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Industrial Radio Testbeds | Forschungsprojekte | Impulse | Austausch

Industrial Radio Day 2021

Für Vertreter*innen aus Forschung, Herstellung und Anwendung von industriellen Funksystemen.

Update: Unten im Programm sind nun die Aufzeichnungen der Vorträge und die zugehörigen Foliensätze eingebettet. Viel Spaß beim Nachschauen!

Am 17.11.2021 wagten die Teilnehmerinnen und Teilnehmer des Industrial Radio Days sowohl einen Blick in die Zukunft als auch auf den „Status Quo“ der Funkkommunikation in der Industrie. Zur eintägigen Online-Veranstaltung lud der Magdeburger Standort des Industrial Radio Lab Germanys.

Aus Perspektive des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) ordnete Dr. Mikael Gast, Referat „Vernetzung und Sicherheit digitaler Systeme“ des BMBF, das IRLG in bisherige und kommende Forschungsinitiativen ein. Anschließend widmeten sich Prof. Armin Dekorsy, Universität Bremen, Marc Ruffing, DFKI, und Dr. Martin Kasparick, Fraunhofer HHI, der Frage, welche Rolle künstliche Intelligenz im Bereich der Funkkommunikation spielt und spielen wird. Bis zur Mittagspause wurden Impulsthemen, welche aus Sicht des IRLG mittelfristig Forschungs- und Anwendungsrelevant erreichen, diskutiert.

Nach der Mittagspause gab Martin Schwibach, BASF, mit seiner Keynote „Industrielle 5G-Netzwerke in der Prozessindustrie“ den Einstieg in den Nachmittag. Es folgten fünf Berichte aus entstehenden und sich bereits in Betrieb befindlichen Testbeds, welche den „Reality Check“ zu Funkkommunikation in der Automation abrundeten. Niels König, Fraunhofer IPT, und Thomas Neugebauer, Götting KG, berichteten von Ihren Erfahrungen mit ihren 5G Campusnetzen. Einen Ausblick auf entstehende Campusnetzes gaben Dr. Leif Oppermann, Fraunhofer FIT, und Marco Langhof, Teleport GmBH. Thomas Schildknecht gab einen Einblick in die Qualifizierung verschiedener Funktechnologien bei der Schildknecht AG.

Zum Ausklang lud der IRD zu einer Weinprobe und Gelegenheit zum Networking gemeinsam mit den Teilnehmerinnen und Teilnehmern der KommA 2021, welche am Folgetag ebenfalls online stattfand.

Wir bedanken uns für die offene Diskussion, zahlreiche Anregungen und freuen uns auf den nächsten gemeinsamen Industrial Radio Day!

Programm

17. November

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Programm zusammenklappen

ab 9:30 Uhr Einwahl
10:00 Uhr Einleitung

Begrüßung und Kurzvorstellung des Industrial Radio Lab Germanys

Das Industrial Radio Lab Germany (IRLG), das den Industrial Radio Day in diesem November das erste Mal ausrichtet, ist ein Verbund von vier regionalen Laborstandorten. Das IRLG und seine Regionallabore, seine Arbeiten und Ziele, welche vom IRLG-Beirat und dem "Board of Directors" begleitet werden, werden kurz vorgestellt.

Dr. Lutz Rauchhaupt,
Dr. Lisa Underberg

IRL Magdeburg

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Download Foliensatz 1

Perspektive des BMBF

In vielen Branchen wie der Automatisierungsindustrie, Logistik oder Medizintechnik bringt eine intelligente Vernetzung zahlreiche Vorteile, um Prozesse, Produkte und Dienstleistungen zu verbessern oder gänzlich neue zu entwickeln. Moderne Kommunikationssysteme bilden die Basis für diese Vernetzungen – und zwar in allen Anwendungsfeldern und Lebensbereichen. Mit der Forschungsinitiative „Industrielle Kommunikation der Zukunft“ stärkte das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) bereits seit 2013 die Forschung und Entwicklung für neue industrielle Anwendungsfelder auf Basis moderner Kommunikationstechnologien.

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Dr. Mikael Gast

Referent im Referat „Vernetzung und Sicherheit digitaler Systeme“

Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

10:30 Uhr Blick in die Zukunft von Industrial Radio

Funkkommunikation mit Künstlicher Intelligenz

Künstliche Intelligenz hat sich zu einer Schlüsseltechnologie für viele Anwendungsbereiche entwickelt und birgt auch das Potenzial drahtlose Kommunikationssysteme zu revolutionieren. Um in Zukunft eine leistungsfähige, überall und jederzeit verfügbare Vernetzung zu gewährleisten, gilt es bereits heute, neue lern- und anpassungsfähige Kommunikationssysteme zu entwickeln und zu erproben, die effizient und nachhaltig auf vorhandene Ressourcen zurückgreifen. Der Vortrag gibt eine grobe Übersicht über die technologischen Vorteile der Anwendung von maschinellen Lernverfahren mit Schwerpunkt auf Basisband und Medienzugang und greift aktuelle Diskussionen der 3GPP Standardisierung zu KI/ML auf.

Prof. Armin Dekorsy

Leiter der Arbeitsgruppe Nachrichtentechnik, Geschäftsführender Direktor Gauss-Olbers Space-Technology Transfer Center (GOC), Vorstandmitglied Technologie-Zentrum Informatik und Informationstechnik (TZI)

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KICK - Künstliche Intelligenz in Campus Kommunikation

KICK hat sich zum Ziel gesetzt, die Bedienung und Optimierung von Campus-Netzen maßgeblich zu vereinfachen, und zwar mithilfe von künstlicher Intelligenz (KI). Die Kernidee von KICK ist dabei, der KI nicht nur Daten zur Verfügung zu stellen, die im Netz selbst vorhanden sind, sondern diese zusätzlich mit den Produktionsdaten aus dem Betrieb zu verknüpfen. Die Verschmelzung von Daten unterschiedlicher Quellen wird schon heute, beispielsweise beim autonomen Fahren, erfolgreich eingesetzt und ist äußerst vielversprechend. Die Verknüpfung von Kommunikationsdaten und Produktionsdaten im Industrieumfeld ist allerdings völlig neu - Campus-Netze werden erst jetzt, dank der Einführung von 5G, an Fahrt aufnehmen. KICK betrachtet dabei sowohl die Planung von Netzen bei den für die Industrie 4.0 typischen häufigen Umrüstungen der Fabrikumgebung, als auch die kontinuierliche Optimierung im laufenden Betrieb.

Marc Ruffing

Forschungsbereichsmanager

Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH

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Download Foliensatz 3

KI-gestützte QoS-Prädiktion im AI4Mobile Projekt

Für viele Anwendungsfälle im Bereich des automatisierten Fahrens oder der mobilen Robotik ist die Gewährleistung der von der jeweiligen Anwendung benötigten Dienstgüte eine große Herausforderung. Im BMBF-geförderten Projekt AI4Mobile werden KI-Methoden zur robusten Prädiktion der Dienstgüte (QoS) auf Basis von Daten aus umfangreichen Messkampagnen entwickelt. Im Vortrag werden die wesentlichen Anwendungsfälle, Herausforderungen und im Projekt verfolgten Ansätze zur Datengewinnung und KI-basierten QoS-Prädiktion vorgestellt.

Dr. Martin Kasparick

Leiter der Forschungsgruppe Signal and Information Processing

Fraunhofer HHI

11:30 Uhr Kafeepause
11:45 Uhr Impulsvorträge und Diskussion
Jedes Industrial Radio Lab gibt einen etwa 5-minütigen Impuls zu einem ausgewählten Thema. Anschließend ist eine etwa 60-minütige Diskussionsrunde in Spatial Chat geplant, in der sich Teilnehmende und Expert*innen aus den IRLs themenbezogen austauschen.

Kabelloser Feldbus – Brauchen wir ein "kabelloses Kabel"?

Im Zuge der vierten industriellen Revolution (Industrie 4.0), wird erwartet, dass der Grad der Vernetzung von Anlagen und Fertigungsstätten zukünftig steigt. Drahtlossysteme verfügen hierbei über eine Reihe von Vorteilen, welche sich insbesondere in speziellen Anwendungsfeldern ausspielen lassen. Rotierende Maschinenteile beispielsweise, welche bisher die Verwendung von verschleißanfälligen Teilen wie Schleifringen erforderten, können nun drahtlos an eine Steuerung angeschlossen werden. Auch mobile Anwendungsfälle (AGVs bspw.) sind nur durch Verwendung von Drahtlossystemen darstellbar. Allerdings wird gefordert, dass diese Drahtlossysteme eine mit drahtgebundenen Systemen vergleichbare Zuverlässigkeit und Latenz bieten. Dies stellt eine technische Herausforderung dar und erfordert Weiterentwicklungen insbesondere im Bereich Vielfachzugriff und Kanalcodierung, welche als Grundlage für die anschließende Diskussion in diesem Beitrag kurz beleuchtet werden sollen.

Andreas Weinand,
Daniel Lindenschmitt,
Michael Karrenbauer

IRL Kaiserslautern

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Download Foliensatz 4

Communications Control Co-Design – Über die Symbiose zwischen Steuerung und Kommunikation

Ohne Kommunikation ist die beste Regelschleife nutzlos. Mit Hilfe sogenannter Wireless Sensor Networks können Sensordaten für die Regelschleife drahtlos übermittelt werden. Diese Sensoren sind sehr vielseitig und kostengünstig einsetzbar und ermöglichen damit eine Symbiose aus Steuerung und Kommunikation. Jedoch müssen wir uns auch die Frage stellen, ob Besonderheiten bei der Verwendung von drahtlosen Sensoren in einem Regelkreis zu beachten sind.

Niklas Bulk,
Frank Bittner

IRL Bremen

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Download Foliensatz 5

Lokalisierung – Wieso das "Wo" entscheidend für kritische Funkkommunikation ist

Kritische Anwendungen erfordern ein resilientes Kommunikationsnetz. Das heißt, dass die Kommunikation nicht nur unter normalen Umständen zuverlässig funktionieren muss, sondern auch, dass das Netz auch widerstandsfähig und regenerativ gegenüber widrigen Störereignissen sein muss. In Bezug auf Funk gehören Interferenzen - egal ob bewusst oder unbewusst - zu den wichtigsten solcher Störungen. Ein resilientes Funknetz sollte daher permanent das Funkspektrum überwachen. Für eine adäquate Reaktion spielt dabei auch die Lokalisierung der Störer eine entscheidende Rolle, die insbesondere dadurch herausfordernd ist, dass sich die Störer in der Regel nicht kooperativ verhalten.

Dr. Philipp Schulz,
Zhongju Li

IRL Dresden

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Download Foliensatz 6

Performance Testing – Von Äpfeln und Birnen in OT und ICT

Echtzeitfähigkeit und hohe Verfügbarkeit - das sind typische Anforderungen, die die Anwenderindustrie (OT) an ein Kommunikationssystem aus der Informations- und Kommunikationsindustrie (ICT) stellt. Diese Begriffe müssen zwischen OT und ICT "übersetzt" werden, sodass eben nicht Äpfel mit Birnen verglichen werden. Ansätze, wie das geschehen kann, werden in diesem Impuls angerissen. Wir freuen uns auf die anschließende Diskussion!

Dr. Lutz Rauchhaupt,
Dr. Lisa Underberg

IRL Magdeburg

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Download Foliensatz 7

13:00 Uhr Mittagspause
14:00 Uhr Keynote

Industrielle 5G-Netzwerke in der Prozessindustrie

Um den Einsatz 5G für industrielle Anwendung zu ermöglichen, wurden 2019 von der Bundesnetzagentur Frequenzen für lokale Campusnetze bereitgestellt. Viele Industrieverbände (beispielsweise VCI oder NAMUR) haben hier deutlich gemacht, dass für die Nutzung von 5G im industriellen Umfeld besondere Anforderungen gelten. Auf der Basis dieser lokalen Campusnetze werden derzeit die möglichen Einsatzfelder für 5G im industriellen Umfeld in Pilotinstallationen untersucht. In dem Beitrag werden die Anforderungen und der aktuelle Stand diskutiert.

Martin Schwibach

Director Industrial Connectivity & Mobility

BASF

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Download Foliensatz 8

14:45 Uhr Berichte aus Industrial Radio Testbeds I

5G-Industry Campus Europe - Forschungsinfrastruktur für 5G in der Produktion

Der Mobilfunkstandard 5G bietet attraktive Möglichkeiten, Produktionsprozesse abzusichern und zu flexibilisieren. Als Innovationsplattform für neue 5G Anwendungen in der Produktion wird der »5G-Industry Campus Europe« vorgestellt, eine vom BMVI geförderte 5G-Modellregion der Bundesregierung. Im Vortrag werden konkrete Anwendungen aus dem Prozessmonitoring beschrieben, die gezielt die Latenzeigenschaften von 5G nutzen. Ausgewählte Anwendungen werden live demonstriert.

Niels König

Abteilungsleiter Produktionsmesstechnik & Koordinator 5G-Industry Campus Europe

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

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Erfahrungsbericht über den Einsatz eines lokalen Campusnetzes im Bereich fahrerloser Fahrzeuge

Aus der Sicht eines KMUs wird die Motivation, die Frequenzbeantragung, Beschaffung und Finanzierung sowie die Inbetriebnahme eines lokalen 4G Campus-Netzes erläutert. Praktische Erfahrungen beim Einsatz zur Steuerung von Fahrerlosen Transportfahrzeugen (AGVs) sowie die Bestimmung einiger wesentlicher Parameter (Latenz, Datenrate, Paketfehlerrate) aus Applikationssicht werden erläutert. Ein kurzes Video zur Interaktion zwischen einem AGV und einem stationären Roboter beschließt den Vortrag.

Thomas Neugebauer

Entwicklungsleitung

Götting KG, Lehrte

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Download Foliensatz 10

15:25 Uhr Kaffeepause
15:40 Uhr Berichte aus Industrial Radio Testbeds II

Erfahrungen aus der Planung und Beschaffung zweier 5G Campusnetze

Fraunhofer FIT plant derzeit im Rhein-Sieg-Kreis zwei 5G-SA Campus-Netze. Ein Erprobungsnetz (Indoor/Outdoor, mit Lokalisierung) am eigenen Standort Birlinghoven bei Bonn, das ab 2022 auch für anwendungsnahe Kooperationsprojekte zur Verfügung stehen wird. Und im BMVI-Umsetzungsprojekt 5G Troisdorf ein Netz für industrielle Anwendungen im dortigen IndustrieStadtpark in Kooperation mit Projektpartner Troiline.

Dr. Leif Oppermann

Leiter Mixed and Augmented Reality Solutions und Projekt-Koordinator "5G Troisdorf"

Fraunhofer FIT

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Download Foliensatz 11

5G Industrial Working & Co-Working - Gemeinsam genutzte 5G-Campusnetze für Gewerbeparks

Das Projekt 5G Industrial Working & Co-Working (5GIWCoW) fokussiert sich auf die industrielle Nutzung von 5G in kleinteiligen wirtschaftlichen Strukturen. Dafür wurde im Technologiepark Ostfalen bei Magdeburg ein 5G-Netz projektiert – dieses wird derzeit errichtet. Die Projektierung und der Betrieb von Campusnetzen mit mehreren Teilnehmern stellt dabei besondere Herausforderungen in vielerlei Hinsicht: In Bezug auf Technik, auf Regulierung, auf Betriebskonzepte, auf die IT-Sicherheit und die DSGVO. Erste Problemstellungen, Erfahrungen und Lösungsansätze sollen hier aufgezeigt werden. Es werden darüber hinaus daraus abgeleitete Vorschläge zur Diskussion gestellt.

Marco Langhof

Geschäftsführer

Teleport GmbH

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Download Foliensatz 12

Sharkroom – Blick in unser Haifischbecken: Wie qualifizieren wir Software & Funktechnologien bei der Schildknecht AG"

Für die Optimierung der Funktechnologien in unseren Datenfunksystemen haben wir ein intern genanntes Haifischbecken aufgebaut. In einem dafür eigenen Raum laufen Funklösungen in konkreten Anwendungsszenarien in Langzeittests. Dazu wird eine Vielzahl von parallelen Anwendungen betrieben wie wireless Profibus, wireless Profinet, Wireless CAN, wireless Ethernet IP, wireless Powerlink, Wireless Sensor etc. Wir wollen damit die Praxis in industriellen Anwendungen nachstellen und unterschiedlichen Software, Hardware, Hersteller, Funktechnologien mit Langzeittests zu verifizieren. Dazu werden Parameter des Funkkanals, wie Latenz der Funkübertragung erfasst und zur Verifizierung herangezogen.

Thomas Schildknecht

Schildknecht AG

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Download Foliensatz 13

16:45 Uhr Zusammenfassung

Tagesrückblick

Dr. Lisa Underberg

IRL Magdeburg

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Download Foliensatz 14

17:00 Uhr IRD: Networking und Diskussion
Im Spatial Chat können Kontakte geknüpft und Diskussionen in kleinen Gruppen fortgeführt werden.
18:00 Uhr Digitale Weinprobe gemeinsam mit der KommA 2021

Zum virtuellen Networking laden wir zu einer digitalen Abendveranstaltung mit Weinverkostung ein. Dazu hat das Team der KommA den Weinhandel BASTA. gewonnen. Gern wird Ihnen Herr Ben Gersbach etwas zu 3 Weinen berichten, die Ihnen nach der Registrierung zu diesem Veranstaltungsteil auf dem Postweg zugesendet werden.

Anmeldung bis zum 9. November für den rechtzeitigen Versand erforderlich!

Hinweis

Für Diskussionen im Spatial Chat sind insgesamt 120 Minuten geplant; darauf legen wir bewusst einen Schwerpunkt.

18. November

Weitere Infos zur KommA gibt es hier.