5G in der Automation

(Lemgo/Ilmenau 31.03.2025) Auf der Hannover Messe 2025 präsentiert das Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung mit zweien seiner Hauptstandorte Lemgo und Ilmenau innovative Lösungen für die Fernsteuerung mittels 5G. 

Das Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB) demonstriert auf der Hannover Messe 2025 mit seinen Hauptstandorten in Lemgo und Ilmenau innovative 5G-Technologien zur sicheren und latenzarmen Fernsteuerung von Arbeitsmaschinen. Besucherinnen und Besucher erhalten in der 5G Arena (Halle 14, Stand H06 (32)) detaillierte Einblicke in aktuelle Forschungsarbeiten zur industriellen Vernetzung und Steuerung über große Distanzen.

Technische Herausforderungen der Remote Operation von Arbeitsmaschinen

Die zuverlässige Fernsteuerung erfordert minimale Latenzen, eine durchgehende Netzabdeckung und deterministische Kommunikationsmechanismen. Untersuchungen zeigen, dass für eine geschlossene Regelungsschleife (Closed-Loop Control) in taktilen Anwendungen durch einen menschlichen Bediener Latenzen unter 100 Millisekunden erforderlich sind. Überschreiten die Verzögerungen diesen Wert, nimmt die Präzision der direkten Steuerung ab, sodass alternative Steuerungskonzepte notwendig werden. Hierzu zählen unter anderem prädiktive Assistenzsysteme oder autonome Regelkreise, die eine kontinuierliche Maschinenkontrolle sicherstellen können.

Zur Sicherstellung dieser Anforderungen entwickelt das Fraunhofer IOSB-INA in Lemgo adaptive Optimierungsalgorithmen für 5G-Mobilfunknetzwerke. Diese ermöglichen eine dynamische Anpassung an sich verändernde Umgebungen und gewährleisten eine priorisierte Datenübertragung für sicherheitskritische Steuerbefehle wie den Not-Aus.

Ein weiterer zentraler Forschungsbereich ist die Integration zeitsensitiver Applikationen. Die am Fraunhofer IOSB-INA entwickelten Low-Latency-Datenübertragungsmethoden optimieren die Verarbeitung von Steuerbefehlen und Sensordaten, um eine präzise Maschinenkontrolle auch bei variierenden Netzbedingungen zu ermöglichen.

Fernsteuerung eines Traktors über 200 Kilometer

Ein zentrales Forschungsexperiment auf der Messe umfasst die Demonstration der Remote Operation eines 5-Tonnen-Traktors über eine Distanz von mehr als 200 Kilometern. Das interdisziplinäre Team untersucht hierbei die Abhängigkeit der Steuerungsqualität von unterschiedlichen Netzwerkparametern sowie die Grenzen menschlicher Reaktionszeiten in Abhängigkeit von Latenzen. Die gewonnenen Erkenntnisse fließen in die Weiterentwicklung von teleoperativen und semi-autonomen Steuerungskonzepten ein, die in industriellen Anwendungen wie der Landwirtschaft, dem Bergbau oder dem Katastrophenschutz Einsatz finden.

5G als Enabler für die industrielle Remote Operation

Anstatt kostenintensive Neuentwicklungen autonomer Maschinen voranzutreiben, fokussiert sich Fraunhofer IOSB-AST in Ilmenau auf das Environment-Perception-Kit (EnvP-Kit). Diese Lösung ermöglicht die nachträgliche Ausrüstung bestehender Maschinen mit Sensorik und Steuerungstechnik, um die zuverlässige Fernsteuerung auch unter variablen Umgebungsbedingungen sicherzustellen. Diese modulare Strategie erlaubt einen schrittweisen Übergang von der Teleoperation hin zu autonomen Systemen und bietet Unternehmen skalierbare und wirtschaftlich tragfähige Lösungen. Für die sichere und robuste Teleoperation stellt Fraunhofer IOSB-INA in Lemgo bei der Entwicklung und Optimierung industrieller 5G- und WLAN-Netzwerke den Unternehmen zur Verfügung.

Fraunhofer IOSB als Partner für industrielle Kommunikationslösungen

Im Bereich drahtloser Kommunikationssysteme bietet das Fraunhofer IOSB wissenschaftlich fundierte Unterstützung in folgenden Domänen:

·       Entwicklung und Optimierung industrieller 5G- und WLAN-Netzwerke

·       Forschung zu zuverlässigen und latenzarmen Funkkommunikationslösungen

·       Integration hochleistungsfähiger drahtloser Netzwerktopologien in bestehende industrielle Infrastrukturen

·       Entwicklung und Integration von Low Latency Video Streaming über IP basierte Netzwerke

Diese Technologien ermöglichen eine präzise, effiziente und sichere industrielle Fernsteuerung unter anspruchsvollen Einsatzbedingungen.

Erleben Sie die Zukunft der Remote Operation live!

Besuchen Sie das Fraunhofer IOSB in der 5G Arena auf der Hannover Messe 2025 und erfahren Sie, wie modernste 5G-Technologie neue Maßstäbe für die Teleoperation und Automatisierung industrieller Maschinen setzt.

5G Arena | Halle 14, Stand H06 (32)