Drahtlose, echtzeitfähige, sichere Datenübertragung für die Industrie

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Zum Auftakt trafen sich die Projektbeteiligten bei Airbus in Hamburg-Finkenwerder | Download

Das Institut für verlässliche Embedded Systems und Kommunikationselektronik (ivESK) der Hochschule Offenburg, die Technische Universität Dresden, die Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung mit Sitz in Villingen-Schwenningen, der Anbieter für 5G-Campus-Netzwerke Firecell aus Nizza sowie die Universität und Forschungseinrichtung für Telekommunikation und Multimedia Eurecom im Technologiepark Sophia Antipolis in der Region Provence-Alpes-Côte d’Azur wollen bestehende 5G-Kommunikationstechnologien erweitern, um eine industrietaugliche Plattform aufzubauen, die eine drahtlose, robuste, echtzeitfähige und sichere drahtlose Datenübertragung für industrielle Anwendungsfälle ermöglicht.
Hintergrund und Motivation des von den deutschen und französischen Wirtschaftsministerien geförderten Projekts liegen im zunehmenden Bedarf an einer immer stärker werdenden Vernetzung in industriellen Anlagen und der damit verbundenen Vervielfachung der daran beteiligten Geräte. Zudem steigen die Anforderungen an die Flexibilität solcher Anlagen stetig, sodass drahtlose Technologien immer beliebter werden. Gleichzeitig darf aber die Zuverlässigkeit nicht hinter das Niveau der bisher genutzten drahtgebundenen industriellen Kommunikationssysteme zurückfallen. Daher wollen die Projektbeteiligten 5G-Campusnetze aufbauen, konfigurieren, erweitern und in sogenannte Time Sensitive Networking (TSN) Netze integrieren. Dabei sollen industrielle Standard-Kommunikationsprotokolle (PROFINET/PROFIsafe) integriert, die Nutzbarkeit solcher Netze im industriellen Umfeld erhöht und die Erweiterung bestehender industrieller Netzwerke ermöglicht werden. Dies ermöglicht zahlreiche neue Anwendungsfällen, die in den industriellen Produktionsanlagen der assoziierten Anwendungspartner Airbus Operations GmbH (Deutschland), Airbus S.A.S (Frankreich), Robert Bosch GmbH (Deutschland), Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG (Deutschland) und MGA Technologies (Frankreich) umgesetzt und evaluiert werden. Dabei geht es zum einen um die Flugzeugmontage, zum anderen um die Steuerung und Koordination sogenannter Automated Guided Vehicles (Fahrerloser Transportfahrzeuge). In dem Projekt soll ein Demonstrator den Betrieb und die Leistungsfähigkeit des neuen industriellen 5G-TSN Campus-Netzes zeigen. „Das Projekt stic5G wird die Entwicklung von zeitsensitiven 5G-Campusnetzwerken eine Stufe weitertreiben. Mit einem einmaligen Konsortium aus Key-Playern der Branche aus Frankreich und Deutschland, zwei sich ergänzenden Core-Netzwerk-Ansätzen und leistungsfähigen Anwendungspartnern werden wir uns der Integration in bestehende Anwendungen und den damit verbundenen Anforderungen an die funktionale Sicherheit widmen“, erklärte ivESK-Leiter Prof. Dr. Axel Sikora beim zweitägigen Kick-off-Treffen bei Airbus in Hamburg-Finkenwerder.
Die einzelnen Partner ergänzen sich für die Zielsetzungen des Projekts hervorragend. Während durch die Expertise der beiden Partner TU Dresden und Firecell die Kernbestandteile des zu entwickelnden 5G-Campusnetztwerks abgedeckt werden, bringt die Forschungseinrichtung Eurecom die notwendige Erfahrung mit, um Entwicklungen und Erweiterungen am sogenannten Radio Access Network (RAN) durchzuführen. Die Anbindung der 5G Endgeräte sowie der finale Aufbau der Demonstratoren erfolgen durch die Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung.
Die Hochschule Offenburg, die unter anderem auf langjährige F&E-Erfahrung im Bereich der TSN zurückblicken kann, beschäftigt sich explizit mit der übergreifenden Synchronisation beider Kommunikationstechnologien sowie mit der Integration industrieller und sicherheitsrelevanter Protokolle, wie PROFINET und PROFIsafe. Die Synchronisation bildet die Grundlage jeglicher weiterer Entwicklungen des echtzeitfähigen Netzwerks. Dazu werden die beiden in sich separat synchronisierten Teilsysteme (TSN/5G) miteinander transparent synchronisiert, sodass sie nach außen als ein einheitliches synchrones Netz erscheinen. Die Integration der industriellen Protokolle bildet einen wichtigen Schritt hinsichtlich der Nutzbarkeit und Integrierbarkeit solcher Systeme, insbesondere bei der Erweiterung existierenden industrieller Netze.
Am Ende soll eine einheitliche europäische Lösung entstehen, die die Souveränität der entwickelten Technologiekomponenten und deren Einsatz garantiert. Diese Lösung soll dazu beitragen, die Konnektivität in industriellen Umgebungen für Mitarbeitende, Maschinen und Werkzeuge sowohl in Innen- als auch in Außenszenarien zu erhöhen und flexiblere Produktionsprozesse zu realisieren.