Mit der Einführung der 5G-Technologie steht die Fertigungsindustrie vor der bisher größten Transformation. Sicherere, flexiblere und effizientere Fertigungssysteme werden dank der ultraniedrigen Latenz und der Zuverlässigkeit der 5G-Konnektivität möglich sein. Dies ermöglicht eine kontinuierliche Automatisierung von Robotern und Lagertransporten sowie das Einsparen von Kabeln für echte Flexibilität. Wir haben mit Dr. Jens Jakobsen, HMS Labs Development Manager bei HMS Networks, über die Vorteile von 5G in der Fabrik gesprochen und darüber, was es für die Zukunft der intelligenten Fertigung bedeutet.
Was sind die Vorteile von 5G in der Fabrik?
Vollautomatisierung – In den letzten 30 Jahren haben wir alles, was in der Fabrik automatisiert werden kann, mit kabelgebundener Technologie automatisiert. Mit 5G können wir die restlichen 10 % automatisieren, die bisher nicht automatisiert wurden. Bei Industrie 4.0 und Smart Manufacturing dreht sich alles um die Integration von Logistik, Materialtransport und Fabrikautomatisierung. 5G ist ein Schlüsselfaktor für diese Integration.
Flexibilität – 5G wird intelligentere, flexiblere Fabriken schaffen, indem es die Vorteile von Automatisierung, künstlicher Intelligenz, dem Internet der Dinge (IoT) und mehr voll ausschöpft. 5G bietet Ihnen auch eine drahtlose Alternative zu kabelgebundenen Systemen, die häufig erforderlich sind, um Maschinen mit zentralen Computersystemen in Verbindung zu halten, wodurch die Fabrikhalle viel flexibler und anpassungsfähiger wird. Dies erleichtert die Neukonfiguration Ihrer Produktionssysteme, um mit sich ändernden Produktlinien fertig zu werden.
Hohe Verfügbarkeit – Mit 5G können Sie alles in Echtzeit überwachen und so Ihre Effizienz verbessern. 5G bietet eine höhere Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit als WLAN, Bluetooth, RFID und andere konkurrierende drahtlose Technologien.
Sicher und geschützt – Über 5G können Maschinen eine vorausschauende und vorbeugende Wartung durchführen, um Verzögerungen durch Abschaltungen zu minimieren und die Mitarbeiter zu schützen.
Nachhaltig – Mit einer Batterielebensdauer von bis zu zehn Jahren eignet sich 5G unter Nachhaltigkeitsgesichtspunkten sehr gut als Standardlösung für die Kommunikation in vernetzten Fabriken und Produktionsanlagen.
Öffentliches oder privates Netzwerk – Mit 5G können Sie Ihre Systeme über ein lokales privates 5G-Netzwerk betreiben, steuern und überwachen. So haben Sie die volle Kontrolle über alle Aspekte Ihres 5G-Netzwerks in Ihrer Fabrik. Sie haben auch die Möglichkeit, ein öffentliches Netzwerk mit Basisstationen zu verwenden, die innerhalb der Fabrik installiert sind. Mit dieser Option muss der Anlagenbesitzer nicht in Ausbildung, Frequenzlizenzen und andere Aspekte des Betriebs eines privaten 5G-Netzes investieren.
Schließlich ermöglicht eine Technologie namens Network Slicing die Erstellung von halbprivaten Netzwerken innerhalb der Fabrik. Network Slicing ist eine Technologie, die bereits von Polizei, Feuerwehr und Rettungsdiensten verwendet wird, um extrem zuverlässige halbprivate Netzwerke für die öffentliche Sicherheit zu schaffen, indem die physische Infrastruktur öffentlicher Netzwerke genutzt wird.
Wie vernetzt HMS Geräte mit der neuesten 5G-Technologie?
Wir bei HMS Networks sind seit jeher auf dem neuesten Stand, wenn es darum geht, Industrieanlagen miteinander in Verbindung zu bringen, und arbeiten stets mit der neuesten innovativen Technologie.
Die Demo im Sweden Co-Lab Pavillion auf der Hannover Messe, zusammen mit anderen schwedischen Unternehmen wie Ericsson und ABB, umfasst mehrere Produkte von HMS Networks, die alle darauf ausgelegt sind, die Anforderungen anspruchsvoller Anwendungen in der Automatisierungsindustrie zu erfüllen. In der Demo werden HMS Industrierouter mit Mobilfunk-, Ethernet- und WLAN-Konnektivität zusammen mit einer angepassten Version des HMS Anybus Wireless Bolt™ eingesetzt. Zusammen ermöglichen sie eine nahtlose Kommunikation über Mobilfunknetze zwischen Industriegeräten verschiedener Hersteller und ermöglichen so eine intelligente und flexible Steuerung.
Alles in allem sind die Wireless-Produkte von HMS auf die Anforderungen von 5G ausgelegt, wenn diese Technologie in Fabriken und Automatisierungssystemen eingeführt wird. Mit 5G können Sie Ihre Produktionslinie zukunftssicher machen, da Sie neue Maschinen hinzufügen können, ohne wesentliche Änderungen an Ihrem Netzwerk vornehmen zu müssen.
Was sind die Herausforderungen beim Thema 5G?
Frequenzspektrum – Es ist möglich, private 5G-Fabriknetze mit lizenzfreien Frequenzen zu betreiben. Ein gutes Beispiel dafür ist das 5-GHz-Band, das auch für WLAN verwendet wird. Das nicht lizenzierte Spektrum hat jedoch Einschränkungen in der Sendeleistung. Dies führt zu einem Bedarf an mehr 5G-Basisstationen im Vergleich zur Nutzung lizenzierter Frequenzen. Bei nicht lizenzierten Frequenzen besteht auch die Möglichkeit einer Störung durch andere Nutzer desselben Bandes. Daher ist es weitaus besser, ein lizenziertes Spektrum zu verwenden. Derzeit ist unklar, wie lizenzierte Frequenzen für die Fabrikautomation zur Verfügung gestellt werden sollen.
Ökosystem – Innerhalb der Fabrikautomatisierung gibt es bereits ein umfangreiches Ökosystem von Zulieferern: Fabrikbesitzer bestellen Fabriken bei Systemintegratoren, Systemintegratoren bestellen Maschinen bei Maschinenbauern und Maschinenbauer bestellen Geräte bei Geräteherstellern. Damit dieses Ökosystem die 5G-Technologie übernehmen kann, müssen neue Standards etabliert und Interoperabilitätstests durchgeführt werden.
Wann wird 5G zum Industriestandard?
Die Standardisierung von 5G wird im Rahmen von 3GPP fortgesetzt. Gleichzeitig testen Verkäufer die Technologie in mehreren Fabriken auf der ganzen Welt. Die erste Phase der 5G-Bereitstellung basiert auf 3GPP Release 15. Diese Version konzentriert sich in erster Linie auf Enhanced Mobile Broadband (eMBB) und ist in erster Linie für die frühzeitige Bereitstellung von drahtlosen Breitbanddiensten für Privathaushalte vorgesehen.
3GPP Release 16 wird die Version sein, die Ultra-Reliable Low Latency Communications (URLLC) abdeckt. Diese Version wird Ende 2019 verfügbar sein. 5G-Funkmodule und Netzwerkinfrastruktur, die Release 16 unterstützen, werden für Anfang 2020 erwartet. Der Einsatz in Fabriken wird später im Jahr 2020 folgen, beginnend mit FTS und mobilen Mitarbeitern.
Wie wird sich die Einführung der 5G-Technologie auf das industrielle Internet der Dinge (IIoT) auswirken?
Die industrielle Welt befindet sich in ihrer vierten Revolution, mit dem Ziel, die Flexibilität zu erhöhen, die Automatisierung zu erhöhen und die Produktivität zu verbessern und gleichzeitig ein hohes Maß an Sicherheit und Nachhaltigkeit zu gewährleisten. Daher ist der Einsatz von 5G die perfekte Lösung, um eine intelligente drahtlose Konnektivität in der Fabrik zu ermöglichen, mit Schlüsselfunktionen wie massiver Maschinenkommunikation, Echtzeitsteuerung von Maschinen, verstärkten Mensch-Roboter-Interaktionen und Edge-Cloud-Analysen.
Ich glaube, dass die vierte industrielle Revolution nur gelingen kann, wenn wir uns in der Fabrik stark auf drahtlose Kommunikation verlassen, und wir bei HMS arbeiten jeden Tag mit diesen innovativen Technologien. Aus technischer Sicht ist 5G die Technologie, die sich am besten für die Fabrik der Zukunft eignet!