Sensorer registrerar kontinuerligt mätningar i anläggningar och maskiner för att kontrollera att allt går enligt plan och för att eventuella fel i den industriella produktionsmiljön ska kunna identifieras i ett tidigt skede. Dock, i regel, utvärderingen av data är decentraliserad och sker efter en tidsfördröjning. I motsats till detta, den trådlösa 5G-standarden tillåter direkt, trådlös mätning i realtid. Fraunhofer i Aachen har slagit sig ihop med Ericsson för att erbjuda en unik testmiljö för 5G-applikationer inom industrin. Partnerna kommer att använda exemplet med tillverkning av flygmotorkomponenter för att demonstrera live, för första gången, de möjligheter som tekniken ger på Hannovermässan 23–27 april 2018.

Tillverkning av flygmotorer är en komplex och dyr verksamhet. Hela tillverkningskedjan för en kompressorkomponent känd som Blisk (bladintegrerad skiva) kan kosta upp till 200, 000 EURO. De högsta säkerhets- och kvalitetsstandarderna måste följas och datorstyrda verktygsmaskiner måste programmeras för att säkerställa att komponenterna tillverkas exakt enligt konstruktionsplanerna. Sensorer monterade på anläggningar och maskiner övervakar produktionsprocessen kontinuerligt. "Ändå finns det alltid ett visst element av kvarstående risk eftersom kvalitetsanalysen är decentraliserad med en avsevärd tidsfördröjning. De naturliga frekvenserna för de tunnväggiga bladen utgör ett särskilt problem i produktionen eftersom alla okontrollerade vibrationer har negativa effekter på kvaliteten, som måste korrigeras genom tidskrävande manuella operationer efter produktionen, " förklarade Dr Sascha Gierlings, Chef för prototyptillverkning vid Fraunhofer-Institut for Production Technology IPT i Aachen.

Unik testmiljö i Aachen

En kombination av den senaste sensorteknologin och snabba dataöverföringshastigheter som de som tillhandahålls av den framtida mobilkommunikationsstandarden 5G verkar vara en lovande lösning på detta problem. I det specifika fallet med bliskproduktion, Fraunhofer IPT har fäst en specialutvecklad sensor direkt på komponenten. Detta överför bliskens vibrationsspektra via 5G med sub millisekunders latens till mjukvara som omedelbart känner av om vibrationerna överskrider det tillåtna maxvärdet eller har nått kritiska frekvenser och anpassar produktionsprocessen därefter utan dröjsmål. En ytterligare fördel:Den snabba dataöverföringen tillåter en digital tvilling, den virtuella reflektionen av en komponent som ska genereras. Denna tvilling hjälper till att svara på viktiga frågor som rör produktionsprocessen vid datorn, innan processen börjar.

Liveöverföringen av komponentdata har utvecklats av forskningsinstitutet i Aachen i samarbete med Ericsson, den svenska teknikleverantören i High Performance Center Networked, Adaptiv produktion. Partnerna kommer att avslöja sin lösning för allmänheten för första gången i en livedemo på Hannovermässan i slutet av april:Forskarna från Fraunhofer Institute kommer i realtid att överföra vibrationsspektrumet för en mald blisk via 5G-teknik direkt från sensorn till en displayenhet. "Vi hoppas att vårt framträdande på mässan kommer att uppmuntra alla intresserade företag att besöka oss i Aachen så att de kan dra nytta av den unika testmiljö vi har här för 5G-applikationer inom industrin, " tillägger Niels König, Chef för produktionsmetrologiavdelningen och koordinator för 5G-aktiviteter vid Fraunhofer IPT, vänder sig direkt till potentiella kunder. "Bliskproduktion är bara ett av många tänkbara användningsområden. Dess komplexitet, dock, gör den särskilt lämplig att använda som en demonstrator."

"Exempel på applikationer som Blisk-produktion framhäver det faktum att det inte finns någon väg runt 5G för dem som strävar efter att framtidssäkra sin produktion, " förklarar Stefan Koetz, VD för Ericsson GmbH. "Självklart, När du skapar lösningar för anslutning som en del av Industrie 4.0 är det viktigt att arbeta sida vid sida med en solid partner med en meritlista av integritet såväl som med oöverträffade standarder för kvalitet och tillförlitlighet. Vår mission statement i ett nötskal."

5G från 2020

Planerna är redan på god väg att introducera 5G som den nya mobilkommunikationsstandarden till 2020. Förutom låga latenstider, den lovar höga dataöverföringshastigheter på upp till 10, 000 megabit per sekund och gör att flera enheter kan användas samtidigt i nära sammanlänkade små radioceller. För första gången någonsin, 5G-tekniken rymmer därmed användningen av trådlösa sensoranslutningar för realtidsdataanalyser och adaptiv styrning av produktionsprocesser med korta reaktionstider. "Den största utmaningen för mobilkommunikationsleverantörer från och med nu fram till 2020 kommer att vara att fortsätta minska storleken på överföringsenheter. Från bärbar dator till smartphone eller chipstorlek, om möjligt. Vårt uppdrag är att utveckla den mät- och styrteknik som krävs, " är hur König sammanfattar nästa steg i utvecklingsprocessen.