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Mobile Roboter bei BMW kommunizieren über Li-Fi

Das vom BMBF (Bundesministerium für Bildung und Forschung) geförderte Projekt OWICELLS* (Optical Wireless Networks for Flexible Car Manufacturing Cells) wurde erfolgreich mit einer Abschlusspräsentation im BMW-Werk in München abgeschlossen.

Kurz danach hat der Autohersteller mitgeteilt, dass eine Miniaturisierung des Systems vor einem vollständigen Einsatz benötigt und gewünscht wird. Gleichzeitig ist es deutlicher geworden, warum BMW Infrarotlicht anstelle von sichtbarem Licht verwendete: Infrarot ist laut der Gruppe, die das Projekt leitete, schneller. Li-Fi kann das von LED-Leuchten emittierte sichtbare Licht nutzen oder wie im BMW-Werk München – Infrarotlicht, was einen unsichtbaren Teil des Lichtspektrums darstellt.

Die Präsentation demonstrierte eine Li-Fi-Kommunikation mit einem mobilen Roboter, während der Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle die üblichen Produktionsprozesse (Schweißen, Umlegen und Prüfen) durchführte. Die robuste, optische Funkübertragung basiert auf räumlicher Vielfalt; mit anderen Worten, Daten werden gleichzeitig von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit einer Latenzzeit von mehr als 100 Mbit / s und fünf Millisekunden übertragen.

Im Auftrag vom Berliner Fraunhofer Heinrich Hertz Institut wurde ein kleines Test durchgeführt, wo BMW die neue, vielversprechende Technologie Li-Fi getestet hatte, um Informationen an und von einem einzigen Fabrikbodenroboter zu übertragen, der zur Inspektion von Autokarosserien verwendet wurde.

Moderne Produktionstechnologien in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um individuelle Kundenanforderungen zu erfüllen.Deshalb versuchen Forschen immer ständiger verschiedene Anwendungen für mobile Roboter und Roboterwerkzeuge zu entwickeln, die im Rahmen des so genannten Internet der Dinge (IoT) mit einer künstlicher Intelligenz im Cloud vernetzt sind. Die drahtlose Datenübertragung ist dafür unerlässlich, muss aber genauso zuverlässig und mit geringer Latenz sein wie eine kabelgebundene Datenverbindung.

Li-Fi basiert auf kostengünstigen LEDs und nutzt das lizenzfreie Spektrum von sichtbarem und infrarotem Licht. Die optische Datenübertragung hängt von einer Sichtverbindung ab, kann jedoch nicht durch Funksender gestört werden.

“Die auf einer Multiple-Input-Multiple-Output-Architektur (MIMO) basierende Li-Fi-Lösung ermöglicht eine zuverlässige mobile Kommunikation in Produktionsprozessen mit besonders geringer Latenz”, kommentiert Dr. Volker Jungnickel, Projektkoordinator am Fraunhofer HHI, die Entwicklungen.

“Li-Fi kann das dicht besetzte Wi-Fi-Spektrum entlasten und eine ununterbrochene mobile Übertragung für industrielles IoT realisieren. Li-Fi arbeitet zuverlässig, wenn typische industrielle Arbeiten wie Punktschweißen mit hohen Strömen und Lichtblitzen stattfinden “, betont Gerhard Kleinpeter, Projektleiter bei BMW.

Das Projekt OWICELLS, gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), hat das Ziel flexiblere Fertigungszellen im Bereich des Automobilbaus zu realisieren. Drahtgebundene Feldbusse sollen dafür um eine schnelle optische Drahtlosübertragung erweitert werden, als energieeffiziente, zuverlässige und sichere Alternative zum Funk.

Im Projekt OWICELLS entwickelt das Fraunhofer HHI gemeinsam mit Partnern aus der Automobil-, Beleuchtungs- und Automatisierungsindustrie neue drahtlose Technologien auf Basis der Datenübertragung durch Licht. Neben der Entwicklung von Hard- und Software wird die OWC-Technologie unter realen Produktionsbedingungen getestet.

OSRAM und die Hochschule München waren assoziierte Partner bzw. Subunternehmer. Die Projektarbeit zum industriellen Li-Fi-System wurde durch Demonstrationen und wissenschaftliche Publikationen auf internationalen Messen und Konferenzen wie der Hannover Messe, ECOC, OFC und WCNC vorgestellt und trug maßgeblich zur Standardisierung bei (IEEE P802.15.13 und P802.11bb , ITU-T G.vlc).

LiFi wird derzeit als neue mobile Zugangstechnologie vom Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) standardisiert, so dass es schon bald im industriellen Umfeld einsetzbar sein wird.

Die Optische Drahtlosübertragung (Optical Wireless Communication, OWC), auch LiFi genannt, ist eine flexible Zugangstechnologie für den Einsatz im industriellen Umfeld. Diese innovative Technologie schafft zusätzliche Bandbreite im lizenzfrei verfügbaren und bisher ungenutzten optischen Frequenzspektrum, wo viele neue, attraktive Anwendungsszenarien realisierbar sind.

 

*OWICELLS  –  Erweiterung von derzeitigen Datenübertragungssystemen um eine optische Drahtlos-Übertragungstechnik

*Bildquelle: eenewseurope.com