Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB
Institutsteil Industrielle Automation

Projekt: Visible Light in der Produktion

Projekt: Visible Light in der Produktion

Willkommen auf der Webpräsenz des BMWi-Projektes „Visible Light in der Produktion“  (BMWi/AiF Nr.: 20168 N ) - eine industrielle Gemeinschaftsforschung der deutschen Forschungsgesellschaft für Automatisierung und Mikroelektronik e.V. (DFAM). Hier finden Sie Informationen rund um das Projekt sowie aktuelle Veranstaltungshinweise und Ansprechpersonen.


                                          

 

 

Im Berufs- wie Privatleben kennen wir die Vorteile drahtloser Verbindungen – ob Bluetooth oder WLAN. Längst haben wir uns an den Komfort gewöhnt, Inhalte zu empfangen und zu senden und uns dabei frei zu bewegen. In der industriellen Produktion sind viele Komponenten zu finden, die kein Kabel führen können, weil sie sich bewegen (z.B. Roboter, fahrerlose Transportsysteme, Förderbänder, Drohnen, Sensoren und vieles mehr). Heute gibt es allerdings einige größere Probleme mit herkömmlicher Funkkommunikation im Produktionsumfeld: WiFi und Bluetooth bieten nur eine begrenzte Bandbreite. Im häuslichen Umfeld ist das kein Problem, da es eine beherrschbare Anzahl an Geräten gibt. In einer Produktion sind dagegen schnell über hundert Sensoren, Aktoren und weitere Systeme miteinander zu vernetzen.

 

Ansatz

Die Lösung für diese Herausforderung gehen das Fraunhofer IOSB-INA und die Hochschule OWL nun aktiv an: Die Forscher bedienen sich des lizenzfreien, vollkommen unbelasteten Spektrums des Lichts. Es ist rund 4800 mal größer als das gesamte zur Verfügung stehende Funkspektrum. Die Technologie ist bekannt – jeder kennt die heimische Fernbedienung deren Signal auf den Sensor am Fernseher trifft und somit umschaltet. In Lemgo arbeitet man nun daran, diese Technologie in die Industrie zu übertragen.

Die Herausforderung bei der Umsetzung von Kommunikation mit Licht besteht darin, ein System aufzubauen, dass auch bei Störungen zuverlässig funktioniert. Es ergeben sich Fragen, z.B. ob sich ein Netzwerkteilnehmer in einen abgeschatteten Bereich hinein bewegt oder ob es andere starke Lichtquellen gibt. 

 

Technologische Zielsetzung

  • Verfügbarkeit und Skalierbarkeit: Lösung der Mediumüberbelegung, die bei aktuellen Funksystemen zum vollständigen Kommunikationsausfall führen kann. Mit der steigenden Anzahl von mobilen Geräten werden Kommunikationsszenarien problematisch, in denen mehrere Teilnehmer in unmittelbarer örtlicher Nähe (0 - 10 m) simultan per Funk kommunizieren.
  • Echtzeitfähigkeit: Echtzeitfähige Anwendungen erfordern fest definierte Reaktions-und Übertragungszeiten, die nun auch drahtlos gewährleistet werden sollen. Durch die mangelnde Skalierbarkeit des Funkkanals und die Mediumüberbelegung entstehen schwankende Latenzen, die den Einsatz in der Automatisierung verhindern.
  • Energieeffizienz: Der Energiebedarf für die drahtlose Kommunikation soll erheblich reduziert werden durch Nutzung der Beleuchtungsenergie. Nur für die Kommunikation per WLAN werden heute auf mobilen Endgeräten (Smartphones, Tablets, WLAN-Sticks) bis zu 1,7 W auch im aktivierten Energiesparmodus benötigt. 
  • Sicherheit: Das Abhören von drahtloser Kommunikation soll u.a. durch die räumliche Begrenzung der Kommunikation verbessert werden. Funkwellen sind fähig Wände zu durchdringen, wodurch die Kommunikation in lokal geschützten Bereichen (z.B. Labore, Konferenzräume) abhörbar, störbar und manipulierbar ist.
  • Lokalisierbarkeit: Standortbezogene Services (z. B. Navigation, Umgebungsinformationen) werden heute vielfach in der Produktion eingesetzt. Ziel ist diese Funktion direkt in die Kommunikation einzubetten.

Steckbrief

PROJEKTTITEL

Visible Light in der Produktion

LAUFZEIT

Q4 2018 - Q1 2021

FÖRDERUNG

Industrielle Gemeinschaftsforschung (Bundesministerium für Wirtschaft und Energie) über Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigung e.V.
(BMWi/AiF Nr.: 20168 N )

PROJEKTBEGLEITENDER AUSSCHUSS

10 Unternehmen, davon 8 klein- und mittelständisch

ZIELE

  • Stärkung des Produktionsstandorts Deutschlands, insbesondere klein- und Mittelständische Unternehmen
  • Innovative Technologieerforschung: LED-Beleuchtung mit der Fähigkeit Daten zu übertragen
  • Technologieeinsatzfähigkeit auch unter schweren Bedingungen