Sichere, softwarebasierte Zugangsnetze für die intelligente Fabrik von morgen
Immer mehr Waren lassen sich heutzutage über das Internet individuell gestalten – wir erhalten „personalisierte Produkte“. Durch die höhere Produktvielfalt reduziert sich die individuelle Stückzahl. In der intelligenten Fabrik von morgen werden Kundenwünsche in Produktionsabläufe (Programme) übersetzt. Diese Programme werden an mobile Roboter geschickt, die das Produkt dann herstellen. Die mobilen Roboter sind auf eine drahtlose Vernetzung angewiesen, um entsprechend flexibel zu sein. Dazu müssen die Roboter über viele verteilte drahtlose Zugangspunkte in der Fertigungshalle kommunizieren. Die Störungen zwischen den Funkknoten, die durch den Betrieb auf engstem Raum entstehen, müssen koordiniert werden, um das Funkspektrum effizient zu nutzen. Die zu entwickelnden Lösungen unterliegen strengsten Anforderungen hinsichtlich Zuverlässigkeit, Reaktionsschnelligkeit sowie Datensicherheit.
Im Projekt SESAM wird für die intelligente Fabrik der Zukunft ein ganzheitliches Konzept für die zuverlässige, latenzarme und sichere drahtlose Kommunikation zwischen mobilen Robotern entwickelt. Dabei werden parallel sowohl optische als auch funkbasierte drahtlose Lösungen zur Erweiterung der drahtgebundenen Industrienetze genutzt, um die Vorteile beider Welten in einem drahtlosen Kommunikationssystem zu vereinen: Funksysteme bieten hier eine bessere Abdeckung, während optische drahtlose Systeme mit höheren Datenraten und erhöhter Sicherheit aufwarten können. Die optische drahtlose Kommunikation erfolgt über sichtbares Licht und kann z. B. in die Büro- und Hallenbeleuchtung integriert werden. Der Ansatz eines softwaredefinierten Netzes ermöglicht ein sicheres, mobiles Funkzugangsnetz, um mobile Roboter latenzarm und auf dem kürzesten Weg mit der Cloud zu verbinden. Zur erhöhten Sicherheit erfolgt die netzseitige Verschlüsselung dabei bereits in der Cloud und nicht erst nach den drahtlosen Zugangspunkten. Die Kommunikationsarchitektur soll eine latenzarme Übergabe von mobilen Funkteilnehmern zwischen den Funkzugangsknoten erlauben. Dazu wird der Datenstrom zwischen den drahtlosen optischen und funkbasierten Zellen kooperativ und vorausschauend ohne Datenverlust umgeschaltet. Die neuen Verfahren werden abschließend in einer Fertigungshalle realitätsnah erprobt.
Mithilfe softwarebasierter Netze wird in SESAM eine latenzarme Mobilitätsfunktion mit einem neuartigen Sicherheitskonzept verknüpft. Neben einer latenzarmen, hochzuverlässigen Funklösung wird Licht als drahtloses Kommunikationsmedium eingesetzt, weil es in der Werkshalle gegenüber Angriffen, die von außerhalb der Werksmauern kommen, nahezu unangreifbar ist. Der Ansatz birgt das Potenzial, die Anforderungen der intelligenten, voll vernetzten Fabrik insgesamt besser als heutige Lösungen zu erfüllen und ebnet somit den Weg für den Einsatz von mobilen Robotern in der personalisierten Produktion.