Innovationsturbo für die Industrie

Zum Beispiel kann so die Technologie bei der Vernetzung von Maschinen und dem Aufbau flexibler Produktionsumgebungen helfen. Auch die Logistiksparte kann von 5G profitieren. Unternehmen stehen dabei vor der Herausforderung, drei goldene Regeln zusammenbringen: Anwendungsfälle zu entwickeln, Mobilfunktechnik mit IT und OT richtig zu kombinieren und den regulatorischen Rahmen zu beachten.

Mobilfunknetze auf Grundlage der 5G-Technologie sind in Deutschland seit Juli 2019 verfügbar. Seit diesem Zeitpunkt werben die Mobilfunk-Serviceprovider mit den Vorzügen von 5G: Datenraten von bis zu 20 Gigabit pro Sekunde (GBit/s), kurze Verzögerungszeiten (Latenz) von weniger als einer Millisekunde sowie die Option, bis zu eine Million Endgeräte (Devices) pro Quadratkilometer zu versorgen.

Industrieanwendungen in Fertigung und Logistik

Zu den derzeit wichtigsten Anwendungsfeldern von 5G-Campusnetzen zählen Fertigungsumgebungen und der Bereich Logistik. In beiden Bereichen haben Unternehmen dank 5G die Möglichkeit, Prozesse zu optimieren und innovative Lösungen zu entwickeln. Ein Beispiel ist die Smart Factory. Digitalisierte, vernetzte Produktionsumgebungen ermöglichen es, Fertigungsaufträge immer flexibler abzuarbeiten. Das ist notwendig, weil der Trend hin zu kleinen Losgrößen und individuellen Produkten geht. Mit 5G können Unternehmen Fertigungsstraßen schnell und variabel für neue Aufträge modifizieren und positionieren. Die Kommunikation zwischen den Komponenten läuft über die lokale 5G-Mobilfunkinfrastruktur. Das heißt, ein Unternehmen kann Fertigungssysteme auf einfache Weise neu konfigurieren. Es ist nicht erforderlich, die Netzwerkverkabelung zu modifizieren. 

Auch die Intralogistik mit autonomen Flurförderzeugen lässt sich mit einem 5G-Campusnetzwerk optimieren. Dazu ein Beispiel: Ein solches Fahrzeug stellt fest, dass eine bestimmte Route durch ein Firmengebäude versperrt ist, etwa durch eine Palette. Es kann dann in Echtzeit über das 5G-Netz andere Flurfördergeräte über das Hindernis informieren. Diese sind dann in der Lage, aus den Routen in ihren Bordrechnern eine andere Variante auszuwählen. Mittlerweile testen Industrieunternehmen autonome Transportfahrzeuge, die keine vorgegebenen Routen verwenden, sondern eigenständig den Weg zum Zielort ermitteln. Dabei erfolgt die Kommunikation über lokale 5G-Netze mit niedrigen Latenzzeiten.  

Vernetzte und automatisierte Logistik am Hafen

Ein weiteres Anwendungsfeld von 5G-Netzen, das an Bedeutung gewinnt, ist die Logistik. Da 5G-Verbindungen noch nicht in allen Ländern flächendeckend zur Verfügung stehen, übernehmen auch in diesem Bereich 5G-Campusnetze eine Vorreiterrolle. Ein Einsatzfeld ist das Asset-Tracking, etwa von Containern in einem Hafen oder einem Güterbahnhof. Dabei kommen verstärkt Industriedrohnen zum Einsatz. Mit ihnen können Techniker nicht nur den Standort von Containern ermitteln, sondern auch den Zustand von Kränen, Verlademaschinen und Verkehrsflächen überprüfen. 

Zu diesem Zweck übermitteln die Drohnen hochauflösende Bilddaten an die Steuerzentrale. Um die Sicherheit zu gewährleisten, muss die Leitstelle außerdem jederzeit den Status der Systeme verfolgen können, etwa den Ladestand der Akkus und Motoren. Das erfolgt im Hamburger Hafen derzeit noch über ein LTE-Mobilfunknetz. In Kürze soll jedoch ein 5G-Campusnetz zum Zug kommen. Ein Vorteil von 5G ist, dass die Technik auch in komplexen Umgebungen funktioniert, in denen viele Elemente aus Metall vorhanden sind: Stahlcontainer, wie in Häfen und Bahnhöfen, oder Maschinen und Stahlträger in Industriegebäuden.

(K)eine Frage der Kosten

Wer ein 5G-Campusnetz einrichten und betreiben möchte, benötigt eine Lizenz der Bundesnetzagentur. Wie viel sie kostet, hängt von drei Faktoren ab: der Bandbreite, der Laufzeit und der Fläche, die der Nutzer mit dem 5G-Netz abdecken möchte. Dazu ein Beispiel: Ein mittelständisches Industrieunternehmen beantragt eine Lizenz für eine Bandbreite von 50 MHz mit einer Laufzeit von zehn Jahren. Das Campusnetz soll eine Produktionshalle mit 500 Quadratmetern und Außenflächen mit insgesamt 200 Hektar (zwei Quadratkilometer) abdecken. Dafür werden rund 17.500 Euro fällig, und dies für die gesamte Laufzeit der Lizenz von zehn Jahren. Das heißt, auch für kleinere und mittelständische Unternehmen ist ein 5G-Campusnetz erschwinglich. Möchten Unternehmen zunächst einmal einen Test mit einem solchen Netz starten, bieten sich andere Optionen an. Sie können beispielsweise eine Lizenz für eine geringere Fläche und mit einer kürzeren Laufzeit erwerben, etwa von einem Jahr.

Um das günstigste Modell zu ermitteln, bietet es sich an, auf die Unterstützung von Experten zurückzugreifen. Sie ermitteln zusammen mit dem Interessenten, welche Anwendungsfälle (Use Cases) für das 5G-Campusnetz infrage kommen und welche Netzwerkressourcen nötig sind. Externe Spezialisten können zudem Hilfestellung beim Aufbau und bei der Inbetriebnahme der lokalen 5G-Infrastruktur geben. Dies stellt sicher, dass ein 5G-Campusnetz den gewünschten Nutzen bringt. 

Erste Schritte mit dem 5G-Test-Campus

Um Unternehmen einen Eindruck vom Potenzial von 5G zu vermitteln, hat etwa Axians Deutschland in Frankfurt am Main einen 5G-Test-Campus in der Digitalschmiede eingerichtet. Dies ist die digitale Projektwerkstatt des Mutterkonzerns Vinci Energies. Der Campus unterstützt Interessenten bei der Entwicklung unternehmenseigener 5G-Strategien. Sie können dazu auf Beispielanwendungen für Industrial IoT (IIOT) und die Machine-to-Machine-Kommunikation (M2M) zurückgreifen.

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