Der Mobilfunkstandard 5G soll ab 2019 auch in Fabriken Einzug halten. Ab diesem Zeitpunkt sollen die ersten 5G-Netze geplant und aufgebaut werden. Eine 5G-Pilotfabrik läuft heute schon am Fraunhofer IPT in Aachen. Das dort genutzte 5G-Netz ist jedoch auf die Pilotapplikation beschränkt.

Der Mobilfunkstandard 5G soll ab 2019 auch in Fabriken Einzug halten. Ab diesem Zeitpunkt sollen die ersten 5G-Netze geplant und aufgebaut werden. Eine 5G-Pilotfabrik läuft heute schon am Fraunhofer IPT in Aachen. Das dort genutzte 5G-Netz ist jedoch auf die Pilotapplikation beschränkt. - Bild: © iaremenko - stock.adobe.com

1. Niedrige Latenzzeiten ermöglichen Echtzeit-Kommunikation

Rolf Najork, Bosch Rexroth: „In der Fabrik der Zukunft interagieren Sensoren, Maschinen, Geräte und IT-Systeme miteinander. Dazu müssen sie eine Vielzahl von Daten und Informationen austauschen. Die drahtgebundene klassische Kommunikation stößt hier an wirtschaftliche und praktische Grenzen. Gleichzeitig verringert sie die Flexibilität für das Verschieben von Maschinen und Geräten innerhalb einer Halle. Der Standard 5G verzehnfacht die Datenübertragungsrate im Mobilfunknetz auf mehr als zehn Gigabit pro Sekunde. Durch erheblich niedrigere Latenzzeiten ermöglicht 5G Maschinenkommunikation in Echtzeit – eine Voraussetzung für die Koordination von Maschinen und Abläufen in der Fabrikautomation. Damit ist 5G eine drahtlose Vernetzungstechnologie, die selbst für kritische industrielle Anwendungen geeignet ist.“

"5G verzehnfacht die Datenübertragungsrate im Mobilfunknetz auf mehr als 10 Gbit pro Sekunde."

Rolf Najork, Vorstandsvorsitzender Bosch Rexroth AG

Bild: Bosch Rexroth

2. Reduzierter Energiebedarf sorgt für lange Batterielaufzeiten

Andreas Thülig, 5G for Europe Program Manager bei der Ericsson GmbH: „Der industrielle Einsatz von 5G war ein von vornherein angedachtes Anwendungsgebiet für den neuen Mobilfunkstandard. Mit Datenraten von bis zu zehn Gigabit pro Sekunde, einer Reaktionszeit von einer Millisekunde und einem reduzierten Energiebedarf, der Batterielaufzeiten von bis zu zehn Jahren ermöglicht, wird 5G zur Standardlösung für die Kommunikation in vernetzten Fabriken und Produktionsanlagen. Natürlich spielen hierbei auch die Zuverlässigkeit der Datenübertragung und die hohen Sicherheitsstandards eine maßgebliche Rolle.“

"Ein reduzierter Energiebedarf ermöglicht Batterielaufzeiten von bis zu zehn Jahren."

Andreas Thülig, 5G for Europe Program Manager bei der Ericsson GmbH

Bild: Ericsson

3. Sehr anspruchsvolle industrielle Anwendungen sind möglich

Dr. Andreas Müller, Vorsitzender der globalen Initiative ‚5G Alliance for Connected Industries and Automation‘ (5G-ACIA): „Die 5G-Technologie ermöglicht es, in der industriellen Kommunikation neue Wege zu gehen: Mit ihr lassen sich neben einer besonders breitbandigen und energieeffizienten Datenübertragung erstmalig auch sehr anspruchsvolle industrielle Anwendungen realisieren, die höchste Anforderungen an Zuverlässigkeit und Echtzeitfähigkeit der Übertragung stellen. Dies ermöglicht ein bis dato nicht gekanntes Maß an Flexibilität, Mobilität und Wandelbarkeit und unterstützt somit optimal die Entwicklungen hin zur Industrie 4.0.

Zwingend notwendig ist eine leistungsfähige drahtlose Kommunikation beispielsweise für die Vernetzung von mobilen Endgeräten. Hierzu gehören neben fahrerlosen Transportsystemen und mobilen Robotern auch mobile Bediengeräte und neue Mensch-Maschine-Schnittstellen, wie z. B. Anwendungen der erweiterten Realität. Zudem ermöglicht 5G aber auch ganz neue Fertigungskonzepte mittels drahtlos vernetzter, hochflexibler Produktionsmodule, die ohne Verkabelungsaufwand einfach miteinander kombiniert werden können.“

"Die 5G-Technologie ermöglicht es, in der industriellen Kommunikation neue Wege zu gehen."

Dr. Andreas Müller, Vorsitzender der 5G Alliance for Connected Industries and Automation

Bild: 5G-ACIA

4. 5G ist auch für das Prozessmonitoring äußerst attraktiv

Niels König, Fraunhofer IPT: „Will man Maschinen in einer Produktion vernetzen, muss man viele Daten übertragen. Dazu gibt es bisher kabelgebundene Techniken wie Feldbus und Ethernet sowie kabellose Techniken wie Bluetooth, ZigBee, WLAN usw. Diese Kommunikationstechniken haben alle spezifische Vor- und Nachteile. 5G ist interessant, da es als Mobilkommunikationsstandard neben einem immensen Datendurchsatz sehr geringe Latenzzeiten unter einer Millisekunde ermöglicht.

5G ist daher auch für das Prozessmonitoring äußerst attraktiv. Zudem erfüllt 5G eine Grundanforderung für Echtzeitanwendungen, indem im Gegensatz beispielsweise zu WLAN eine garantierte Übertragungsbandbreite zur Verfügung steht.

Ich gehe davon aus, dass die Heterogenität der verschiedenen Netze schlagartig abnimmt, weil man sehr vieles durch 5G ersetzen kann: Das 5G-Funknetz eignet sich für Anwendungen vom Shopfloor bis Büro. Und es lässt sich mit anderen Netzen kombinieren. Unter 5G versteht man übrigens sowohl die Mobilkommunikations-Hardware, sprich Antennentechnik, als auch das Kommunikationsprotokoll. Und das Protokoll funktioniert wiederum kabelgebunden, also über Kupfer und Lichtwellenleiter.“

"5G ermöglicht neben einem immensen Datendurchsatz sehr geringe Latenzzeiten unter einer Millisekunde."

Niels König, Abteilungsleiter Produktionsmesstechnik am Fraunhofer IPT in Aachen

Bild: Fraunhofer IPF

5. Maschinen lassen sich schnell rekonfigurieren, das macht flexibel

Dr. Volker Ziegler, Nokia Mobile Networks: „Die Mobilfunktechnik und insbesondere 5G hat viel zu bieten für die industrielle Kommunikation und Prozessoptimierung. Eine der Hauptanforderungen an die industrielle Fertigung heute ist die Flexibilität: Maschinen müssen schnell und ohne lange Standzeit rekonfiguriert werden können, Abläufe schnell angepasst, Produktion bis zur ‚Losgröße 1‘ individualisiert und Prozesse mehr und mehr automatisiert werden.

Diese Flexibilität kann nur eine drahtlose Kommunikation ermöglichen. Im Gegensatz zu ­WiFi ist Mobilfunktechnologie zuverlässiger, reagiert robuster bei hoher Auslastung und eignet sich gleichermaßen für die Anbindung von Sensoren, Maschinen und von Menschen bedienten Endgeräten. Tatsächlich ist 4G/LTE bereits in der Lage, viele Anforderungen zu erfüllen – es gibt also keinen Grund, auf 5G zu warten.

Zumal 5G auf 4G aufbaut und die Investitionen damit geschützt sind. 5G bringt als weitere Leistungsmerkmale das sogenannte Network Slicing und die Reduzierung der Signallaufzeit bis auf 1 ms mit, also praktisch eine Echtzeitkommunikation. Letzteres wird unter anderem erreicht, indem Rechenkapazitäten an den Rand des Netzes verlagert werden, in eine sogenannte Edge Cloud.“

"Die Mobilfunktechnik und insbesondere 5G hat viel zu bieten für die industrielle Kommunikation und Prozessoptimierung."

Dr. Volker Ziegler, Head of 5G Leadership und Chief Architect bei Nokia Mobile Networks

Bild: Nokia

Ihnen gefällt dieser Artikel? Sie wollen mehr davon?

Ihnen gefällt dieser Artikel? Sie wollen mehr davon? Kein Thema ... abonnieren Sie unseren Newsletter! Dann sitzen Sie newsmäßig nie wieder auf dem Trockenen.

Klicken Sie hier, um Ihre Nachrichtenversorgung zu sichern!