungsinstitute Lösungen, wie sich Prozesse mit 5G-Technologie möglichst flexibel gestalten lassen. Zweitens forschen sie daran, wie sich möglichst engmaschige Sensornetzwerke aufbauen lassen, um ein breites Spektrum an Aufgaben abzudecken: von der detaillierten Zustandsüberwachung einer Anlage, über eine vorausschauende Wartung bis hin zur Detektion von Anomalien in der laufenden Produktion.

Das Projekt 5Gang zeigt auf der Messe, wie „Demonstration-Based Learning“ mit 5G funktioniert.
Das Projekt 5Gang zeigt auf der Messe, wie „Demonstration-Based Learning“ mit 5G funktioniert.© Anne Schwerin

Bei der Hannover Messe zeigt 5Gang den Demonstrator „Demonstration-Based Learning“:  Der Messebesucher lernt einen Roboterarm an, Bewegungsmuster auszuführen – und benötigt dazu keinerlei Programmierkenntnisse. Denn eine mit Sensoren ausgestatte Jacke überträgt die Bewegungen zu einem Roboterarm, der diese nachahmt. Nach einigen Wiederholungen kann der Roboter mit Hilfe von maschinellem Lernen die Bewegungen selbständig durchführen.

„Mit intuitiver Technologie wie dem gezeigten Roboterarm realisieren wir die Vision, Fähigkeiten von Menschen zu demokratisieren, so wie das heutige Internet Informationen demokratisiert. 5G ist die technologische Grundlage, um diese Vision umzusetzen“, sagt Prof. Frank H. P. Fitzek, Inhaber der Deutsche Telekom Professur für Kommunikationsnetze an der Technischen Universität Dresden. Der Lehrstuhl ist einer von insgesamt acht Partnern in diesem Projekt. Die Demonstration soll anhand des Beispiels der Kooperation zwischen Mensch und Maschine die Notwendigkeit von leistungsfähigen drahtlosen Netzwerken verdeutlichen – denn sie übertragen Video-, Sensor- und andere Daten zuverlässig, schnell und mit extrem geringer Verzögerung.

Zudem zeigt 5Gang eine Sortiermaschine, die nach Kundenwunsch Bälle sortiert: Oben werden Bälle verschiedener Farben eingefüllt und die Maschine ordnet mit Hilfe von Bilderkennung die gewählte Farbe in eine Box und alle anderen Bälle in eine weitere Box. Die Entscheidung, in welche Box der jeweilige Ball sortiert wird, geschieht in einer lokalen Cloud. Läuft die Bilderkennung hingegen in einer zentralen Cloud, kommt in vielen Fällen das Umschaltkommando zu spät und die Sortierqualität sinkt. Mit der Demonstration zeigt 5Gang beispielhaft, welche Potenziale lokale 5G-basierte Clouds im industriellen Umfeld bieten.

Hier sind die beiden Projekte auf der Hannover Messe 2018 zu finden:

IUNO
Halle 6, Stand D02/1
Gemeinschaftsstand Industrial Security

5Gang
Demonstration-Based Learning
Halle 8, Stand D33
Smart Connected Gemeinschaftsstand

Sortiermaschine
Halle 6, Stand D30
Bitkom-Stand

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