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Das Markenzeichen der Kommunikation und des Datenaustauschs ist nach wie vor die drahtlose Technologie. Zunächst machte die Einführung der Drahtlostechnologie und ihrer entsprechenden Varianten - 2G, 3G und 4G - kabelgebundene Kommunikationsnetzwerke in Büros und im privaten Bereich überflüssig. Jetzt wird erwartet, dass die Einführung der neuesten Generation kabelgebundene Netzwerke in der rauen Umgebung des Industriesektors, in der Kommunikationsausfälle die Produktivität beeinträchtigen können, erfolgreich ersetzen wird.
5G hat dem Industriesektor ein lang erwartetes, transformatives Tool an die Hand gegeben, um die seit langem aufgeschobenen Anwendungen für intelligente Anlagen durchzuführen. Heute ist allen Beteiligten im Industriesektor, insbesondere in der Fertigungsindustrie, klar, dass 5G die Kommunikationsgeschwindigkeit im Fertigungsbereich erhöht. Was die meisten Beteiligten übersehen, ist die Zuverlässigkeit, die der modulare Ansatz bei der Installation von 5G mit sich bringt.
Durch die Nutzung von 5G kann der Industriesektor seine Netzwerkanforderungen nach Belieben skalieren, um spezifische Anwendungsanforderungen zu erfüllen. Ein Beispiel ist die Erweiterung des IoT-Frameworks einer Anlage mit Dutzenden von neuen intelligenten Geräten. Um diese neuen Geräte in bestehende Netzwerke einzubinden, müssen neue Kabel für kabelgebundene Verbindungen verlegt oder die Geräte in drahtlose 4G-Netzwerke konfiguriert werden. Bei kabelgebundenen Verbindungen sind die Kosten für die Hinzufügung von Dutzenden von Geräten eine kostspielige Initiative; bei 4G müssen Zuverlässigkeitsprobleme gelöst werden. 5G löst beide Herausforderungen, indem es skalierbare modulare Boxen zu erschwinglichen Preisen anbietet, die auch in rauen Produktionsumgebungen zuverlässig funktionieren.
Wi-Fi 6 ist die nächste Iteration der Wi-Fi-Technologie. Wie das 5G-Netzwerk wurde es für die zunehmende Nutzung intelligenter Geräte entwickelt, um Verzögerungen zu verringern und die für den Industriesektor wichtige deterministische drahtlose Vernetzung zu ermöglichen. Wi-Fi 6 nutzt Service Level Agreements (SLAs) und Sprachverzögerungen, um sicherzustellen, dass übermittelte Datenpakete zu bestimmten Übertragungsdauern an einzelne Geräte gesendet werden können. Das Wissen darüber, wann ein Datenpaket an einem bestimmten Ort eintrifft, wird dann zur Umsetzung von Industrie 4.0-Anwendungsfällen in Echtzeit genutzt.
Die 16. Iteration von 5G wurde im Jahr 2020 veröffentlicht. Seine Freigabe bietet dem Industriesektor eine zuverlässige Latenzzeit von weniger als 10 ms. Obwohl sich die 5G-Netzwerke noch in der Entwicklungsphase befinden, unterstreicht die 16. Iteration die Tatsache, dass die Hersteller derzeit über ein drahtloses Netzwerk verfügen, das sie nutzen können und das sie auch weiterhin nutzen werden, wenn in zukünftigen Iterationen weitere Funktionen hinzugefügt werden.
Es wird erwartet, dass künftige Aktualisierungen kontinuierlich eingeführt werden, bis 5G zuverlässig genug ist, um die Hunderte oder Tausende von IoT-Implementierungen einzelner Hersteller zu unterstützen. Diese Iterationen werden voraussichtlich Merkmale wie KI, Konvergenz und Enablement mit sich bringen. Beginnend mit der KI sollen 5G-Updates Konfigurationsschwierigkeiten durch KI-gestützte Intelligenzunterstützung beseitigen. Die Einbeziehung von KI wird die Qualität der Dienstleistungen für die Hersteller verbessern, von den Netzwerkfunktionen bis zum Netzwerkmanagement.
Es wird erwartet, dass 5G auch für Konvergenz sorgt, indem es die verschiedenen Subsysteme, die im Fertigungsbereich eingesetzt werden, unterstützt und anpasst. Daher werden voll ausgebaute 5G-Netze die Implementierung von Edge-Computing-Netzwerken, Multiprotokolldiensten, Robotik und automatisierten Führungssystemen unterstützen. In Bezug auf das Enablement ist 5G ein anpassbares Netzwerk mit der Fähigkeit für verschiedene Anwendungsfälle durch Determinismus. So erhalten Unternehmen ein modulares, anpassbares privates Netzwerk, wenn dies aus Sicherheitsgründen erforderlich ist. Diese drei Merkmale von 5G werden die Installationskosten senken, die Nutzung vereinfachen und den Determinismus in der intelligenten Fabrik ermöglichen.
5G und Edge Computing bieten die erforderlichen Funktionen für die Erfassung, Übertragung und Analyse von Daten von allen Aspekten des Fertigungsbereichs. In diesem Szenario erfasst und aggregiert Edge-Computing-Hardware die Daten, ist aber auf 5G-Netzwerke angewiesen, um die Erkenntnisse an die entsprechenden Empfänger zu übertragen. Bei diesen Empfängern kann es sich um andere Edge-Geräte, ältere Geräte oder zentrale Computerplattformen handeln.
Die Beziehung zwischen 5G und Edge bietet Entwicklern eine Plattform zur Entwicklung von Anwendungen, die die datenanalytischen Fähigkeiten von Edge-Hardware und die Kommunikationsmöglichkeiten von 5G nutzen. Die Hersteller können diese Anwendungen nutzen, um die Fernüberwachung und Fernwartung im Fertigungsbereich zu ermöglichen. Edge und 5G werden dafür sorgen, dass große Datensätze wie 4k-Videos per Fernzugriff an Wartungsstandorte übertragen werden.
Die Kombination beider Fähigkeiten unterstützt auch die Anwendung von Lösungen für die digitale Transformation wie den digitalen Zwilling, Simulationsmodellierungssoftware, risikobasierte Planungssoftware und Augmented Reality zur Optimierung der Fertigungsabläufe.
Die Entwicklung von 5G-Netzwerken wird ein hochintelligentes, automatisiertes und autonomes Netzwerk bereitstellen, das sich an veränderte Netzwerkanforderungen in der Fabrikhalle anpassen kann. Hersteller, die 5G nutzen wollen, werden voraussichtlich neue Wege finden, um seine Anwendung in der Fabrikhalle zu erweitern. Das bedeutet, dass die Fernüberwachung erst der Anfang ist.