5G.NAMICO

Networked, Adaptive Mining and Construction

Motivation

Die digitale Transformation ist eine der zentralen Herausforderungen, vor der die Bergbaubranche gegenwärtig steht. Ein wesentlicher Baustein und gleichzeitig auch Voraussetzung für die ganzheitliche digitale Transformation der Industrie ist die Integration leistungsfähiger Datenübertragungstechnologie. Hierbei gilt der Datenübertragungsstandard 5G als Schlüsseltechnologie und kann eine leistungsfähige, kabellose Echtzeitkommunikation der verschiedenen Teilnehmer in der Produktion ermöglichen. Allerdings ist die 5G Technologie in rauen Einsatzbedingungen wie dem Bergbau noch nicht ausreichend wissenschaftlich untersucht.

Ansatz

Zu Beginn des Projektes erfolgt die Spezifikation der Anforderungen an die innerhalb des Forschungsprojektes benötigten 5G-Netze. Basierend auf den Ergebnissen werden im nächsten Schritt die technischen Planungen der benötigten Netze umgesetzt. Dabei wird sowohl die gesamte benötigte digitale Infrastruktur als auch die Architektur des 5G-Netzes entworfen und die zur Realisierung der Netze notwendigen Technologien (bspw. Sende- und Empfangskomponenten) identifiziert. Darauf aufbauend erfolgt eine Installation und Erprobung der geplanten Netze sowie eine Optimierung der Netzparameter, um die zuvor abgeleiteten Anforderungen umzusetzen. Im letzten Schritt des Projektes werden die entworfenen und installierten 5G-Netze durch die anwendungsspezifischen Use Cases im Bergwerk und auf der Baustelle hinsichtlich ihrer Funktionalität validiert.

Das MRE unterstützt mit seiner Expertise im Bereich des untertägigen Bergbaus die Planung und den Aufbau des 5G-Netzes im Bergwerk, um bereits in der Planungsphase die spezifischen Bedingungen des untertägigen Rohstoffabbaus zu berücksichtigen. Hauptaugenmerk liegt auf der Umsetzung des bergbaulichen Use-Cases zusammen mit den bergbaulichen Partnern Nerospec SK, GHH Fahrzeuge und BAT Bergbau Service. Der Bergbau-Use-Case beinhaltet drei Teilaspekte; die Entwicklung eines echtzeit-basierten Sicherheitskonzeptes zur Lokalisation von Menschen und Maschinen in untertägigen Grubengebäuden, die Untersuchung der Bandbreite des 5G-Netzes bei der Nutzung (teil‑)autonomer Maschinen und die Untersuchung der Latenzzeit zwischen Tagesanlagen und Ortsbrust zur Steigerung der Zuverlässigkeit und Effizienz der Telearbeit von Betriebsmitteln.

Projektziele und Fragestellungen

Untersuchung der Fragestellung, wie ein 5G-Netz, welches unter sich ständig wandelnden Bedingungen – wie es in Bergwerken typisch ist – eingesetzt wird, technisch realisiert werden kann.
Untersuchung der Fragestellung, wie sich 5G-Signale in einzelnen Bergwerksabschnitten und vor allem auf der letzten Meile verhält.
Validierung des konzeptionierten 5G Netzes auf einer Referenzbaustelle und in einem untertägigen Bergwerk durch die Umsetzung mehrerer Use Cases.