传感器持续记录工厂和机器的测量数据,以检查一切都在按计划运行,并使工业生产环境中的任何错误都能在早期阶段被识别。然而,作为一个规则,对数据的评估是分散的,并在一段时间后发生。与此相反,5G无线标准允许直接的、实时的无线测量。亚琛夫琅和费与爱立信合作,为工业中5G应用提供独特的测试环境。合作伙伴将在2018年4月23 - 27日的汉诺威博览会上首次使用航空发动机组件制造的例子来现场演示该技术提供的机会。
航空发动机的生产是一项复杂而昂贵的业务。整个压缩机部件的制造链被称为Blisk(叶片集成磁盘),成本高达20万欧元。必须遵守最高水平的安全和质量标准,并对计算机控制的机床进行编程,以确保零件完全按照设计计划的规定生产。安装在工厂和机器上的传感器监测生产过程不断。“然而,总有一定的剩余风险因素,因为质量分析是分散的,有相当大的风险时间滞后。在生产过程中,薄壁叶片的固有频率是一个特别的问题,因为任何不受控制的振动都会对质量产生不利影响,必须在生产后通过耗时的手工操作来纠正,”位于亚琛的夫劳恩霍夫生产技术研究所原型制造负责人Sascha Gierlings博士说。
亚琛独特的测试环境
结合最新的传感器技术和未来移动通信标准5G提供的快速数据传输速率,似乎是解决这一问题的一个有希望的解决方案。在生产叶盘的具体案例中,夫琅和费IPT将一个专门开发的传感器直接连接到组件上。该系统通过5G传输叶盘的振动频谱,具有毫秒级延迟,软件可以立即识别振动是否超过了允许的最大频率或达到了临界频率,并及时相应地调整生产工艺。另一个优势:快速的数据传输允许一个数字双胞胎,一个组件的虚拟反射被生成。在生产过程开始之前,这对双胞胎可以帮助在电脑上回答与生产过程有关的重要问题。
部件数据的实时传输是由亚琛研究所与瑞典爱立信公司合作开发的,爱立信公司是高性能中心网络化、适应性生产的技术供应商。合作伙伴将在4月底的汉诺威博览会上首次向公众展示他们的解决方案:夫琅和费研究所的研究人员将转移到这里实时通过5G技术,将铣削刀片的振动频谱直接从传感器传输到显示单元。夫劳恩霍夫IPT生产计量部经理兼5G活动协调员Niels König补充说:“我们希望我们在展会上的亮相将鼓励所有感兴趣的公司参观亚琛,以便他们可以从我们这里为工业5G应用提供的独特测试环境中获益。”他直接针对潜在客户说道。“盘片生产只是众多可以想象的应用领域之一。然而,它的复杂性使它特别适合用作演示。”
爱立信公司首席执行官Stefan Koetz解释说:“Blisk生产等应用的例子表明,对于那些努力生产面向未来的产品的公司来说,没有办法避开5G。”“当然,当您创建作为工业4.0的一部分的连接解决方案时,有必要与一个可靠的合作伙伴并肩工作,该合作伙伴具有诚信的记录,以及无与伦比的质量和可靠性标准。简而言之,我们的使命宣言。”
从2020年5克
到2020年将5G作为新的移动通信标准的计划已经在有条不紊地进行中。除了低延迟时间,它还承诺高达每秒10,000兆比特的高数据传输速率,并允许众多设备在紧密相连的小型无线小区中同时操作。5G技术首次实现了无线传感器连接,用于实时数据分析和生产过程的自适应控制,且反应时间短。“从现在到2020年,移动通信供应商面临的最大挑战将是继续缩小传输单元的尺寸。从笔记本电脑到智能手机或芯片大小,如果可能的话。我们的任务是开发所需的测量和控制技术,”这是König总结开发过程中的下一步步骤。
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