Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IMLDrahtlose Technologien und vor allem die Wireless Communication spielen eine zentrale Rolle bei der Umsetzung automatisierter Systeme. Autonome mobile Roboter (AMR) und Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF), die in der Intralogistik, Produktion oder auf dem Betriebsgelände zum Einsatz kommen, müssen in der Lage sein, schnell und zuverlässig Daten zu übertragen und mit Sensoren, Aktoren und Steuerungseinheiten zu kommunizieren.
Wireless Communication
Wireless Communication in der Logistik
Wireless Communication spielt eine entscheidende Rolle in der Logistik und bildet die Grundlage für digitale und automatisierte Prozesse. Fortschritte wie 5G, 6G, Edge-Computing und digitale Zwillinge ermöglichen Datenflüsse in Echtzeit, wodurch Lagerverwaltung, Transporte und transparente Lieferketten verbessert werden können. Gleichzeitig führt die Komplexität der Systeme zu Herausforderungen hinsichtlich der Interoperabilität und des Datenmanagements. Sicherheitsbedenken in einer zunehmend vernetzten Welt verstärken den Druck auf Unternehmen, robuste Lösungen zu entwickeln.
Insbesondere in der Intralogistik können autonome Systeme und Echtzeitverfolgung durch leistungsfähige Netzwerke wie 5G-Campusnetze revolutioniert werden. Unsere Expertise in der Implementierung von drahtlosen Kommunikationstechnologien ermöglichen es uns, industrielle Campus-Netze effizient zu gestalten. Durch die Virtualisierung von Robotikapplikationen und die Orchestrierung von Diensten an der Edge bieten wir Lösungen, die nicht nur flexibel sind, sondern auch eine nahtlose Integration in bestehende Systeme ermöglichen. So unterstützen wir Unternehmen dabei, den Herausforderungen der digitalen Transformation erfolgreich zu begegnen und ihre Effizienz nachhaltig zu steigern.
Unsere Dienstleistungen
Wir sehen Technologien der Wireless Communication als Schlüssel für die digitale Transformation in der Logistik und unterstützen beim Aufbau und der Inbetriebnahme von drahtlosen Kommunikationstechnologien sowie bei der Anpassung und Optimierung von vorhandenen Integrationen.
Ganzheitliche Unterstützung im Bereich Wireless Communication
Unsere Leistungen umfassen sowohl fachliches als auch technisches Know-how zur Förderung von Vernetzung und Effizienz in komplexen, vernetzten Systemen. Unser Unterstützungsangebot:
- Beratung, Aufbau, Inbetriebnahme von drahtlosen Kommunikationstechnologien und Umgebungen
- Messungen zur Antennenperformance, Signalstärke und technische Abschirmung
- Testung und Inbetriebnahme von Funkkommunikationssystemen für Elektronik und Robotik
- Entwicklung und Erprobung von 5G/6G-Netzwerktechnologien für industrielle Anwendungen
- RF-basierte Lokalisierung
- Prüfung/Evaluation von drahtlosen Funkkomponenten
- (Automatische) Diensteorchestrierung on the Edge
- Entwicklung von Cloud/Edge/Verteilungskonzepten
- Forschung zu neuartigen Mobilfunk-Kommunikationswegen
Wir nutzen unsere Erfahrungen und Erkenntnisse aus zahlreichen Forschungs- und Industrieprojekten, um die Kommunikationsinfrastruktur von industriellen Systemen mit Blick auf Interoperabilität und Sicherheit auf- und auszubauen.
Von 5G zu 6G
Die 6. Mobilfunkgeneration (6G) wird als zukünftiges Nervensystem unserer Gesellschaft betrachtet und stellt weit mehr als nur eine Weiterentwicklung bestehender Technologien dar. Für einen nachhaltigen Entwurf von 6G ist eine ganzheitliche Betrachtung verschiedenster Einflussfaktoren und gesellschaftlicher Herausforderungen notwendig – von Produktion und Logistik bis hin zu Privatsphäre und Sicherheit. Besonders im Kontext des Klimawandels rückt die Energieeffizienz in den Fokus.
Mit der Forschung an 6G sollen sichere, offene und ressourceneffiziente Mobilfunksysteme entwickelt werden, die extrem hohe Datenraten, sehr niedrige Latenzen und hohe Ortungsgenauigkeiten ermöglichen. Dabei stehen die Bedürfnisse der Nutzer nach Selbstbestimmung, Privatsphäre, Sicherheit und Nachhaltigkeit im Fokus. Zudem sollen innovative Technologien für gesellschaftlich und industriell relevante Anwendungen geschaffen und die technologische Souveränität Europas gestärkt werden.
Die Integration von 5G- und zukünftigen 6G-Technologien in industrielle Anwendungen eröffnet völlig neue Möglichkeiten für Echtzeit-Interaktionen und die Automatisierung komplexer Logistikprozesse. Damit stellen wir die Weichen für eine hypervernetzte und effiziente Industriewelt.«
Julia Freytag, Wissenschaftliche Mitarbeiterin in Forschungsfeld Wireless Communication
Forschung für Wireless Communication
Unsere Forschungsschwerpunkte bilden die Grundlage für innovative Lösungen in der industriellen Logistik und ermöglichen eine sichere, effiziente und flexible Gestaltung moderner Produktions- und Lieferketten:
- 5G/6G-Netzwerktechnologien für industrielle Anwendungen
Entwicklung und Einsatz neuester Mobilfunkstandards zur Optimierung industrieller Prozesse. - Sicherheit und Datenschutz in Campus-Netzen
Erforschung von Schutzmechanismen für unternehmensinterne Netzwerke und sensible Daten. - Digitale Zwillinge in der Industrie
Modellierung und Simulation von Produktionsanlagen zur Effizienzsteigerung und Fehlerprävention. - Virtualisierungstechniken für Robotikapplikationen
Einsatz von Softwarelösungen zur flexiblen Steuerung und Verwaltung von Robotersystemen - Cloud-/Edge-Computing
Nutzung verteilter Rechenressourcen zur Echtzeitverarbeitung und -analyse von Logistikdaten. - Orchestrierung
Automatisierte Koordination und Verwaltung von IT-Ressourcen und Prozessen in der Logistik. - Interoperabilität von Kommunikationsprotokollen
Sicherstellung der reibungslosen Zusammenarbeit unterschiedlicher Systeme und Standards. - M2M-Kommunikationsprotokolle
Entwicklung und Optimierung von Protokollen für die direkte Kommunikation zwischen Maschinen - KI zur Optimierung von Robotikprozessen (RPA) und Automatisierung
Einsatz künstlicher Intelligenz zur Steigerung der Effizienz und Automatisierung von Abläufen.
Campusnetze für eine starke Intralogistik
Private 5G-Campusnetze bieten der Intralogistik signifikante Vorteile, insbesondere durch niedrige Latenz und hohe Bandbreiten. Sie ermöglichen Echtzeit-Kommunikation zwischen autonomen Fahrzeugen, Lagerverwaltungssystemen und Steuerungstechnologien und verbessern dadurch Effizienz und Präzision in logistischen Prozessen.
3 Vorteile von privaten 5G-Campusnetzen für die Intralogistik:
- Echtzeit-Kommunikation: Ermöglichen schnelle und präzise Interaktion zwischen autonomen Fahrzeugen, Lagerverwaltungssystemen und Steuerungen, wodurch Arbeitsabläufe optimiert werden.
- Hohe Zuverlässigkeit und Sicherheit: Dedizierte Funkfrequenzen und garantierte Bandbreiten und garantierte Bandbreiten gewährleisten eine störungsfreie Verbindung, auch bei hohen Anforderungen in Innen- und Außenbereichen.
- Gesteigerte Effizienz: Verbesserte Datenübertragung und Vernetzung tragen zu einer höheren Präzision sowie einem effizienteren Ressourceneinsatz bei.
Forschungsinfrastruktur für Wireless Communication
Technologien wie 5G und 6G eröffnen neue Möglichkeiten für die Kommunikation, ermöglichen schnellere und zuverlässigere Verbindungen und sind entscheidend für den Erfolg moderner Anwendungen in der Robotik und Automatisierung. Die Forschungsinfrastruktur des Fraunhofer IML ist auf die Erforschung und Entwicklung von Konzepten für Wireless Communication ausgelegt.
Absorberkammer
Die Absorberkammer ist eine abgeschirmte Kammer, in der Messungen an Elektronik-Komponenten durchgeführt werden, um deren Emissionen und Störanfälligkeit zu ermitteln (EMV). In dieser Umgebung können zudem Untersuchungen zur End-to-End-Funkkommunikation erfolgen, wobei Aspekte wie Funktionalität, Kanal, Bandbreite und Signalstärke analysiert werden. Dadurch lassen sich die Eigenschaften und die Leistungsfähigkeit von Funksystemen unter kontrollierten Bedingungen präzise bewerten.
PACE Lab
Das PACE Lab (Positioning Accuracy Communication Evaluation) am Fraunhofer IML ist eine weltweit einzigartige Forschungsinfrastruktur für die Entwicklung autonomer Systeme in der Logistik. Es bietet hochpräzise Echtzeit-Datenerfassung mit submillimetergenauer Visualisierung und dient als Testumgebung für Technologien wie 5G-Kommunikation, Motion-Capturing sowie autonome Systeme wie mobile Roboter und Drohnen. In zwei Testhallen werden sowohl Grundlagenforschung als auch spezifische Anwendungen untersucht, um innovative Lösungen für die Automatisierung und Mensch-Technik-Interaktion zu entwickeln.
5G Campusnetz
Unsere Forschungsinfrastruktur bietet ein 5G Campusnetz mit indoor sowie Outdoorbereich, sodass eine unterbrechungsfreie Verbindung für übergreifende Szenarien gewährleistet ist. In dieser Testumgebung wurden bereits FTS mit 5G-Technologie ausgestattet und Funktions- sowie Lasttests durchgeführt.
Wireless Communication: Unsere Referenzen
Erforschung von Ad-Hoc-5G-Campusnetzen
Das Projekt Plan & Play entwickelte und validierte innovative Methoden zur ad-hoc Planung und zum temporären Aufbau von 5G Campusnetzen, insbesondere für Anwendungen in der Intralogistik und bei Großveranstaltungen. Ein zentrales Ergebnis ist der 5G Campusnetzplaner Pro, ein KI-basiertes Netzplanungstool, das in mehreren Realumgebungen erfolgreich getestet und weiterentwickelt wurde.
Forschung zu 6G
Das Forschungsprojekt 6GEM+ strebt die Entwicklung der sechsten Mobilfunkgeneration an und kombiniert dies mit einem gezielten Transfer neuer Technologien in Anwendungen wie Industrieautomation, Logistik, Mobilität und Rettungsrobotik. Es fokussiert sich auf Herausforderungen wie extrem geringe Latenzzeiten, hohe Zuverlässigkeit sowie die Integration von KI und Echtzeitkommunikation, um die Grenzen des aktuellen 5G-Standards zu überwinden und innovative Lösungen zu schaffen.
5G-Campusnetze adaptiv planen
Im Forschungsprojekt ADAPT wird ein adaptives Netzplanungs- und Betriebstool für 5G/6G-Campusnetze entwickelt, das durch digitale Zwillinge, KI-gestützte Optimierung und flexible Netzwerkinfrastruktur eine automatisierte, resiliente und sichere Kommunikation ermöglicht. Ziel ist es, Campusnetze in Echtzeit an wechselnde Anforderungen in Produktion und Logistik anzupassen und dabei höchste Effizienz, Sicherheit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.
Wireless Communication für eine hyperdigitale Intralogistik
FAQ zu Wireless Communication
Wie ist drahtlose Kommunikation möglich?
Drahtlose Kommunikation erfolgt durch die Übertragung von Daten via elektromagnetischer Wellen, wie Radiowellen, Mikrowellen oder Infrarotlicht, ohne physische Verbindungen wie Kabel. Diese Wellen transportieren digitale Signale zwischen Sender und Empfänger. Technologien wie WLAN oder Bluetooth setzen auf Frequenzbänder und spezifische Protokolle für diese Übermittlung.
Welche Anwendungsgebiete hat die drahtlose Kommunikation?
Die drahtlose Kommunikation findet Anwendung in Bereichen wie industrieller Vernetzung (Industrie 4.0), oder im IoT (Internet of Things). Sie wird ebenfalls für Fernsehsignale, Navigation (GPS) und drahtlose Energieübertragung genutzt. Diese Flexibilität treibt Fortschritte in Kommunikation und Automatisierung voran.
Wie funktioniert M2M-Kommunikation?
Maschine-zu-Maschine (M2M)-Kommunikation verwendet drahtlose oder kabelgebundene Netzwerke, um Daten ohne menschlichen Eingriff zwischen Geräten auszutauschen. Über Standards wie 5G, Wi-Fi oder speziell entwickelte Protokolle ermöglichen Sensoren, Aktoren und Netzmodule effektive Kommunikation in Echtzeit. Diese Technik ist beispielsweise in der industriellen Automatisierung und dem intelligenten Verkehrssystem unverzichtbar.
Wann kommt 6G raus?
Die Verfügbarkeit von 6G-Technologien wird für ca. 2030 erwartet, mit ersten Entwicklungsprojekten und begrenzten Testeinsätzen bereits in den späten 2020ern. 6G verspricht noch höhere Geschwindigkeiten und geringere Latenzen, unterstützt durch Technologien wie Künstliche Intelligenz und den erweiterten Einsatz von Terahertz-Wellen.
Was ist ein 5G-Campusnetz?
Ein 5G-Campusnetz ist ein lokales und oft privat betriebenes Netz, das auf 5G-Technologie basiert und speziell auf die Anforderungen eines Unternehmens ausgelegt ist. Es ermöglicht sichere, leistungsstarke Datenübertragung für Anwendungen wie Industrie 4.0 oder smarte Logistiksysteme innerhalb eines festgelegten Bereichs. Solche Netzwerke bieten Vorteile wie geringe Latenz, hohe Bandbreite durch benutzerdefinierte Konfigurationen sowie Datensouveränität.