Im Rahmen einer Demonstration haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB-AST) erfolgreich das autonome mobile Transportsystem 'MATS' über eine Strecke von 260 Kilometern von Ilmenau nach Karlsruhe teleoperiert. Es handelt sich dabei um einen modifizierten Gabelstapler.
Hierbei wurden ein lokales 5G-Netz und spezielle Automatisierungstechnologien eingesetzt, um die Sensordaten zu verarbeiten. Diese Technologie könnte zukünftige Anwendungsfelder für die Fernsteuerung von mobilen Arbeitsmaschinen in verschiedenen Szenarien eröffnen.
Alles zu 5G & 6G in der Industrie
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Automatisierte Güterbewegung über lange Strecken
Der Gabelstapler 'MATS' wurde bereits während einer Technologiedemonstration im Rahmen des Forschungsprojekts Akit-Pro eingesetzt. Dabei lag der Fokus auf dem Zusammenspiel verschiedener autonomer Arbeitsmaschinen zur Bergung von Gefahrgut.
Bei der nun durchgeführten Teleoperation zwischen Ilmenau und Karlsruhe im Rahmen des Robdekon-Projektes ging es darum, dass eine durch Automation unterstützte Manipulation von palettierten Gütern nicht nur über wenige 100 Meter, sondern über weitaus größere Distanzen möglich und technisch machbar ist.
Generalisierbare Schnittstelle und flexible Fernsteuerung
Eine Besonderheit des Staplers ist die generalisierbare Schnittstelle, die von Wissenschaftlern des Fraunhofer IOSB-AST entwickelt wurde. Dadurch ist eine Fernsteuerung über unterschiedliche Leitstände möglich und die Flexibilität des Systems wird erhöht.
Beim erfolgreichen Test kam beispielsweise der Leitstand 'shared autonomy' des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz GmbH (DFKI) aus Bremen zum Einsatz.
Nutzung von Autonomiefunktionen und Teleoperabilität
Durch die auf dem Fahrzeug lokal vorhandenen Lidar- und Bilddaten ist der vollständig autonome Lasttransport bereits möglich. Allerdings erfordern solche Szenarien oft speziell hergerichtete Belade- und Entladestationen, was die Flexibilität des Einsatzes von Gabelstaplern einschränkt.
Um dennoch eine Entlastung des Werkstransports zu erreichen, können die Autonomiefunktionen in Verbindung mit der Teleoperabilität an dedizierten Orten genutzt werden. Lokal aufgebaute 5G-Zellen reduzieren die Latenzzeit bei der Übertragung von Sensor-Bilddaten und gewährleisten dadurch eine reibungslose Bedienung des Fahrzeugs.
Durch die Verwendung von Robotermodellen und vorhandenen 3D-Umgebungsdaten wird ein digitaler Zwilling des Staplers erstellt. Dies ermöglicht dem Teleoperator, die Situation aus verschiedenen Blickwinkeln zu beurteilen und zu handeln. Autonomiefunktionen helfen dabei, Kollisionen mit Objekten im Sichtfeld des Staplers zu vermeiden.
Ausblick und Anwendung in der Industrie
„Schon heute sind wir mit Partnern aus der Industrie in Projekten tätig, um teleoperiert Lasten in Fabriken zu manipulieren. Die Erkenntnisse aus dem Robdekon-Projekt und Akit-Pro helfen uns dabei sehr für die Umsetzung industriegehärteter Lösungen“, so Prof. Andreas Wenzel, Leiter der Abteilung Eingebettete Intelligente Systeme am Fraunhofer IOSB-AST.
Quelle: Fraunhofer IOSB-AST
5G-Anwendungen in der Industrie
- Smart Manufacturing: Vernetzung von Maschinen und Anlagen für effizientere Produktionssteuerung.
- Industrielle Automatisierung: Echtzeitsteuerung von Prozessen zur Produktivitätssteigerung.
- Predictive Maintenance: Vorhersage von Wartungsbedarf zur Minimierung von Ausfallzeiten.
- Augmented Reality (AR) in der Produktion: Verbesserte Arbeitsanweisungen und Schulungen für Mitarbeiter.
- Logistik und Lieferkette: Optimierung von Lieferketten durch Echtzeitverfolgung von Waren und Fahrzeugen.
- Qualitätskontrolle und Inspektion: Echtzeit-Überwachung und -prüfung von Produktionsprozessen.
- Remote-Operationen und Fernwartung: Fernzugriff auf Maschinen und Anlagen für Diagnosen und Wartungsarbeiten.
- Supply-Chain-Optimierung: Effizienzsteigerung durch Echtzeitdatenverfolgung in Lieferketten.
- Kollaborative Roboter (Cobots): Verbesserte Zusammenarbeit von menschlichen Arbeitskräften und Robotern.
- Echtzeit-Monitoring von Umweltfaktoren: Überwachung von Umweltfaktoren für verbesserte Sicherheit und Effizienz.
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