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5G auf der Baustelle: Digitale Infrastruktur und Architektur wird erforscht

Informationsaustausch von Maschinen über 5G
Informationsaustausch von Maschinen über 5G. Foto: © metamorworks/stock.adobe.com
Seit Ende 2019 forscht das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in Aachen an industriellen Anwendungen der 5G-Mobilfunktechnologie – nun werden die Erkenntnisse aus den bisherigen Forschungsprojekten auf die Branchen Bau und Bergbau übertragen. Ziel ist die Digitalisierung voranzutreiben sowie die Effizienz der Arbeitsprozesse zu steigern und das Personal von monotonen und gefährlichen Arbeiten zu entlasten.

AUF EINEN BLICK

  • Gemeinsam untersuchen die Partner sowohl die gesamte digitale Infrastruktur als auch die Architektur der 5G-Netze und legen die erforderlichen Technologien wie Sende- und Empfangskomponenten fest.
  • 5G bietet neue Möglichkeiten: Arbeitsprozesse können mit teil- oder vollautonomen Maschinen und Robotern effizienter, produktiver und sicherer gestaltet, Baumaschinen aus der Ferne digital überwacht und gesteuert werden.
  • Die Fernsteuerung der Baumaschinen kann beispielsweise durch ein virtuelles dreidimensionales Abbild der Arbeitsumgebung optimiert werden, sodass ferngesteuerte Baumaschinen effizienter und sicherer genutzt werden können.

5G bietet neue Möglichkeiten: Arbeitsprozesse können mit teil- oder vollautonomen Maschinen und Robotern effizienter, produktiver und sicherer gestaltet, Baumaschinen aus der Ferne digital überwacht und gesteuert werden.

Zusammen mit den Lehrstühlen für nachhaltige Rohstoffgewinnung (MRE) und für individualisierte Bauproduktion (IP) der RWTH Aachen sowie den Industriepartnern Construction Robotics und Nerospec SK wird das Fraunhofer IPT in den kommenden zwei Jahren die Anforderungen und die technische Planung an 5G-Netze in den Branchen Bau und Bergbau erforschen.

Gemeinsam untersuchen die Partner sowohl die gesamte digitale Infrastruktur als auch die Architektur der 5G-Netze und legen die erforderlichen Technologien wie Sende- und Empfangskomponenten fest. Darauf aufbauend werden die geplanten Netze installiert und die Netzparameter optimiert, um die ermittelten Anforderungen umzusetzen. In einem letzten Schritt erproben die Partner die entworfenen und installierten 5G-Netze anhand realer Anwendungsfälle im Bergwerk und auf der Baustelle hinsichtlich ihrer Tauglichkeit. Dafür untersuchen sie einen teilautonomen und ferngesteuerten Abbau- und Rückbaubetrieb. Das Projekt wird aus den Mitteln des Landes NRW durch das Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie mit dem Förderkennzeichen 005-2108-0111 gefördert.

Auswirkungen auf Netzwerkkonfigurationen und Performancemessungen untersucht

Das Konsortium untersucht verschiedene Netzwerkkonfigurationen und führt Performancemessungen durch. Um die Möglichkeiten der Technologie zu erproben, nutzen die Projektpartner neu eingerichtete 5G-Netze auf einer Referenzbaustelle in Aachen sowie in einem untertägigen Bergwerk im thüringischen Sondershausen.

Die Fernsteuerung der Baumaschinen kann beispielsweise durch ein virtuelles dreidimensionales Abbild der Arbeitsumgebung optimiert werden, sodass ferngesteuerte Baumaschinen effizienter und sicherer genutzt werden können.

In Bergwerken unter Tage, die oft eine weitverzweigte Wegführung besitzen, ist die kontinuierliche Positionsbestimmung von Personal und Maschinen besonders schwierig, da GPS hier nicht verfügbar ist. 5G-Netzwerktechnologie kann hier nicht nur den Datentransfer ermöglichen, sondern bringt auch das Potential zur Echtzeit-Positionsbestimmung mit. So kann die Technologie dazu beitragen, Arbeitsunfällen vorzubeugen, die auf fehlenden oder fehlerhaften Informationen eines Kommunikationsteilnehmers beruhen. So können auch Unfallopfer schneller aufgefunden und gerettet werden.

Projektkonsortium

– Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Aachen
– Lehrstuhl für individualisierte Bauproduktion IP der RWTH Aachen
– Lehrstuhl für nachhaltige Rohstoffgewinnung MRE der RWTH Aachen
– Construction Robotics GmbH, Aachen
– Nerospec SK GmbH, Velbert-Langenberg

Assoziierte Partner

– Kabelwerk Eupen AG, Eupen, Belgien
– Ericsson GmbH, Herzogenrath
– GHH Fahrzeuge GmbH, Gelsenkirchen
– BAT Bergbau Service GmbH, Merkers-Kieselbach
– BROKK DA GmbH, Friedenweiler
– Liebherr-Werk Biberach GmbH
– PORR AG, Wien, Österreich

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