Zuverlässige 5G-Konnektivität für fahrerlose Transportfahrzeuge in der Fabrikhalle
Ein Anwendungsbeispiel für Robustel
Anwendungsbeispiel – Wissenswertes auf einen Blick
Industrie
Industrielles Internet der Dinge, Fabrikautomatisierung, Intralogistik, automatisierte Materialhandhabung (FTS in Lagern und Produktionsstätten)
Produkt(e)
5G-Router oder Gateway; RCMS (RobustLink, RobustVPN)
Herausforderungen
Automatisierte Führungsfahrzeuge (AGVs) verlieren die Verbindung, zögern oder zeigen Fehler, wenn sie sich über große Produktionsflächen in gemeinsam genutzten WLAN-Netzwerken bewegen. Dies führt zu Staus, Leerlaufzeiten und Sicherheitsbedenken. Fabriken haben außerdem Schwierigkeiten, AGVs zu überwachen und zu steuern, sobald diese einen lokalen Bereich verlassen oder sich zwischen Netzwerksegmenten bewegen.
Erwartete Ergebnisse
Geben Sie jedem AGV einen stabilen, werksweiten Kommunikationsweg über privates 5G, anstatt sich auf anfällige WLAN-Übergaben zu verlassen. Behalten Sie die Live-Sichtbarkeit, Kontrolle und Diagnose für jedes Fahrzeug in Bewegung auf dem gesamten Gelände und darüber hinaus.
Wenn Ihr Materialfluss von beweglichen Maschinen abhängt, bedeutet ein Netzwerkausfall einen Produktionsausfall.
AGVs übernehmen heute echte, hochwertige Aufgaben: Sie transportieren Teile zur nächsten Station, versorgen Zellen just-in-time und räumen Fertigprodukte ab. Wenn ein AGV im falschen Moment anhält, weil es seine Verbindung verliert, verlangsamt diese Verzögerung nicht nur eine Fahrspur. Sie kann eine ganze Linie zum Stillstand bringen, den Taktzeitablauf stören und die Bediener zu manuellen Eingriffen zwingen.
Herkömmliche Konfigurationen basieren auf lokalem WLAN innerhalb des Werks. Mit zunehmender Größe der Flotten stößt dieses Modell an seine Grenzen. Die Abdeckung ist an den Rändern der Halle ungleichmäßig, es kommt zu Überlastungen, wenn mehrere FTS um Bandbreite konkurrieren, und das Roaming zwischen den Zugangspunkten ist für die Bewegungssteuerung nicht immer schnell genug. Das Ergebnis ist Instabilität genau dort, wo Sie am meisten Vorhersehbarkeit benötigen.
Der hier verwendete Ansatz ersetzt diese Ad-hoc-Funkverbindungen durch eine strukturierte Kommunikationsschicht, die auf einem im Fahrzeug montierten Robustel 5G Industrial Router oder Gateway basiert und mit einem privaten Mobilfunknetz und zurück zum RCMS kommuniziert. Das AGV ist damit überall in der Anlage zuverlässig erreichbar, nicht nur in den Bereichen, in denen WLAN verfügbar ist.
Geschäftliche Herausforderungen
Fabriken, die AGVs in großem Umfang einsetzen, stoßen auf eine Reihe von Problemen:
- Übergangsprobleme: Wenn sich ein FTS zwischen WLAN-Zellen bewegt, kommt es häufig zu einer kurzen Unterbrechung, während es sich neu verbindet. Bei geringer Auslastung ist dies kein Problem. Bei voller Produktionsauslastung führt dies jedoch zu Befehlsverzögerungen, Routenverwirrung oder Notstopps. Jede Pause führt zu einer Kettenreaktion von Überlastungen.
- Eingeschränkte Sichtbarkeit außerhalb des LAN: Viele AGV-Steuerungssysteme gehen davon aus, dass sich alles innerhalb eines Gebäudenetzwerks befindet. Sobald ein Fahrzeug jedoch einen Außenbereich, eine Laderampe oder ein Satellitenlager betritt, trifft diese Annahme nicht mehr zu. Überwachung und Disposition sind plötzlich außerhalb des Hauptgeschosses nicht mehr möglich.
- Operatives Risiko in „Fast-Echtzeit“: AGVs sind nicht mehr nur langsame Wagen. Sie fahren zunehmend in der Nähe von Menschen, Gabelstaplern und anderen AGVs. Wenn Befehle zu spät eintreffen oder die Telemetrie ausfällt, entstehen nicht nur Ineffizienzen, sondern auch Sicherheits- und Haftungsprobleme.
- Keine saubere Skalierungsmöglichkeit: Das Hinzufügen weiterer AGVs zu einer gemeinsamen WLAN-Umgebung erhöht die HF-Störungen, Interferenzen und den Verwaltungsaufwand für die Zugangsdaten. Die Werke müssen schließlich die SSIDs und die Leistung der Zugangspunkte anpassen, anstatt sich auf die Durchsatz- und Routenoptimierung zu konzentrieren.
Kurz gesagt: Sobald AGVs nicht mehr nur in Pilotprojekten eingesetzt werden, sondern Teil des Kerngeschäfts werden, wird die drahtlose Kommunikation zur Produktionsinfrastruktur. „Ausreichend gutes WLAN” reicht dann nicht mehr aus.
Lösungsübersicht
Die Anlage nutzt einen Robustel 5G Industrial Router oder Gateway, der auf jedem AGV installiert ist. Dieser Gateway wird zum Kommunikationsknotenpunkt des AGV.
- Direkte Ethernet-Verbindung vom AGV-Controller zum Gateway: Jedes Fahrzeug verbindet sein Navigations- und Steuerungssystem über Ethernet mit dem Gateway, nicht über Ad-hoc-WLAN. Dadurch entfällt die unzuverlässige Funkverbindung zwischen dem „Gehirn“ des AGV und dem Funkgerät.
- Spezieller privater 5G-/LTE-Datenpfad: Anstatt über mehrere Zugangspunkte zu roamen, kommuniziert das Gateway mit einem standortweiten privaten Mobilfunknetz. Dies sorgt für eine konsistente Latenz, Abdeckung im gesamten Werk (und sogar in angrenzenden Höfen) und weitaus weniger Verbindungsabbrüche, wenn sich Fahrzeuge bewegen. Außerdem bedeutet dies, dass der AGV-Datenverkehr logisch vom Gast-WLAN, dem Datenverkehr im Büro und den Tablets der Bediener getrennt ist.
- Sicherer Tunnel zurück zur Steuerungsumgebung: Das Gateway baut einen verschlüsselten Kanal von jedem AGV zurück zur AGV-Verwaltungsebene des Werks auf. Befehle, Telemetriedaten und Statusaktualisierungen werden über diesen Tunnel und nicht über offene Produktions-WLANs weitergeleitet. Dies trägt zur Erfüllung interner Sicherheitsanforderungen bei und verringert die Angriffsfläche.
- RCMS für Flottentransparenz und Live-Status: Alle Gateways registrieren sich auf der RCMS-Plattform von Robustel. Der Betrieb kann sehen, welche AGVs online sind, wie ihre Signalqualität und ihr Datendurchsatz sind und ob Kommunikationsalarme vorliegen. Vorgesetzte können auch überprüfen, ob die Fahrzeuge noch mit der genehmigten Firmware und Konfiguration laufen, anstatt erst nach einem Fehler eine Versionsabweichung festzustellen. RCMS wird so zu einer Live-Karte, die anzeigt, „welche Fahrzeuge gerade verbunden sind und funktionieren“.
- Über die Fabrikmauern hinaus: Da die Aufwärtsverbindung mobilfunkbasiert ist, kann das AGV in Laderampen, Bereitstellungsbereichen oder angeschlossenen Lagerhäusern verbunden bleiben, ohne dass in jedem Raum ein spezielles WLAN eingerichtet werden muss. Dadurch werden die zentrale Disposition und Überwachung über die Hauptproduktionshalle hinaus erweitert.
Erwartete Kundenergebnisse
Was Erfolg für den Kunden und den AGV-Anbieter bedeutet
Für die Anlage / den Betreiber:
- Der Materialfluss wird vorhersehbar. AGVs folgen Anweisungen ohne „Stottern“, das durch das Roaming zwischen Zugangspunkten verursacht wird.
- Die Vorgesetzten sehen in Echtzeit, was passiert, und können früher eingreifen, anstatt erst zu reagieren, wenn der Durchsatz aufgrund eines verstopften Gangs sinkt.
- Die Abdeckung ist nicht mehr an ein Gebäude gebunden. Fahrzeuge bleiben sichtbar und steuerbar, wenn sie sich in Docks oder Pufferbereiche bewegen.
- Die Sicherheitslage verbessert sich. Der Datenverkehr läuft über einen isolierten Kanal, anstatt die WLAN-Zugangsdaten für die Produktion standortweit zu teilen.
Für den Systemintegrator / AGV-Lieferanten:
- Supportanrufe werden übersichtlicher. Wenn ein Fahrzeug zögert, können Sie die Verbindungsqualität, die Latenz und den letzten bekannten Befehl über RCMS überprüfen, anstatt zu raten.
- Sie können Stabilität nachweisen. Wenn Sie das System übergeben, sagen Sie nicht nur „es sollte funktionieren“. Sie zeigen gemessene Leistung auf der gesamten Fläche.
- Die Erweiterung auf zusätzliche FTS ist unkompliziert. Jedes neue Fahrzeug erhält denselben Gateway, dasselbe Profil und dasselbe Backhaul-Modell. Das ist ein wiederholbares Geschäft und kein weiteres individuelles HF-Design.
Praktisch gesehen: AGVs sind nicht mehr „unzuverlässige Roboter mit WLAN-Verbindung“, sondern werden zu vertrauenswürdigen, vernetzten Ressourcen im Produktionsplan.
Empfohlene Produkte
Robustel R5020 5G-Router
RCMS Cloud-Geräteverwaltung
Sprechen Sie mit einem Experten
Wenn Ihre FTS nun Teil des zentralen Produktionsflusses sind, darf ihr Netzwerk keine Nebensache sein.
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