Innovative Funktechnologien für die industrielle Automatisierung (HiFlecs)

Entwicklung innovativer industrieller Funksysteme mit neuen Funktionalitäten für regelungstechnische Anwendungen auch in Echtzeit  

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Kommunikation und Regelung der Produktionseinheiten über ein innovatives drahtloses Kommunikationssystem (Quelle: Universität Bremen, Lenze Automation).

Motivation

Zukünftige Industrieanlagen zeichnen sich durch eine komplexe Vernetzung von Sensoren und Aktoren, Maschinen sowie Steuer- und Regeleinheiten aus. Heutige Funksysteme bieten dafür gute Voraussetzungen, erfüllen aber noch nicht die hohen Anforderungen an Echtzeitfähigkeit und Determinismus, wie sie von der Industrie benötigt werden. Zur Anwendung von Funktechnologien in hochdynamischen Regelungsanlagen müssen die Kommunikationssysteme, die an der Interaktion unterschiedlicher Produktionssysteme beteiligt sind, in einem durchgängigen Design aufeinander abgestimmt sein. Die besondere Herausforderung besteht darin, eine flexible, modulare, mobile, dynamische und sichere Kommunikationsinfrastruktur zu entwickeln, die neuartige Automatisierungskonzepte in der industriellen Produktion ermöglicht.

Ziele und Vorgehen

Ziel des Vorhabens HiFlecs ist es, innovative Technologien für ein industrielles Funksystem zu erarbeiten, das neue Funktionalitäten und Eigenschaften für regelungstechnische (Echtzeit)-Anwendungen bietet. Dabei werden neben den grundlegenden Neuentwicklungen auch Möglichkeiten zur Migration und partiellen Erweiterung von bestehenden Automatisierungssystemen berücksichtigt. Zudem wird im Projekt keine technologische Insellösung erarbeitet, sondern ein durchgängiges Gesamtkonzept. Entsprechend setzt das Vorhaben auf verschiedenen Ebenen an: Neben der reinen Datenübertragung wird auch das gesamte Ressourcen- und Netzwerkmanagement betrachtet. Die zentralen Aufgaben sind die Erforschung neuer Funkverfahren und Algorithmen und daran anschließend die geeignete Umsetzung für Automatisierungssysteme in der Fertigung. 

Innovationen und Perspektiven

Die Erforschung integrativer Funktechnologien, die sowohl die einzelnen Komponenten als auch das Gesamtsystem im Blick haben, verspricht wesentliche Verbesserungen und eine weitere Verbreitung dieser Technologie. Die zentralen Innovationen des Vorhabens betreffen folgende Kerntechnologien: Es werden neue Zugriffsverfahren entwickelt, die die Anforderungen an kurze Latenzen erfüllen. Weiterhin wird an der Abstimmung der Knoten untereinander, dem sogenannten  Koexistenz-Management gearbeitet. Wichtiger Bestandteil des Projektes ist die Integration von Sicherheitslösungen im System. Übergreifend wird die Gesamtkoordination und Steuerung der Anwendungsfunktionen erforscht.

Über den hier angestrebten ganzheitlichen Ansatz können branchenübergreifend neue Anwendungsfelder erschlossen werden. Das Themengebiet kann daher als ein wirtschaftlich wichtiges Forschungs- und Entwicklungsfeld im Bereich der industriellen Kommunikation und der Automatisierung angesehen werden.

Projektinformation

Verbundkoordinator Universität Bremen, Institut für Telekommunikation und Hochfrequenztechnik

Volumen 6,5 Mio. €

Laufzeit 02/2015 - 01/2018

Partner Universität Bremen, Bremen
Götting KG, Lehrte/Röddensen
Hochschule Ostwestfalen-Lippe, Lemgo
Institut für Automation und Kommunikation e.V. (ifak), Magdeburg
IMST GmbH, Kamp-Lintfort
NXP Semiconductors Germany GmbH, Hamburg
Technische Universität Kaiserslautern, Kaisers-lautern
Universität Bremen, Bremen
Lenze Automation GmbH, Aerzen
Phoenix Contact Electronics GmbH (Assoziierter Projektpartner)
Gerhard Schubert GmbH (Assoziierter Projektpartner)
Siemens AG Industry (Assoziierter Projektpartner)