Dieser Artikel umfasst folgende Themen:
- Die Anwendung von 5G-Netzen in der Industrieanlage der Zukunft
- Wie 5G-Netze den großflächigen Einsatz von Edge-Computing-Geräten unterstützen
- Wie 5G innovative Bemühungen der Zukunft unterstützt und vorantreibt
Die vernetzte Anlage der Zukunft wird voraussichtlich eine dynamische Umgebung sein, in der Prozesse und Anlagen innerhalb eines vernetzten Systems in Echtzeit Informationen austauschen. Um diese Echtzeit-Konnektivität zu erreichen, ist ein Netzwerk erforderlich, das niedrige Latenzzeiten, hohe Bandbreiten und die gleichzeitige Kommunikation mehrerer Geräte unterstützt. Um diese Echtzeit-Konnektivität für den Einsatz von Großgeräten zu erreichen, bietet die 5G-Mobilfunktechnologie ein großes Potenzial.
Verbesserung der Interkonnektivität mit drahtlosen Netzwerken
Traditionell wurden kabelgebundene Netzwerke verwendet, um Geräte oder Anlagen innerhalb von Anlagen zu verbinden. Der Grund für die Verwendung von kabelgebundenen Netzwerken ist ihre Langlebigkeit und relative Resistenz gegenüber Störfaktoren wie anderen Netzwerken und - in Industrieanlagen - elektromagnetischen Wellen. Umgekehrt wurden frühere drahtlose Netzwerke für eher häusliche Anwendungen gebaut. Sie konnten zwar die Konnektivität von Hunderten von Geräten unterstützen, waren aber nicht zuverlässig genug, um die entscheidende Echtzeit-Konnektivität zu liefern, die industrielle Anwendungen für ihren Betrieb benötigen.
Der Übergang zu einer vernetzten Fabrik im Sinne von Industrie 4.0 bedeutet, dass Hunderte von Geräten und mehrere Ausrüstungsgegenstände innerhalb einer Anlage mit Fernüberwachungsanwendungen oder Edge-Plattformen verbunden werden. Eine solche flächendeckende Konnektivität kann über kabelgebundene Netze nicht erreicht werden. Auch eine Mischung aus kabelgebundenen und drahtlosen Netzen bietet keine Zuverlässigkeit. Daher war eine Verbesserung der drahtlosen Technologie sowohl für industrielle als auch für private Anwendungen erforderlich. An dieser Stelle kommt 5G ins Spiel.
5G-Netzwerke sind die erste Iteration der drahtlosen Netzwerktechnologie, die für schwere industrielle Anwendungen entwickelt wurde. Im Vergleich zu 4G ist 5G bei voller Potenzialausschöpfung in der Lage, Datenübertragungsgeschwindigkeiten zu liefern, die schneller sind als 4G. Es nutzt auch die Dezentralisierung, die sicherstellt, dass Einrichtungen, die auf 5G setzen, eine zuverlässige Kommunikation mit geringer Latenz und hoher Bandbreite erhalten, die wichtige Echtzeitanwendungen unterstützen kann.
5G-Kernnetzwerke bieten auch Antworten auf die Frage des Determinismus bei der Nutzung von drahtlosen Netzwerken für Industrie 4.0-Anwendungen. Deterministische Netzwerke stellen sicher, dass der genaue Zeitpunkt, zu dem eine Anlage gesendete Datenpakete empfängt, bekannt ist, so dass industrielle Anwendungen ohne Verzögerungen bei der Datenübertragung in Echtzeit arbeiten können.
Die von 5G gebotene verbesserte Konnektivität umfasst auch die Anzahl der Anlagen, die mit dem Netz verbunden werden können, ohne dass es zu Verzögerungen kommt. 5G bietet eine unvergleichliche Netzabdeckung für Tausende von Geräten - im Gegensatz zu 4G und kabelgebundenen Netzwerken. Eine umfassende Abdeckung bedeutet, dass die Nutzung von 5G für neue Anlagen eine kostengünstigere Initiative sein wird, verglichen mit der Verwaltung umfangreicher Konnektivitätsprojekte mit kabelgebundenen Netzwerken.
Das 5G-Kommunikationsnetzwerk und Edge Computing
Edge Computing gibt Antworten auf die Frage, wie Daten aus Prozessen und bisher unerschlossenen Bereichen erfasst werden können. Edge Computing ermöglicht auch die Datenanalyse in Echtzeit durch die Dezentralisierung von Analyseressourcen, so dass Industrieanlagen Lights-out-Strategien verfolgen und umsetzen können. Obwohl die Dezentralisierung das primäre Konzept hinter der Edge ist, wird von Edge-Geräten erwartet, dass sie mit zentralisierten Cloud-Plattformen kommunizieren können, was ein stabiles Netzwerk erfordert.
5G bietet die nötige Stabilität und Geschwindigkeit, um die Interaktion zwischen Edge und Cloud zu unterstützen. Künftige Anlagen werden die umfassende Vernetzung, die 5G bietet, nutzen, um die Echtzeit-Interkonnektivität zwischen Edge-Geräten, IoT-Implementierungen, Robotern und autonomen Systemen mit industriellen Cloud-Plattformen zu erleichtern.
Derzeit nutzt die Automobilindustrie die hohe Bandbreite und geringe Latenz von 5G und die Dezentralisierung von Edge-Geräten, um große Datenmengen zu übertragen und Industrie 4.0-Strategien voranzutreiben. In Deutschland zum Beispiel hat die Regierung private 5G-Spektren an Automobilkonzerne wie Audi und Mercedes-Benz vergeben. Diese Automobilhersteller nutzen 5G-Netzwerke zusammen mit Edge-Geräten, um die Logistik der Lieferkette und des Materialtransports zu optimieren und Zustandsüberwachungen durchzuführen.
Im Falle von Audi unterstützen 5G-Netze den autonomen Einsatz von Robotern zur präzisen Fertigung von Audi-Fahrzeugen. Die Präzision, die Roboter bieten, und die deterministische Übertragung von Betriebsdaten über 5G-Netzwerke stellen sicher, dass in den Audi-Werken in Echtzeit und intelligent produziert wird. Bei Mercedes-Benz ist 5G in den automatisierten Qualitätskontrollprozess des Unternehmens integriert, um autonome Systeme nahtlos einzusetzen. Ein Beispiel dafür ist der Einsatz von fahrerlosen Fahrzeugen, die den Materialtransport in den Produktionsstätten des Unternehmens übernehmen. Laut Ola Kallenius, Vorstandsvorsitzender von Daimler und Mercedes-Benz, ermöglicht 5G Mercedes-Benz ein besseres Management seiner Ressourcen durch eine vernetzte, flexible Produktionsumgebung.
Wie sieht die Zukunft von 5G und der Mobilfunktechnologie in der Industrie aus?
Die kurze Antwort auf die obige Frage lautet, dass 5G dazu beitragen wird, vernetzte Anlagen zu entwickeln, die die Anwendung fortschrittlicher Strategien für die digitale Transformation unterstützen. Die längere Antwort betrifft die Frage, wie einzelne Anlagen 5G zur Unterstützung von Industrie 4.0-Initiativen einsetzen werden - entsprechend den Konzepten der vorausschauenden Wartung, der datengesteuerten Optimierung der Anlagenproduktion, der Fernüberwachung und der Verbesserung der Sicherheit.
Die Zukunft von 5G besteht darin, umfassende Konnektivitätsunterstützung für die intelligenten Fabriken, intelligenten Einzelhandelseinrichtungen, Lagerhäuser und Städte zu bieten, die derzeit entworfen werden. Die Geschwindigkeit und Echtzeit-Konnektivität, die 5G fördert, wird sicherstellen, dass wichtige Echtzeit-Interaktionen ungehindert stattfinden und menschliche Bediener nicht mehr auf intelligente Systeme aufpassen müssen.
Es wird erwartet, dass 5G-Netzwerke auch den Einsatz von intelligenten Fahrzeugen und Ortungssystemen unterstützen werden, die mit digitalen Zwillingsplattformen oder Fernüberwachungsanwendungen interagieren sollen. Die Echtzeit-Übertragung von Daten zwischen der überwachten Anlage und der Überwachungsplattform bietet Unternehmen zahlreiche Möglichkeiten zur Prozessoptimierung.
Schlussfolgerung
Die Zukunft von 5G und der Mobilfunktechnologie ist eng mit der Einführung von Lösungen für die digitale Transformation im gesamten Industriesektor verknüpft. Die erfolgreiche Einführung von 5G in diesem Sektor wird zur Entwicklung mehrerer Fallstudien führen, die den Rahmen für die Einführung von 5G zur Verbesserung der Produktivität und Kundenzufriedenheit bilden werden.
