Grenzen heutiger Technologien

Anwendungsfälle

Die Anwendungsfälle in der Industrie 4.0 weisen bei der drahtlosen Kommunikation große Unterschiede bei Taktzeiten und Paketgrößen auf. In Summe ist eine Datenrate von etwa 145 Mbit/s erforderlich (ohne den datenintensiven Anwendungsfall mit Greifvorgängen). (Quelle: SEW-Eurodrive)

Die grundliegende Parameter

Übersicht der grundlegenden Parameter der untersuchten Kommunikationstechnologien. (Quelle: SEW-Eurodrive)

Jede Applikation muss also spezifisch hinsichtlich ihrer Anforderungen an die Kommunikationslösung betrachtet werden; sie hängt von der Gesamtheit ihrer Eigenschaften ab. So stellt das drahtlose Sensornetzwerk keine Herausforderung aufgrund der Datenrate dar, sondern vielmehr aufgrund der Anzahl der Geräte. Dabei sind lediglich für eine Teilmenge der Knoten niedrige Latenz- und genaue Taktzeiten erforderlich. Bei den mobilen Bedienpanels ist eine andere Herausforderung zu bewältigen: Ein Gerät muss sowohl datenintensive als auch latenz- und zuverlässigkeitskritische Anwendungen abdecken. Hier vermittelt ein Gleichzeitigkeitsfaktor einen guten Eindruck von der durchschnittlichen Datenrate, aber es werden auch höhere Spitzenwerte auftreten. Dasselbe gilt für den Gleichzeitigkeitsfaktor in Anwendungsfällen mit Mobilen Assistenten. Oft ist semi-persistentes Scheduling erforderlich, um geringe Latenzen für manche Anforderungen zu sichern. Bei Nicht-Nutzung führt dies jedoch zu nicht oder ineffizient genutzten Ressourcen.

Mobilfunk in der Fabrik der Zukunft

Unter Berücksichtigung aktueller Feldversuche kann die fünfte Mobilfunkgeneration nur knapp die Anforderungen der Beispielfabrik mit 10 000 m2 erfüllen. Geht man jedoch von Spitzenlasten im Netzwerk aus, reichen die Ressourcen nicht aus. Zukünftige Feldversuche und die Leistung von Release 16 und 17 des 5G-Standards sind in diesem Zusammenhang von großem Interesse.

Fazit: 5G + X

5G zieht schon jetzt viel Aufmerksamkeit auf sich. Die ersten Implementierungen in Fabrikhallen laufen bereits. Derzeit ist es möglich, erste Eindrücke anhand privater LTE- oder 5G-Non- Stand-alone-Lösungen zu gewinnen. Der IEEE-802.11-Standard beschreibt mit WLAN bzw. Wi-Fi eine ausgereifte Technologie, die nicht für den Einsatz in der Fabrikautomation vorgesehen ist. Dennoch deckt sie die Anforderungen einiger industrieller Anwendungsfälle ab. Andere Cutting-Edge-Kommunikationsmethoden nähern sich der Marktreife, zum Beispiel Licht- oder Radarkommunikation. Ihre Integration wird durch den Einsatz flexibler Routing-Technologien ermöglicht. Die Frage nach der Wahl der richtigen Technologie muss für jeden Anwendungsfall individuell beantwortet werden. Dabei können die Lösungen der Zukunft nur in enger Kooperation von Industrie und Forschung entstehen.

http://www.sew-eurodrive.de/

SPS: Halle 3A, Stand 411

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