Welche IoT-Einsatz-Szenarien für 5G-Campusnetze möglich sind

Industrie 4.0 und Digitalisierung werden von mehr und mehr Unternehmen auch als Chance gesehen, Produktion wieder nach Europa zu holen. Mit neuen Technologien lassen sich günstige Personalkosten an anderen Standorten ausgleichen.

Doch auch die Art, wie produziert wird, verändert sich: „Der Trend zu kleineren Losgrößen und einer flexiblen Fertigung, die schnell an andere Aufträge angepasst wird, erhöht das Bedürfnis nach einem kabellosen und sicheren Netz in den Produktionsstätten“, stellt Christian Schilling fest, Senior Consultant bei der Unternehmensberatung Detecon International GmbH, einer hundertprozentigen T-Systems-Tochter.

Industrie 4.0 erfordert geringe Latenzzeiten

Das öffentliche Mobilfunknetz oder private WiFi-Netzwerke sind häufig nicht ausreichend für die Anforderungen im Produktionsumfeld – oft bereiten Latenzzeiten und ein auf öffentlichen, nicht reservierten Frequenzen arbeitendes WLAN Probleme bei der Datenübertragung. Mit dem neuen Mobilfunkstandard 5G, der eine Priorisierung wichtiger Daten erlaubt, lassen sich speziell die Anforderungen im Fertigungsbereich besser adressieren.

Die Telekom stellt mit dem 5G Campus-Netz eine Alternative vor, mit dem die intelligente Produktion in einem Funknetz und mit einem Standard (4G oder 5G) integriert werden kann. Mit 5G Campus-Netzen erhalten Unternehmen direkt an ihrem Standort eine private Mobilfunk-Versorgung mit zugesicherter, hoher Übertragungsqualität. Im gleichen Zuge wird auch die öffentliche Mobilfunkversorgung lokal verbessert. Campus-Netze sind dabei generell technologieoffen und können bereits heute im Rahmen von LTE (in Kombination mit Edge Computing) als Sprungbrett zu 5G in naher Zukunft dienen.

Mit dem Health-Check von T-Systems können Unternehmen prüfen, was ihnen ein 5G Campus-Netz konkret bringt. „Konnektivität ist ein Enabler. Wir erarbeiten mit dem Kunden konkrete Anwendungsfälle, die die Produktion effizienter oder einfacher machen. Wir zeigen auf, wie sich eine Investition auszahlt“, stellt Schilling fest.

Das macht sich meist nicht nur an einem Szenario fest, meint der Berater: Mehrwert entsteht in der Regel durch das Zusammenspiel aus verschiedenen Use Cases. Dafür wird eine Transformationsstrategie und Roadmap entwickelt. „Das Telekom Campus-Netz kommt nicht von der Stange, es wird für jedes Unternehmen anders aussehen“, stellt Schilling fest. Ein Pilotprojekt ist das Campus-Netz bei Osram.

1. Smart Production
   
   5G macht die Verkabelung in der Produktion in vielen Fällen überflüssig. Selbst sicherheitskritische Anwendungen mit niedrigsten Latenzzeiten lassen sich durch den dafür konzipierten Standard abdecken. So kann das Umrüsten zwischen den Aufträgen schneller und flexibler werden. Auch ein weiteres Problem wird gelöst: Die zunehmende Machine-to-Machine-Kommunikation und Sensorik einzubinden, stellt bestehende Funktechnologien häufig vor Herausforderungen. Oft werden die Daten vorab über ein Gateway gesammelt. Im 5G Campus-Netz kann die Information im Zusammenspiel mit Edge Computing in Echtzeit erfolgen. So lässt sich Computerleistung von den Devices weg in die Edge Cloud verlagern. Wird eine Campus Edge Cloud betrieben, müssen sensible Daten den Campus nicht verlassen: Ein wichtiger Sicherheitsaspekt in der Produktion.
   
   
2. Augmented und Virtual Reality (AR/VR)
   
   Mit 5G lassen sich große Datenvolumen sicher auch in echtzeitkritischen Anwendungen übertragen. Ein Paradebeispiel für den Datenhunger und die Latenzanforderungen neuer Technologien sind Augmented und Virtual Reality. Sie werden immer relevanter für Industrie 4.0, beispielsweise im Bereich Connected Worker. Dabei werden Mitarbeiter über Datenbrillen durch Prozesse geführt, einzelne Schritte können für das Qualitätsmanagement systemgesteuert abgeglichen werden. Zugleich hilft die Technologie dabei, vor Ort Reparaturen zu erledigen, indem per Datenbrille und Video ein Experte Unterstützung gibt, der vielleicht remote beim Maschinenhersteller sitzt.
   
   
3. Remote Monitoring und Fernsteuerung
   
   Ein weiteres typisches Industrie 4.0-Szenario ist die komplette Vernetzung der Produktion, bei der ein digitales Abbild (Digital Twin) geschaffen wird. Durch Planung und Simulationen auf den Daten, die durchgehend  aus Maschinen und Assets gesammelt werden, lässt sich die Produktion steuern, optimieren und zeitnah an Veränderungen anpassen. Ein 5G Campus-Netz kann die Connectivity-Grundlage für den sicheren Datenaustausch nach einheitlichen Standards bilden.
   
   
4. Safety Monitoring
   
   Im Bereich Security und Safety sorgen Systeme unter anderem mit mobilen Kameras für eine kontinuierliche Überwachung des Produktionsstandorts. Dabei fällt die Übertragung großer Datenmengen an. Künftig können KI-Technologien rund um die Bilderkennung helfen, Sicherheitsaufgaben zu automatisieren. Mit Hilfe von KI und Machine Learning lassen sich selbst kleinste Abweichungen und Unregelmäßigkeiten erkennen. So können perspektivisch auch Freiflächen außerhalb der Fabrikhalle mit Drohnen überwacht werden.
   
   
5. Smarte (Inter-)Logistik
   
   Immer häufiger sind autonome Transportsysteme und intelligent reagierende Fahrzeuge im Einsatz, die das Layout von Standorten kennen und im Problemfall Ausweichrouten wählen, um die Produktion weiter mit Material zu versorgen. Eine Herausforderung ist hier das Flottenmanagement, mit der Steuerung unterschiedlicher Systeme. Auch hier kann 5G mit den äußerst geringen Latenzzeiten punkten.