Werkstückträger, insbesondere mit einer 5G-Funkschnittstelle

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Werkstückträger, ein System mit einem Werkstückträger und einer Basisstation, ein Verfahren zur Lokalisierung eines Werkstückträgers und eine

Verwendung eines Funksignals eines 5 G- Netzes.

Zunehmend sollen in industriellen Fertigungsanlagen die Fortschritte der einzelnen

Werkstücke verfolgt werden. Hintergrund ist die Idee, Fertigungsanlagen durch die Produkte (d.h. Werkstücke) zu steuern. Dabei bringt das Werkstück alle Informationen für die einzelnen Produktionsschritte und die benötigten Maschinen und Werkzeuge mit. Vorteilhaft ist dabei, dass ein hoher Grad von Individualisierung der einzelnen Produkte möglich wird und der Produktionsablauf weiter automatisiert werden kann. Durch die Automatisierung sollen Fehler im Produktionsprozess vermieden und die Produktqualität erhöht werden. Darüber hinaus sollen durch Verringerung von Rüstzeiten und manuellen Eingriffen die Kosten reduziert werden. Auch eine Dokumentation des Produktentstehungsprozesses (z.B. als Qualitätsnachweis) wird dadurch möglich.

Um entsprechend Werkstücke zu verfolgen, gibt es aktuell Werkstückträger, in die RFID- Tags integriert sind. Auch Barcodes, häufig als Aufkleber realisiert, werden eingesetzt. Diese ermöglichen es, dass nach Scannen des RFID-Tags oder des Barcodes mit einem

Lesegerät, ein Werkstück innerhalb der Fertigungskette nachverfolgt werden kann. Die Fertigungsschritte können nach Registrierung des Tags in einer zentralen Datenbank dokumentiert und zum Beispiel für die Optimierung der Produktionsabläufe verwendet werden.

Für die beschriebene Verfolgung auf Basis von RFID-Tags oder Barcodes werden entsprechende Lesegeräte in der Fertigungskette benötigt, und häufig sind auch manuelle Vorgänge nötig (z.B. Einscannen mit einem Handscanner). Damit einhergehende Probleme sind insbesondere die Kosten für entsprechende Lesegerät und/oder Personalkosten. Zudem sind manuelle Vorgänge in der Regel zeitintensiv. Weiterhin ist durch die Notwendigkeit von Lesegeräten die Verfolgung nur an bestimmten Stellen in einer Maschine oder Produktionsanlage möglich.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere sollen ein Werkstückträger, ein System mit einem Werkstückträger und einer Basisstation sowie ein Verfahren zur Lokalisierung eines Werkstückträger angegeben werden, die jeweils zumindest dazu beitragen, RFID- oder Barcode-Lesegeräte in der Fertigungskette sowie manuelle Einscann-Vorgänge zu vermeiden, die Kosten zu reduzieren und/oder die

Handhabbarkeit zu verbessern. Darüber hinaus soll eine möglichst örtlich weitreichende Verfolgung von Werkstücken in einer Maschine oder Produktionsanlage ermöglicht werden.

Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der hier vorgeschlagenen Lösung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.

Hierzu trägt ein Werkstückträger bei, aufweisend eine Einrichtung, die dazu eingerichtet ist, unter Verwendung mindestens eines empfangenen Signals eine Eigenposition des

Werkstückträgers zu erfassen.

Die hier vorgestellte Lösung erlaubt in vorteilhafter Weise, dass der Werkstückträger aktiv eine (Eigen-) Lokalisierung durchführen kann. Dies trägt in besonders vorteilhafter Weise dazu bei einen autonomen und/oder intelligenten Werkstückträger bereitzustellen. Der hier vorgeschlagenen Lösung liegt insbesondere die Idee zugrunde, einen Werkstückträger mit einer Einrichtung in Form einer aktiven Technologie auszustatten, die selbstständig die eigene Position, insbesondere in der Fertigungskette und/oder in einem Werk erfassen bzw. ermitteln kann. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der Werkstückträger diese

Eigenposition über Funk einer Basisstation mitteilen kann, die vorzugsweise mit dem Leitsystem eines (Fertigungs-)Werks verbunden ist. Bei dem Werkstückträger handelt es sich insbesondere um eine Vorrichtung, die dazu eingerichtet ist ein Werkstück, wie etwa ein Halbzeug, zu halten und/oder zu fixieren.

Darüber hinaus kann der Werkstückträger dazu eingerichtet sein, in ein Transport- und/oder Transfersystem, beispielsweise eines Fertigungswerks, eingegliedert zu werden. Hierzu kann der Werkstückhalter beispielsweise eine Transporteinrichtung aufweisen, die so ausgestaltet ist, dass der Werkstückträger mit einem Förderband lösbar verbunden werden kann. Werkstückträger tagen insbesondere dazu bei, die Handhabung von Werkstücken in einem komplexen, beispielsweise mehrstufigen Fertigungsprozess zu verbessern. Dies bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass unter einem Werkstückträger ein Träger verstanden werden kann, auf dem ein oder mehrere Werkstücke befestigt sind, um sie von einem Werkstückförderer entlang einer Fertigungslinie durch mehrere Fertigungsstationen (hier auch als Bearbeitungsstationen bezeichnet) zu transportieren. Vorzugsweise ist das Werkstück derart an bzw. auf dem Werkstückträger haltbar, dass das Werkstück direkt an bzw. auf dem Werkstückträger von Maschinen (wie etwa Fräsen) oder Arbeitern bearbeitet werden kann.

Der Werkstückträger kann beispielsweise einen Grundkörper aufweisen, an bzw. auf dem ein oder mehrere Werkstücke mittels eines Werkstückhalters des Werkstückträgers fixiert werden können. Der Grundkörper kann beispielsweise in der Art einer (quadratischen) Platte geformt sein. Der Werkstückhalter kann beispielsweise mittels mechanischer und/oder magnetischer Befestigungsmittel realisiert sein. Die Einrichtung kann beispielsweise in oder an dem Grundkörper angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Einrichtung zumindest teilweise in einem Innenraum des Grundkörpers integriert. Der Werkstückträger kann grundsätzlich von einem Band oder einer Kette antreibbar sein. Alternativ oder kumulativ kann der Werkstückträger mit einem Eigenantrieb ausgestattet sein.

Der Werkstückträger weist eine (aktive) Einrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, unter Verwendung mindestens eines empfangenen Signals eine Eigenposition des

Werkstückträgers (aktiv) zu erfassen. Vorzugsweise ist die Einrichtung derart eingerichtet, dass sie eine (aktive) Eigenlokalisierung durchführen kann. Dies bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass es sich bei der Einrichtung vorzugsweise um eine aktive Einrichtung zur Eigenlokalisierung handelt. Dies trägt in vorteilhafter Weise dazu bei, dass sich der Werkstückträgers ohne externe Lesestationen selbst lokalisieren bzw. orten kann.

Zum Empfangen des Signals kann die Einrichtung beispielsweise eine Funkschnittstelle und/oder eine Antenne aufweisen. Die Funkschnittstelle und/oder die Antenne können Teil eines Funkmoduls der Einrichtung sein. Für eine Auswertung des Signals kann die

Einrichtung eine Datenverarbeitungseinrichtung aufweisen oder zumindest auf diese zugreifen.

Die Eigenposition des Werkstückträgers kann die Einrichtung beispielsweise dadurch ermitteln, dass sie ihre Position relativ zu bekannten ortsfesten Objekten im Umfeld des Werkstückträgers bestimmt. Hierzu kann die Einrichtung beispielsweise einen Kamera-, Ultraschall- und/oder Radar-Sensor umfassen. Bekannte ortsfeste Objekte können in einer Werkshalle beispielsweise Wände, Tore, Maschinen, Regale und/oder extra zum Zwecke der Eigenlokalisierung vorgesehene ortsfeste Marker sein.

Alternativ oder kumulativ kann die Einrichtung die Eigenposition des Werkstückträgers beispielsweise dadurch ermitteln, dass sie ihre Position in einem lokalen Koordinatensystem und/oder in einem globalen Koordinatensystem bestimmt. Ein entsprechendes lokales Koordinatensystem könnte beispielsweise innerhalb einer Werkshalle definiert sein. In diesem Zusammenhang könnten in oder an der Werkhalle ortsfeste Funkstationen (etwa integriert in Basisstationen) angeordnet sein, die Funksignale mit der Einrichtung

austauschen. Die Einrichtung könnte somit über eine Laufzeitmessung der Funksignale und eine Triangulation ihre Eigenposition in dem lokalen Koordinatensystem bestimmen. Bei den Funkstationen könnten es sich beispielsweise um WLAN-Stationen oder 5G-Stationen handeln. Für eine Ortung in einem globalen Ko o rd i n ate nsystem könnte die Einrichtung beispielsweise über einen GPS-Empfänger verfügen.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass es sich bei dem Signal um ein Funksignal eines 5G- Netzes handelt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Signal um ein 5G-Funksignal, welches der Einrichtung eine Positionsinformation liefert.

Die (eigene) Position kann insbesondere jederzeit innerhalb des Funknetzes (von der Einrichtung bzw. dem Werkstückträger) angefordert werden. Beispielsweise kann die Einrichtung dazu eingerichtet sein ein Anforderungssignal auszusenden, um ein Signal mit einer Positionsinformation aus dem 5 G- Netz anzufordern. Nach dem Empfangen des Signals mit der Positionsinformation kann auf Basis dessen die eigene Position erfasst werden, beispielsweise durch eine entsprechende Auswertung der Positionsinformation aus dem empfangenen Signal. Diese Positionsinformation kann beispielsweise dadurch generiert werden, dass eine oder mehrere 5G-Basisstationenen (ggf. gemeinsam) die Position des Werkstückträgers bestimmen. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass eine oder mehrere 5G-Basisstationen eine Eigenschaft, wie insbesondere eine Signalstärke eines von der Einrichtung ausgesandten Funksignals (ggf. in der Art eines Anforderungssignal) auswerten und hieraus auf die Position des Werkstückträgers rückschließen. Dabei wird in der Regel das Funksignal, welches zur Positionsbestimmung genutzt wird, von der

Einrichtung des Werkstückträgers an die eine oder mehreren 5G-Basisstationenen gesendet. Wenn mehrere Basisstationen genutzt werden, können dementsprechend auch mehrere Funksignale zur Anwendung kommen.

Alternativ oder kumulativ kann die Einrichtung dazu eingerichtet sein, Messungen im 5G- Netz durchzuführen und auf Basis dieser Messungen ihre Position (in einem lokalen und/oder globalen Koordinatensystem) zu bestimmen. Insbesondere in diesem

Zusammenhang ist vorgesehen, dass die Einrichtung vorzugsweise nicht nur dazu eingerichtet ist Signale zu empfangen, sondern auch dazu Signale auszusenden. Eine Bestimmung der eigenen Position (Eigenlokalisierung) kann zum Beispiel durch Auswertung der empfangenen Signale mehrerer Basisstationen erfolgen, etwa auf Basis einer

Entfernungsschätzung durch Empfangsfeldstärken (bzw. Signalstärken) und/oder

Signallaufzeiten. In diesem Zusammenhang ist die Einrichtung vorzugsweise derart eingerichtet, dass sie von mehreren Basisstationen empfangene Signale auswerten kann. Hierbei ist die Einrichtung besonders bevorzugt derart eingerichtet, dass sie eine

Entfernungsschätzung auf Basis von Empfangsfeldstärken (bzw. Signalstärken) und/oder Signallaufzeiten durchführen kann.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Einrichtung eine 5G- Funkschnittstelle umfasst. Insbesondere ist der Werkstückträger damit 5G Netzteilnehmer und kann in besonders vorteilhafter Weise eine Positionsinformation aus dem 5G Netz geliefert bekommen. Bevorzugt umfasst die Einrichtung ein 5G-Funkmodul.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, das der Werkstückträger weiterhin eine (digitale) Datenverarbeitungseinrichtung aufweist. Bei der

Datenverarbeitungseinrichtung kann es sich insbesondere um einen Mikrokontroller handeln. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann insbesondere dazu beitragen, die empfangenen Signale auszuwerten und die Eigenposition zu ermitteln. Somit kann die

Datenverarbeitungseinrichtung auch einen Teil der Einrichtung bilden. Darüber hinaus kann die Datenverarbeitungseinrichtung beispielsweise einen Teil einer Steuereinheit des

Werkstückträgers bilden, welche erfasste Eigenpositionsinformationen nutzen kann, um einen Ablauf von Produktionsschriten (Transport, Bearbeitung, Zwischenlager, Qualitätskontrolle, etc.) zu steuern.

Weiterhin kann der Werkstückträger einen (digitalen) Speicher aufweisen, auf den die Datenverarbeitungseinrichtung zugreifen kann. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise, Daten zu dem Werkstück, wie z.B. seine„Historie“ durch einen integrierten Speicher zu

dokumentieren. Letzteres wird häufig auch mit„Digital Twin“ bezeichnet. Diese Funktionalität soll aber optional ausgestaltet sein.

Darüber hinaus kann der Werkstückträger optional mit zusätzlicher Sensorik ausgestatet sein. Beispielsweise kann der Werkstückträger eine oder mehrere der folgenden Sensoren umfassen: Beschleunigungssensoren, Temperatursensoren, Luftfeuchtigkeitssensoren und/oder Gewichtssensor.

Nach einem weiteren Aspekt trägt zur Lösung der genannten Aufgabe(n) auch ein

Werkstückträger bei, der mit einer Datenverarbeitungseinrichtung, wie etwa einem

Mikrokontroller und einer 5G- Funkschnitstelle, wie etwa einem 5G Funkmodul ausgestatet ist. Ein Werkstückträger mit einer Datenverarbeitungseinrichtung und einer 5G- Funkschnitstelle stellt einen weiteren Aspekt der hier vorgestellten Lösung darstellen, der insbesondere auch unabhängig von dem gemäß Anspruch 1 vorgeschlagenen

Werkstückträger zur Lösung der genannten Aufgabe beitragen kann. Bevorzugt ist die Datenverarbeitungseinrichtung bzw. der Mikrokontroller dazu eingerichtet aktiv eine

Eigenlokalisierung unter Verwendung von 5G Funksignalen durchzuführen. Alternativ oder kumulativ kann die Datenverarbeitungseinrichtung bzw. der Mikrokontroller dazu eingerichtet sein, eine Positionsinformation aus dem 5G Netz anzufragen.

Die im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Werkstückträger (insbesondere gemäß Anspruch 1) erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgestellten Werkstückträger auftrete n und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.

Nach einem weiteren Aspekt wird ein System vorgeschlagen, umfassend mindestens einen Werkstückträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche und eine Basisstation. Das System ist vorzugsweise Teil einer Infrastruktur in einem (Fertigungs-)Werk. Weiterhin bevorzugt ist die Basisstation mit einer (Werks-) Leitstelle bzw. einem Leitsystem verbunden. Die Basisstation ist vorzugsweise ebenfalls 5G-Netzteilnehmer und kann somit Informationen über das 5G-Netz mit dem Werkstückträger austauchen. Bevorzugt kann die Basisstation eine Positionsinformation über das 5G-Netz von dem Werkstückträger erhalten.

Weiterhin kann das System mindestens eine Bearbeitungsstation, wie etwa eine

mechanische Bearbeitungsmaschine (Fräse, Drehbank, etc.) umfassen. Die

Bearbeitungsstation ist vorzugsweise ebenfalls 5G-Netzteilnehmer und kann somit

Informationen über das 5G-Netz mit dem Werkstückträger austauchen. Beispielsweise kann, wenn der Werkstückträger von der Bearbeitungsstation erfasst wurde, seine Anwesenheit, eine genauere Positionsangabe und/oder ein durchgeführter Arbeitsschritt von der

Bearbeitungsstation über das 5G Netz an den Werkstückträger, insbesondere die

Datenverarbeitungseinrichtung und/oder den Produktdatenspeicher im Werkstückträger übermittelt werden. Dies kann in vorteilhafter Weise zu einer umfassenden Dokumentation möglichst vieler Bearbeitungsschritte beitragen.

Darüber hinaus kann das System, beispielsweise in einer (Werks-) Leitstelle, eine

Steuereinheit umfassen. Die Steuereinheit ist vorzugsweise dazu eingerichtet die

Positionsinformation(en) des Werkstückträger zu benutzen, um einen Ablauf von

Produktionsschritten (Transport, Bearbeitung, Zwischenlager, Qualitätskontrolle, etc.) zu steuern.

Nach einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Lokalisierung eines Werkstückträgers vorgeschlagen, aufweisend zumindest folgende Schritte:

a) Empfangen mindestens eines Signals,

b) Erfassen einer Eigenposition des Werkstückträgers unter Verwendung des in Schritt a) empfangenen Signals,

c) Versenden einer Information über die in Schritt b) erfasste Eigenposition an eine Basisstation;

wobei die Schritte a) bis c) werkstückträgerseitig durchgeführt werden.

Die angegebene Reihenfolge der Verfahrensschritte a), b) und c) ergibt sich in der Regel bei einem regulären Betriebsablauf. Das Verfahren kann insbesondere mit einem hier vorgeschlagenen Werkstückträger durchgeführt werden. Dies bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass das Verfahren zur Lokalisierung eines hier vorgeschlagenen

Werkstückträgers dienen kann. Weiterhin kann der hier vorgeschlagenen Werkstückträger dazu eingerichtet sein, ein hier vorgeschlagenes Verfahren durchzuführen. In Schritt a) erfolgt ein Empfangen mindestens eines Signals. Bei dem Signal kann es sich beispielsweise um ein Funksignal, optisches Signal und/oder akustisches Signal (etwa Ultraschallsignal) handeln. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass es sich bei dem Signal um ein Funksignal eines 5 G- Netzes handelt.

In Schritt b) erfolgt ein Erfassen einer Eigenposition des Werkstückträgers unter Verwendung des in Schritt a) empfangenen Signals. Bevorzugt erfolgt dabei ein Bestimmen und/oder Ermitteln (Berechnen) der Eigenposition des Werkstückträgers unter Verwendung des in Schritt a) empfangenen Signals. Besonders bevorzugt umfasst das Erfassen mehrere Signal-Laufzeitmessungen und/oder eine Triangulation. Alternativ oder kumulativ kann das Erfassen auch ein Empfangen einer Positionsinformation aus dem 5 G- Netz umfassen.

In Schritt c) erfolgt ein Versenden einer Information über die in Schritt b) erfasste

Eigenposition an eine Basisstation. Bevorzugt erfolgt anschließend ein Weiterleiten an eine (Werks-) Leitstelle.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass in Schritt a) auch ein Senden mindestens eines Signals erfolgt. Besonders bevorzugt wird in Schritt a) ein Signal von der Einrichtung empfangen, welches auf Basis bzw. aufgrund eines zuvor von der Einrichtung gesendeten Signals (bspw. von einem Kommunikationspartner, wie etwa mindestens einer Basisstation) generiert wurde. Beispielsweise kann die Einrichtung ein Anforderungssignal auszusenden, um ein Signal mit einer Positionsinformation aus dem 5G- Netz anzufordern.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass in einem Schritt d) ein Beeinflussen eines Ablaufs von Produktionsschritten unter Verwendung einer Information über die in Schritt b) erfasste Eigenposition erfolgt. Bevorzugt erfolgt in diesem

Zusammenhang ein Steuern eines Ablaufs von Produktionsschritten durch eine (Werks- ) Leitstelle oder werkstückträgerseitig (bspw. durch die Datenverarbeitungseinrichtung) unter Verwendung einer Information über die in Schritt b) erfasste Eigenposition.

Nach einem weiteren Aspekt wird eine Verwendung eines Funksignals eines 5G-Netzes zum Bestimmen einer Position eines Werkstückträgers vorgeschlagen. Bevorzugt erfolgt eine Verwendung einer 5G-Funkschnittstelle eines Werkstückträgers zum aktiven Erfassen bzw. Bestimmen einer Eigenposition des Werkstückträgers. Weiterhin bevorzugt wird das 5G- Funksignal von dem Werkstückträger dazu verwendet, eine aktive Eigenlokalisierung durchzuführen.

Alternativ oder kumulativ können eine oder mehrere 5G-Basisstationen (ggf. gemeinsam) die Position des Werkstückträgers bestimmen. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass eine oder mehrere 5G-Basisstationen eine Eigenschaft, wie insbesondere eine Signalstärke des Funksignals auswerten und hieraus auf die Position des Werkstückträgers

rückschließen. Dabei wird in der Regel das Funksignal, welches zur Positionsbestimmung genutzt wird, von dem Werkstückträger an die eine oder mehreren 5G-Basisstationenen gesendet. Wenn mehrere Basisstationen genutzt werden, können dementsprechend auch mehrere Funksignale zur Anwendung kommen. Eine (Positions-) Information über die so bestimmte Position kann beispielsweise wiederum über ein 5G Signal an den

Werkstückträger und/oder eine (Werks-) Leitstelle gesendet werden.

Die im Zusammenhang mit den Werkstückträgern erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgestellten System, dem Verfahren und/oder der Verwendung auftrete n und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.

Die hier vorgestellte Lösung sowie deren technisches Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und/oder Erkenntnissen aus anderen Figuren und/oder der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Es zeigen schematisch:

Fig. 1: eine Ausführungsform eines hier vorgestellten Werkstückträgers,

Fig. 2: einen beispielhaften Ablauf eines hier vorgestellten Verfahrens, und Fig. 3: eine Veranschaulichung eines hier vorgestellten Systems.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines hier vorgestellten Werkstückträgers 1. Der Werkstückträger 1 weist eine Einrichtung 2 auf, die dazu eingerichtet ist, unter Verwendung mindestens eines empfangenen Signals eine Eigenposition des Werkstückträgers 1 zu erfassen.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel umfasst die Einrichtung 2 eine 5G-Funkschnittstelle 3 und ein Lokalisierungsglied 10. Die 5G-Funkschnittstelle 3 ist hier beispielhaft mit einem 5G- Funkmodul 8 realisiert. Das 5G-Funkmodul 8 kann über eine externe oder integrierte Antenne 9 verfügen.

Die Umsetzung des Funkmoduls 8 erfolgt hier vorzugsweise unter Nutzung der

Mobilfunktechnologie„5G“. Einerseits steht damit eine Funkschnittstelle 3 zur Verfügung, und andererseits unterstützt 5G die (Eigen-) Lokalisierung des Werkstückträgers 1. Auch andere Technologien wie WLAN/WiFi, Bluetooth, andere Mobilfunksysteme, Ultra Wide Band (UWB), etc. sind hier denkbar.

Das Lokalisierungsglied 10 ist lediglich optional. In einigen Funktechnologien, wie etwa 5G, sind bereits Lokalisierungslösungen enthalten. Sollte dies nicht der Fall sein und/oder die Genauigkeit für einen bestimmten Einsatzzweck nicht ausreichend sein, kann die

Lokalisierung auch über eine andere integrierte Technik (z.B. basierend auf GPS, Ultra Wide Band (UWB), Ultraschall, etc.) realisiert werden. Somit ist das Lokalisierungsglied 10 bei Verwendung eines 5G-Funkmoduls 8 lediglich optional bzw. kann entfallen. Insbesondere bei Verwendung eines anderen Funkmoduls, das mit einer Technologie arbeitet, die keine Lokalisierungslösung umfasst bzw. erlaubt, kann das Lokalisierungsglied 10 vorgesehen und eingerichtet sein, unter Verwendung mindestens eines empfangenen Signals eine

Eigenposition des Werkstückträgers 1 zu erfassen. Hierzu kann das Lokalisierungsglied 10 beispielsweise einen GPS-, Ultra Wide Band- und/oder Ultraschall-Empfänger umfassen.

Weiterhin umfasst der Werkstückträger 1 hier beispielhaft eine Spannungsquelle 11. Hier ist ein Betrieb per integrierter, wechselbarer Batterie/Akku bevorzugt. Vorteilhaft wäre eine Aufladbarkeit über eine kontaktlose Technik wie Induktionsschleifen. Darüber hinaus kann eine Benachrichtigung über den Batterie-/Akku-Zustand an eine Basisstation 5 (hier nicht dargestellt, vgl. Fig. 3) vorgesehen sein, sodass bevorstehende Ausfälle frühzeitig detektiert werden können. Besonders vorteilhaft wäre insbesondere in diesem Zusammenhang ein sog.„Lifetick“, sodass sich der Werkstückträger 1 regelmäßig bei der Basisstation 5 bzw. einem Leitsystem meldet. Bleibt diese Rückmeldung über eine Timeout-Zeit hinaus aus, kann die Basisstation 5 eine Fehlermeldung mit der letzten bekannten Position des Werkstückträgers 1 ausgeben. So kann in vorteilhafter Weise mit plötzlich abbrechender Spannung oder Defekten des Werkstückträgers 1 umgegangen werden.

Weiterhin umfasst der Werkstückträger 1 hier beispielhaft einen (optionalen)

Produktdatenspeicher 12. In dem Produktdatenspeicher 12 können Daten für die geplanten Fertigungsschritte und/oder über die tatsächlich durchgeführten Schritte und/oder etwaige dabei erfasste Messwerte dokumentiert werden. Diese können wahlweise auch zentral für die gesamte Fertigung gehalten werden. Bei dezentraler Datenhaltung im Werkstückträger 1 werden diese Daten in der Regel auch in eine zentrale Datenbank zur Auswertung und Archivierung überführt.

Weiterhin umfasst der Werkstückträger 1 hier beispielhaft (optionale) Sensorik 13. Hier können zum Beispiel Beschleunigungssensoren, Temperatursensoren,

Luftfeuchtigkeitssensoren, etc. verbaut werden, um die Bedingungen während des

Produktionsprozessen und ggf. des Testablaufs aufzuzeichnen (z.B. Temperaturtests, Erschütterungen, etc.). Auch eine Sensorik zur Erfassung des Gewichts des Werkstücks wäre vorteilhaft.

Darüber hinaus weist der Werkstückträger 1 bzw. die Einrichtung 2 hier eine

Datenverarbeitungseinrichtung 4, beispielsweise in der Art eines Mikrokontrollers auf.

Gemäß der Darstellung nach Fig. 1 ist die Datenverarbeitungseinrichtung 4 mit dem

Funkmodul 3, der Spannungsquelle 11, dem Produktdatenspeicher 12, dem (optionalen) Lokalisierungsglied 10 und der (optionalen) Sensorik 13 verbunden.

In der Datenverarbeitungseinrichtung 4 können beispielsweise die Daten eines Werkstücks 6 verwaltet und/oder Daten der Lokalisierungslösung und der optionalen Sensorik 13 aufbereitet werden. Des Weiteren kann die Datenverarbeitungseinrichtung 4 die

Funkübertragung zur Basisstation 5 steuern und/oder von dieser Daten über den

Produktionsablauf und das Werkstück 6 entgegennehmen.

Ein Werkstück 6 kann über einen Werkstückhalter 7 an einem Grundkörper 20 des

Werkstückträgers 1 fixiert sein. Der Werkstückhalter 7 kann beispielsweise in der Art einer mechanischen Befestigungseinrichtung für das Werkstück 6 gebildet sein. Alternativ oder kumulativ währen magnetische Befestigungsmittel denkbar. Beispielhaft sind das 5G- Funkmodul 8, die Datenverarbeitungseinrichtung 4, das (optionale) Lokalisierungsglied 10, die Spannungsquelle 11, der Produktdatenspeicher 12 und die (optionale) Sensorik 13 in dem Grundkörper 10 integriert.

Darüber hinaus ist in Fig. 1 veranschaulicht, dass der Werkstückträger 1 eine

Transporteinrichtung 13 aufweisen kann. Diese ist hier beispielhaft an einer Unterseite des Grundkörpers 10 angeordnet. Die Transporteinrichtung 13 kann beispielsweise Rollen oder Gleitkufen aufweisen. Alternativ oder kumulativ kann die Transporteinrichtung 13 in der Art einer Aufnahme für ein fest mit einem Transportsystem, wie etwa einem Fließband verbundenen Transportmittel geformt sein.

Fig. 2 zeigt schematisch einen beispielhaften Ablauf eines hier vorgestellten Verfahrens. Das Verfahren dient zur Lokalisierung eines Werkstückträgers. Die dargestellte Reihenfolge der Verfahrensschritte a), b) und c) mit den Blöcken 110, 120 und 130 ergibt sich in der Regel bei einem regulären Betriebsablauf. In Block 110 erfolgt ein Empfangen mindestens eines Signals. In Block 120 erfolgt ein Erfassen einer Eigenposition des Werkstückträgers unter Verwendung des in Schritt a) empfangenen Signals. In Block 130 erfolgt ein Versenden einer Information über die in Schritt b) erfasste Eigenposition an eine Basisstation. Die Schritte a) bis c) mit den Blöcken 110, 120 und 130 werden werkstückträgerseitig durchgeführt.

Fig. 3 zeigt schematisch eine Veranschaulichung eines hier vorgestellten Systems. Das System umfasst mehrere der hier vorgestellten Werkstückträger 1 und eine Basisstation 5. Die Darstellung nach Fig. 3 veranschaulicht eine beispielhafte Infrastruktur in einem Werk 14, in dem die vorgestellte Lösung zum Einsatz kommt. Bei der Basisstation 5 handelt es sich in der Regle um eine Basisstation für die Funkschnittstelle des Werkstückträgers 1.

Die Basisstation 5 ist mit einer (Werks-) Leistelle 15 verbunden. Es können mehrere

Basisstationen 5 vorhanden sein, die jeweils mit der (derselben) Leistelle 15 verbunden sind. Weiterhin ist die (jede) Basisstation 5 mit einer Antenne 9 verbunden, über die sie hier beispielhaft 5G-Netzteilnehmer ist. In dem Werk 14 ist beispielsweise eine Qualitätskontrolle 17 und ein Zwischenlager 18 vorhanden, in denen sich jeweils Werkstückträger befinden können. Weiterhin kann sich in dem Werk beispielsweise ein Transporter 16 bewegen, der einen oder mehrere Werkstückträger 1 befördern kann. Darüber hinaus ist in dem Werk 14 mindestens eine Bearbeitungsstation 19 vorhanden. Diese ist hier beispielhaft ebenfalls 5G- Netzteilnehmer. Über die Basisstation können die Werkstückträger 1 und das Leitsystem bzw. die Leitstelle 15 miteinander kommunizieren. Insbesondere ist in der Leitstelle eine Einrichtung vorgesehen, die ein Gegenstück zu der Funktionalität des Werkstückträgers 1 aufweist, d.h. u.a. eine oder mehrere der folgenden Funktionalitäten bietet:

• Bereitstellung der Plandaten für die Fertigung des Werkstücks,

• Auswertung der Position des Werkstückträgers bzw. des Werkstücks, und/oder

• Auswertung und Archivierung der Fertigungsdaten nach Abschluss der Fertigung.

Beispielsweise kann eine Steuereinheit in der (Werks-) Leitstelle 15 oder in der

Datenverarbeitungseinrichtung 4 des Werkstückträgers 1 die Positionsinformation benutzen, um einen Ablauf von Produktionsschritten (Transport, Bearbeitung, Zwischenlager,

Qualitätskontrolle, etc.) zu steuern. Die Position eines Werkstückträgers 1 kann jederzeit innerhalb des Funknetzes angefordert werden. Es sind somit in vorteilhafter Weise keine festen Lesestationen für die Positionsermittlung erforderlich, wie sie beispielsweise bei einem passiven System, in dem Werkstückträger mit RFID oder einer anderen (passiven) Nahfunktechnik erkannt werden, erforderlich wären.

Die Bearbeitungsstation 19 ist hier ebenfalls 5G-Netzteilnehmer. Dies erlaubt u.a. den Vorteil, dass der Werkstückträger 1 und die Bearbeitungsstation 19 (ohne zusätzliche Kommunikationsmittel) miteinander kommunizieren können. Beispielsweise kann, wenn der Werkstückträger 1 von der Bearbeitungsstation 19 erfasst wurde, seine Anwesenheit, eine genauere Positionsangabe und/oder ein durchgeführter Arbeitsschritt von der

Bearbeitungsstation 19 über das 5G Netz an den Werkstückträger 1, insbesondere die Datenverarbeitungseinrichtung 4 und/oder den Produktdatenspeicher 12 im Werkstückträger 1 übermittelt werden.

Insbesondere trägt die hier vorgestellte Lösung zu einem oder mehreren der nachfolgenden Vorteile bei:

• Unabhängigkeit von Lesegeräten;

• Genauere Lokalisierung, auch innerhalb einer Maschine (wo i.A. keine Lesegeräte platziert werden können) möglich;

• Fehlgeleitete oder„verlorene“ Werkstücke, können lokalisiert und wiedergefunden werden, auch wenn kein Lesegerät in der Nähe ist;

• Genauere zeitliche Auflösung möglich, da zur Dokumentation einzelner

Produktionsschritten nicht auf den nächsten Lesevorgang gewartet werden muss; • Einfachere Umrüstung des Fertigungsablaufs; keine Neumontage von Lesegeräten erforderlich;

• Maschinenunabhängigkeit; es kann an jedem beliebigen Standort innerhalb einer Produktionsanlage (oder auch standortübergreifend) auf ein Werkstück zugegriffen werden.

Bezugszeichenliste

1 Werkstückträger

2 Einrichtung

3 5G-Funkschnittstelle

4 Datenverarbeitungseinrichtung

5 Basisstation

6 Werkstück

7 Werkstückhalter

8 Funkmodul

9 Antenne

10 Lokalisierungsglied

11 Spannungsquelle

12 Produktdatenspeicher 13 Sensorik

13 Transporteinrichtung

14 Werk

15 Leitstelle

16 Transporter

17 Qualitätskontrolle

18 Zwischenlager

19 Bearbeitungsstation

20 Grundkörper