Ein Konsortium aus Wirtschaft und Forschung bietet in Graz ein Labor für die Entwicklung und das Testen vernetzter Produktionsprozesse auf 5G-Basis.

Die Vernetzung von Dingen, Daten, Menschen und Maschinen steht im Fokus einer Pilotfabrik am Campus Inffeldgasse, dem größten Standort der TU Graz. Die „smartfactory@tugraz“ wurde nach fünfjähriger Aufbauarbeit im April 2021 eröffnet. Eine Arbeitsgemeinschaft mit 20 Projektpartnern (darunter der ERP-Hersteller proAlpha siehe Interview Link) hat die Forschungs- und Lernfabrik mit Förderungsmitteln kofinanziert. Seit einem Jahr können Unternehmen dort zahlreiche disruptive Technologien und agile Fertigungskonzepte kennenlernen und erproben.

Bild oben: 5G-Vernetzung in der Smart Factory in Graz: Joe Wilke (Ericsson), Vincent Maholetti (T-Systems), Franz Haas (TU Graz), Werner Kraus (Magenta Telekom). Bild: Lunghammer/TU Graz

Die 300 Quadratmeter große Fabrik ist mit einem Campusnetz von Magenta ausgestattet, Ericsson stellt die 5G-Hardware zur Verfügung und T-Systems macht industrielle Einsatzbeispiele und das Zusammenspiel von Daten in der Produktion greifbar. „Es gibt heute keine Anlagen oder Maschinen, die nicht auf Digitalisierung aufgebaut sind“, betont Franz Haas, Vorstand des Instituts für Fertigungstechnik der TU Graz, bei einem Lokalaugenschein im Juni. „Pilotfabriken sind der ideale Ort für die Ausbildung von Studierenden, aber auch für den Austausch von Know-how für alle Interessierten darüber hinaus.“ Man wäre bereits in der Planung überzeugt gewesen, dass ein 5G-Netz unbedingt zu einem Industrie-4.0-Projekt dazugehört, „ohne damals genau zu wissen, worauf wir uns eigentlich einlassen.“ Trotz Pandemie sei dieses Experiment gelungen, so Haas.

In der Prozesskette mit unterschiedlichen Maschinen vor Ort stellen die Studierenden ein Wellgetriebe her, das für den Einsatz in der Robotik, in der Elektromobilität und auch in der Energietechnik geeignet ist. Das herausfordernde Produkt ist Ausgangspunkt einer weiteren Innovation aus dem Umfeld der TU Graz. Das Startup Kraken Innovations entwickelt und vertreibt erfolgreich eine patentierte weiterentwickelte Version als „Smart Gear“.

Mit der Campuslösung können Prozesse und Systeme in einem autonomen, privaten 5G-Netz verknüpft werden. Die Daten verlassen den Campus nicht und werden mit geringen Latenzen von unter zehn Millisekunden in einem Edge-Core vor Ort verarbeitet. Werner Kraus, CCO Magenta Business: „Für Automatisierungen braucht es eine höchst performante und sichere Infrastruktur, hier reichen herkömmliche Lösungen wie WLAN nicht aus“. Kraus sieht mit 5G die „mobile Datenübertragung auf die nächste Stufe“ gehoben. Die vernetzte Maschinenwelt wird langfristig auch das Geschäft der Mobilfunker verändern. Bereits heute hat Magenta mit Technologien wie Narrowband IoT und LTE-M mehr IoT-Geräte im Netz als menschliche Teilnehmer.

Innovation durch Kooperation
T-Systems sorgt für die nötige Sicherheit der smarten Fabrik und managt über einen Datenbus den Austausch zwischen Engineering über Auftragsmanagement hin zur Produktionssteuerung und darüber hinaus. „Unser PDM WebConnector in Kombination mit der Siemens-Plattform MindSphere bündelt die Daten und unterstützt die Geschäftsprozesse – es lassen sich neue Anwendungen daraus kreieren“, erklärt Vincent Maholetti, Senior Expert Sales Digital Solutions T-Systems.



Ebenfalls gezeigt wurde, wie Augmented Reality mithilfe von smarten Brillen in der produzierenden Industrie eingesetzt wird. Dabei wird eine Leichtbaubrille mit einem Smartphone verbunden. Das Visual Computing findet auf leistungsfähigen Rechnern statt, die mit der AR-Brille über die 5G-Infrastruktur drahtlos verbunden sind.

Sich mit den neuen Möglichkeiten vernetzter Prozesse in der Fabrik zu beschäftigen, dafür sehen die Proponenten jetzt den richtigen Zeitpunkt und 5G bietet dazu einen weltweit gültigen Standard. „Immer mehr Unternehmen haben die Validierungsphase abgeschlossen und qualifizieren die Technologie tatsächlich für den Einsatz in der eigenen Produktion“, schließt Joe Wilke, Head of Center of Excellence Campus Solutions Ericsson.