Forschungsschwerpunkte
Die technischen Entwicklungsleistungen (TEL) des Innovationsnetzwerks SmartFactory5G+ zielen darauf ab, die industrielle Produktion durch die Integration von 5G-Technologien grundlegend zu transformieren. Im Mittelpunkt stehen die Entwicklung hochvernetzter, effizienter und flexibler Systeme, die eine Echtzeitüberwachung und -steuerung von Produktionsprozessen ermöglichen. Durch die Kombination von IoT, KI, Robotik und Mensch-Maschine-Interaktion werden neue Geschäftsmodelle geschaffen und die Produktions- sowie Energieeffizienz gesteigert.
TEL-1: Unternehmensübergreifende Datenplattformen
Die Entwicklung unternehmensübergreifender Datenplattformen zielt darauf ab, den sicheren und effizienten Austausch von Daten in Echtzeit zu ermöglichen. Durch die Nutzung von 5G-Technologie entstehen skalierbare Plattformen, die Unternehmen eine optimierte Datenverwaltung, Analyse und Zusammenarbeit ermöglichen. Dies fördert Synergien, beschleunigt Innovationsprozesse und verbessert die Wertschöpfungskette.
FuE-Aufgaben:
- Entwicklung sicherer, skalierbarer Datenplattformen auf Basis von 5G
- Integration von Echtzeit-Monitoring-Systemen mit Edge-Computing und KI
- Implementierung virtueller Modelle (digitale Zwillinge) für Infrastruktur- und Produktionsüberwachung
- Entwicklung von 5G-Netzwerkplanungs- und Simulationssoftware zur Optimierung industrieller Netzwerke
Innovationsgehalt:
- Nutzung von 5G für hochleistungsfähige, vernetzte Produktions- und Datenmanagementsysteme
- Echtzeit-Analyse großer Datenmengen durch KI und maschinelles Lernen
- Verbesserung der Betriebseffizienz durch digitale Zwillinge und prädiktive Wartung
TEL-2: Autonome Logistik- und Produktionssysteme
Die Einführung autonomer Logistik- und Produktionssysteme soll die Flexibilität und Effizienz in industriellen Prozessen steigern. Mit 5G-Technologie werden autonome Systeme wie mobile Roboter, Transportfahrzeuge und Produktionsanlagen in die Lage versetzt, sicher und ohne menschliche Eingriffe zu operieren. Diese Systeme kommunizieren in Echtzeit, passen sich dynamisch an wechselnde Bedingungen an und verbessern so die Produktions- und Logistikprozesse. Ziel ist es, diese Systeme vollständig in bestehende Produktions- und Logistikketten zu integrieren, um Durchlaufzeiten zu verkürzen, Kosten zu senken und die Skalierbarkeit zu erhöhen.
FuE-Aufgaben:
- Entwicklung von Modbus-kompatibler 5G-Edge-Hardware für Echtzeitkommunikation
- Integration von 5G für die großflächige industrielle Kommunikation und Vernetzung
- Steuerung autonomer Fahrzeuge und Transportsysteme mit 5G für präzise Echtzeitdatenübertragung
- Implementierung drahtloser Software-Updates für kontinuierliche Systemoptimierung
Innovationsgehalt:
- Nutzung von 5G für eine stabile und effiziente Kommunikation in großen Produktions- und Logistikanlagen
- Echtzeitsteuerung von autonomen Systemen durch 5G-basierte Netzwerke
- Nahtlose Integration und skalierbare Implementierung autonomer Systeme zur Effizienzsteigerung
TEL-3: Echtzeit-Bildverarbeitung und Qualitätskontrolle
Die Einführung von Echtzeit-Bildverarbeitung und Qualitätskontrolle in Produktionsprozessen zielt darauf ab, die Effizienz und Genauigkeit zu steigern. Mit 5G-Technologie können Bilddaten in Echtzeit übertragen, entsprechend verarbeitet und zur prozesssicheren Überwachung der Produktqualität eingesetzt werden. Die Systeme erkennen Fehler in Echtzeit und ermöglichen sofortige Anpassungen, um Ausschuss zu minimieren und die Qualität zu verbessern. Dabei sollen die Bildverarbeitungssysteme flexibel sein und sich leicht in bestehende IT-Infrastrukturen integrieren lassen.
FuE-Aufgaben:
- Entwicklung von Systemen zur Echtzeit-Fehlererkennung und -korrektur durch Computer-Vision
- Integration von Deep-Learning-Algorithmen zur Verbesserung der Defekterkennung
- Roboterbasierte Qualitätskontrolle durch autonome Handhabung und präzise Inspektion
- Implementierung von 5G-Kommunikationsmodulen für die schnelle und zuverlässige Datenübertragung
Innovationsgehalt:
- Nutzung von 5G für die Echtzeit-Datenübertragung und Fehlererkennung in komplexen Produktionsumgebungen
- Automatisierte, roboterbasierte Qualitätsprüfung mit hochpräziser Bildverarbeitung
- Entwicklung intelligenter 5G-Kommunikationsmodule für die Optimierung von Produktionsprozessen und Qualitätskontrollen
TEL-4: KI-gestützte Prozessoptimierung
Die KI-gestützte Produktionsoptimierung zielt darauf ab, Produktionsprozesse kontinuierlich zu verbessern und flexibel auf sich ändernde Anforderungen zu reagieren. Durch den Einsatz von KI-Algorithmen und 5G-Technologie können große Datenmengen in Echtzeit analysiert werden, um Entscheidungsprozesse zu beschleunigen und die Effizienz zu maximieren. KI-Systeme erkennen Muster in Produktionsdaten, treffen Vorhersagen und passen Prozesse dynamisch an, um die Ressourcennutzung zu optimieren und Produktionskosten zu senken.
FuE-Aufgaben:
- Entwicklung von KI-Algorithmen zur Analyse und Optimierung von Produktionsdaten
- Implementierung von prädiktiver Instandhaltung (PdM) durch maschinelles Lernen und Sensordatenanalyse
- Integration von vernetzten IoT-Systemen und intelligenten Sensoren für die Echtzeit-Überwachung von Maschinen und Anlagen
- Nutzung von Edge-Computing zur Verarbeitung von Sensordaten und Reduzierung der Reaktionszeiten
Innovationsgehalt:
- Echtzeit-Analyse von Produktionsdaten zur dynamischen Anpassung und Prozessoptimierung
- Einsatz von KI zur prädiktiven Wartung und Fehlerprognose
- Verbesserung der Effizienz durch intelligente Sensorik und schnelle Datenübertragung mit 5G
TEL-5: Augmented- und Virtual Reality (AR/VR) für Schulung und Remote Operations
Die Entwicklung von AR/VR-Lösungen für Schulung und Wartung soll industrielle Anwender mit leistungsstarken Tools ausstatten, die durch 5G-Technologie unterstützt werden. Diese Lösungen ermöglichen immersive Schulungserfahrungen und effiziente Fernwartung, um den Lernprozess zu beschleunigen und Ausfallzeiten zu minimieren. AR/VR-Technologien kombiniert mit 5G machen Schulungen und Wartungsarbeiten ortsunabhängig, was die Flexibilität und Effizienz erhöht. Ziel ist es, AR/VR als Standardwerkzeug für industrielle Schulungs- und Wartungsprozesse zu etablieren.
FuE-Aufgaben:
- Entwicklung latenzfreier AR/VR-Systeme für interaktive Schulungen und Wartungsprozesse
- Implementierung von Echtzeit-AR/VR-Streaming zur Unterstützung von Schulungen und Wartung
- Erstellung robuster AR/VR-Anwendungen, die auch in anspruchsvollen industriellen Umgebungen zuverlässig funktionieren
Innovationsgehalt:
- Nutzung von 5G zur Minimierung von Latenzzeiten und Verbesserung der Benutzererfahrung in AR/VR
- Echtzeit-Streaming von AR/VR-Inhalten für die schnelle Bereitstellung von Schulungs- und Wartungsinformationen
- Robuste AR/VR-Lösungen, die stabile Verbindungen und effiziente Fernwartung in komplexen Produktionsumgebungen ermöglichen