Vorteile lokaler 5G-Netze für Fabriken

Mit Blick auf die Telekommunikationsanbieter verweist R. Bent darauf, dass es um Teamwork gehe, also darum, dass jeder genau das in den 5G-Ausbau einbringt, was er am besten kann. Denn Deutschland brauche von vornherein ein leistungsstarkes industriefähiges 5G-Netz. Für Matthias Fankhänel, Senior Vice President bei BASF, ist die Kernanforderung Konnektivität bei Einhaltung der Latenzzeiten in Bezug auf 5G. Er setzt daher auf autonome 5G-Netze.

„Viele Anwendungen in einer smarten Fabrik sind auf leistungs­fähige mobile Anbindung angewiesen. Ein Beispiel dafür sind mobile Roboter, die sich frei durch die Werkshalle und auch zwischen den Werkshallen bewegen. Dafür müssen sie auf ein Netz zugreifen können, das eine garantierte Quality of Service bietet, sprich: vielfach höhere Übertragungskapazitäten bis in den Gigabitbereich, sehr geringe Latenzzeiten, sichere und zuverlässige Datenübertragung, hohe Ausfall- und Betriebssicherheit und flexible Bandbreiten für Up- und Download“, verdeutlicht R. Bent.

Laut Dr. Gunther Kegel, VDE-Präsident und Vorsitzender der Geschäftsführung der Pepperl+Fuchs GmbH, lässt sich mit 5G „eine unglaubliche Zahl von Sensoren in Wireless-Netze einbinden“. Ermöglicht wird eine Echtzeitregelung über drahtliose Netze. „Eine Sensor-Schwarmintelligenz ist prinzipiell nur mit 5G möglich“, schließt er an.  

Viele weitere B2B-Anwendungen, etwa die voll automatisierten Förderfahrzeuge in der Prozessindustrie, sind schon heute auf Echtzeitkommunikation angewiesen. „5G muss in vollem Umfang im industriellen Umfeld zur Verfügung stehen. Nur so können wir Industrie 4.0 sicher realisieren und den Standort Deutschland wettbewerbsfähig halten“, meint R. Bent weiter.

Aktuelle Bestrebungen

Gleichzeitig muss der Ausbau schnell erfolgen: „Industrie 4.0 ist ein Tempo-Thema und 5G schafft das schnellste und zuverlässigste Netz für das Internet der Dinge und die Fabrik 4.0 mit vielen tausend Geräten und Maschinen, und zwar am besten über lokale, sichere Netze auf dem Werksgelände. Viele Industrieunternehmen aus unterschiedlichen Branchen, wie der Automobilindustrie, der Chemie, Elektroindustrie und Maschinenbau, wollen solche Netze aufbauen. Sobald die Frequenzen zur Verfügung stehen, werden diese von den Unternehmen beantragt. Lokale 5G-Netze auf den Werksgeländen ergänzen den notwendigen flächigen Ausbau der großen Mobilfunkbetreiber und garantieren die notwendige Versorgungsdichte mit 5G“, so R. Bent.

Auch Prof. Dr. Detlef Zühlke, Vorstandsvorsitzender der SmartFactory-KL, ruft zu schnellem Handeln auf: „Anfang 2019 werden die 5G-Frequenzen vergeben und es werden die ersten nahezu serienreifen Produkte auf den Markt kommen. Damit muss man schnellstens Erfahrungen sammeln. Denn wenn wir nicht schnell genug sind, verlieren wir im Industrie-4.0-Umfeld einen wichtigen Technologiebereich.“
Aus diesem Grund beschäftigt sich „seine“ Technologieinitiative gemeinsam mit ihren Mitgliedsunternehmen intensiv mit 5G. Eine der Zielgruppen dieser Aktivitäten ist der für die deutsche Industrie so wichtige Mittelstand, der solche Lösungen nicht alleine umsetzen kann. „Eine Lösung könnte ein Campus-­Modell sein, in dem mehrere ansässige Mittelständler sich eine ­Lizenz ‚teilen‘. Diese und weitere Lösungen müssen gemeinsam entwickelt werden. Hier beteiligen wir uns als Smart-Factory-KL mit unserem Netzwerk“, erklärte Prof. D. Zühlke weiter. „Gemeinsam arbeiten wir am DFKI mit dem Team von Smart-­Factory-KL und ihren Mitgliedern intensiv daran, weitere ­Nutzungsszenarien für 5G in der Produktionsumgebung zu entwickeln und zu bewerten“, ergänzt Prof. Dr. Martin ­Ruskowski, Forschungsbereichsleiter Innovative Fabriksysteme am DFKI.

Seit dem Frühjahr 2018 kommt 5G an der Industrie-4.0-Anlage der Smart-Factory-KL zum Einsatz. Gemeinsam mit einem ­internationalen Telekommunikationspartner laufen Tests zur Übertragung großer Datenmengen und deren Auswertung in der Cloud. Dies ist dank der realitätsnahen Fabrikumgebung der Demoanlage möglich.

Auf der SPS IPC Drives wurde das Thema Safety über 5G an der Smart-Factory-KL demonstriert. Anhand des Flexiblen Transportsystems (FTS) wurde hier gezeigt, wie die Kommunikation mit einem ortsungebundenen Roboter über die Mobilfunktechnologie 5G realisierbar ist. Dabei war besonders die Übertragung der auf Profisafe basierenden Safety-Pakete interessant: Sie demonstrierte die geringen Latenzzeiten und Jitter, welche 5G als Mittel zur drahtlosen Kommunikation in der Fabrik der Zukunft qualifizieren. Durch die Übertragung der Safety-Daten mittels 5G ist es möglich, das FTS in die Safety-Logik der ­Gesamtanlage zu integrieren. Dabei wird das FTS positionsabhängig einer Produktionslinie zugeordnet und damit Bestandteil eines Not-Halt-Kreises.