Des capteurs enregistrent en permanence les mesures dans les installations et les machines pour vérifier que tout fonctionne comme prévu et pour permettre de détecter à un stade précoce toute erreur dans l'environnement de production industrielle. Cependant, comme règle, l'évaluation des données est décentralisée et s'effectue avec un décalage temporel. En contraste avec ceci, la norme sans fil 5G permet directement, mesure sans fil en temps réel. Fraunhofer à Aix-la-Chapelle s'est associé à Ericsson pour offrir un environnement de test unique pour les applications 5G dans l'industrie. Les partenaires utiliseront l'exemple de la fabrication de composants de moteurs d'avions pour démontrer en direct, pour la première fois, les opportunités offertes par la technologie à la foire de Hanovre du 23 au 27 avril 2018.

La production de moteurs d'avion est une entreprise complexe et coûteuse. L'ensemble de la chaîne de fabrication d'un composant de compresseur connu sous le nom de Blisk (disque à pales intégrées) peut coûter jusqu'à 200, 000 €. Les normes de sécurité et de qualité les plus élevées doivent être respectées et les machines-outils commandées par ordinateur doivent être programmées pour garantir que les composants sont fabriqués exactement comme stipulé dans les plans de conception. Des capteurs montés sur l'usine et les machines surveillent le processus de production en continu. "Pourtant, il existe toujours un certain élément de risque résiduel car l'analyse de la qualité est décentralisée avec un décalage temporel considérable. Les fréquences naturelles des aubes à parois minces posent un problème particulier en production car toute vibration incontrôlée a des effets néfastes sur la qualité, qui doivent être corrigées par des opérations manuelles chronophages suite à la production, " a déclaré le Dr Sascha Gierlings, Responsable de la fabrication de prototypes au Fraunhofer-Institute for Production Technology IPT à Aix-la-Chapelle.

Environnement de test unique à Aix-la-Chapelle

Une combinaison de la dernière technologie de capteur et de taux de transfert de données rapides comme ceux fournis par la future norme de communication mobile 5G semble être une solution prometteuse à ce problème. Dans le cas particulier de la production de disques durs, le Fraunhofer IPT a fixé un capteur spécialement développé directement sur le composant. Cela transfère les spectres de vibration du blisk via 5G avec une latence inférieure à la milliseconde au logiciel qui reconnaît immédiatement si les vibrations dépassent le maximum autorisé ou ont atteint des fréquences critiques et adapte le processus de production en conséquence sans délai. Un avantage supplémentaire :Le transfert rapide des données permet un jumeau numérique, le reflet virtuel d'un composant à générer. Ce jumeau permet de répondre à des questions importantes relatives au processus de production à l'ordinateur, avant que le processus ne commence.

Le transfert en direct des données des composants a été développé par l'Institut de recherche d'Aix-la-Chapelle en collaboration avec Ericsson, le fournisseur de technologie suédois dans le High Performance Center Networked, Production adaptative. Les partenaires dévoileront leur solution au public pour la première fois lors d'une démonstration en direct à la foire de Hanovre fin avril :les chercheurs de l'Institut Fraunhofer transféreront en temps réel le spectre de vibration d'un disque dur fraisé via la technologie 5G directement du capteur à une unité d'affichage. "Nous espérons que notre présence au salon encouragera toutes les entreprises intéressées à nous rendre visite à Aix-la-Chapelle afin qu'elles puissent profiter de l'environnement de test unique que nous avons ici pour les applications 5G dans l'industrie, " ajoute Niels König, Responsable du département de métrologie de production et coordinateur des activités 5G à l'IPT Fraunhofer, s'adressant directement aux clients potentiels. « La production de Blisk n'est qu'un des nombreux domaines d'application envisageables. Sa complexité, cependant, le rend particulièrement adapté à une utilisation en tant que démonstrateur."

"Des exemples d'applications telles que la production Blisk mettent en évidence le fait qu'il n'y a pas d'autre solution que la 5G pour ceux qui s'efforcent de pérenniser leur production, " explique Stefan Koetz, PDG d'Ericsson GmbH. "Bien sûr, Lorsque vous créez des solutions de connectivité dans le cadre de l'Industrie 4.0, il est essentiel de travailler côte à côte avec un partenaire solide avec une expérience d'intégrité ainsi que des normes de qualité et de fiabilité inégalées. Notre énoncé de mission en un mot."

5G à partir de 2020

Les plans sont déjà bien avancés pour introduire la 5G comme nouvelle norme de communication mobile d'ici 2020. En plus des temps de latence faibles, il promet des taux de transfert de données élevés allant jusqu'à 10, 000 mégabits par seconde et permet à de nombreux appareils de fonctionner simultanément dans de petites cellules radio étroitement liées. Pour la toute première fois, La technologie 5G permet ainsi l'utilisation de connexions de capteurs sans fil pour des analyses de données en temps réel et un contrôle adaptatif des processus de production avec des temps de réaction courts. « Le plus grand défi auquel sont confrontés les fournisseurs de communications mobiles d'ici 2020 sera de continuer à réduire la taille des unités de transmission. De l'ordinateur portable au smartphone ou à la taille de la puce, si possible. Notre mission est de développer la technologie de mesure et de contrôle nécessaire, " c'est ainsi que König résume les prochaines étapes du processus de développement.