Wie 5G Smart Factories revolutioniert

Die Nachricht, dass Worcester Bosch letztes Jahr den ersten Live-Test von 5G-Konnektivität in einer industriellen Umgebung im UK startete, wurde als „Meilenstein“ auf dem Weg zu Smart Factories in Großbritannien gefeiert. Eine Initiative, die sich dieses Jahr hundertfach weltweit wiederholen wird, wenn Mobilfunkanbieter 5G freischalten.

Der Hersteller von Heiz- und Warmwasserprodukten arbeitete Berichten zufolge mit BT, O2 und Huawei zusammen, um zu testen, wie 5G-Konnektivität die Produktivität seiner Fertigungsabläufe steigern kann – einschließlich Unterstützung für Predictive-Maintenance-Technologie.

Während Konnektivität nicht die erste Überlegung ist, die bei Smart Factories in den Sinn kommt, hat der Advent von Industrie 4.0 sie missionskritisch gemacht. Von Sensoren an Industriemaschinen gesammelte Daten sind nutzlos, solange sie nicht abgerufen und analysiert werden können. Sie sind pretty much redundant, wenn sie lediglich auf ihrer Ursprungsmaschine verbleiben.

Für Hersteller sind die Konnektivitätsoptionen jedoch begrenzt. Zwar würden viele Industrieorganisationen gerne drahtlose Konnektivität in ihren Betriebsabläufen nutzen – wegen geringerer Installationskosten und höherer Flexibilität bei der Umkonfiguration von Fabriklayouts –, doch die Einführung von Technologien wie Wi-Fi und 4G war aufgrund der Natur industrieller Umgebungen, in denen sie operieren müssen, langsam.

Aus elektronischer Sicht sind Fabriken und Produktionsanlagen lärmende Umgebungen. Industriemaschinen erzeugen enorme elektronische Störungen, die drahtlose Netzwerke massiv beeinträchtigen.

Etwa die Hälfte der globalen Fortune-500-Kunden von Senseye hat drahtlose Technologien in ihren Betriebsabläufen im Rahmen von Industrie-4.0-Initiativen getestet. Doch die Mehrheit setzt weiterhin auf festverdrahtete Netzwerke, um sicherzustellen, dass Daten ungehindert durch die Fabrik fließen können.

Ericsson, der Telekommunikationstechnologie-Anbieter, sagt, dass die Netzwerkeigenschaften von 5G – hohe Bandbreite, niedrige Latenz, hervorragende Zuverlässigkeit und verbesserte Verbindungsdichte – dessen Einsatz als flexible, kostengünstigere Alternative zu den Festnetzwerken ermöglichen werden, auf die die meisten Hersteller heute noch setzen.

Elektronisches Rauschen überwinden

Der Hauptvorteil von 5G in industriellen Umgebungen ist die Robustheit und Resilienz der Technologie und ihre Eignung für großflächige Industrie-4.0-Einführungen.

Während die Datenmenge, die jede Maschine produziert, im Großen und Ganzen nicht riesig ist, könnten in einer einzelnen Fabrikumgebung Tausende von Geräten Daten übermitteln. Die verbesserte Verbindungsdichte von 5G wird es ermöglichen, eine weit größere Anzahl von Maschinen automatisch zu überwachen und zu analysieren.

5G wird auch den Einsatz neuer Low-Power-Wide-Area-Funktechnologien ermöglichen, die explizit für die Bedürfnisse von Industrie-4.0-Anwendungen entwickelt wurden. Diese bieten bessere Abdeckung für abgelegene, ländliche Standorte sowie tiefere Penetration in Fabriken.

Die Fähigkeit, Daten von signifikant mehr Maschinen zu managen, wird voraussichtlich zur Integration deutlich mehr Assets und Fähigkeiten in die Smart-Factory-Umgebung führen sowie zu einer höheren Zahl spezialisierter Cloud-basierter Anwendungen für deren Management.

Es wird möglich sein, Assets anzubinden und für jedes eine eindeutige Messung zu erhalten, die eine Echtzeit-Prognose darüber liefert, wann der Asset ausfallen wird. Das hilft, Stillstand und Überwartung zu vermeiden und gibt Fabriken und ihren Operationsteams größere Kontrolle und Einsicht.

Kosten von Datenprojekten senken

Die neue Generation industrieller Maschinen, die heute produziert wird, ist serienmäßig mit Sensoren und irgendeiner Form eingebauter Konnektivität ausgestattet. Hersteller weltweit rüsten Bestandsanlagen nach, um wichtige Konnektivität bereitzustellen – während viele dies für kabelgebundene Netze tun, machen die zukunftsorientiertesten es möglich, SIM-Karten in ihre Maschinen zu integrieren.

Während die Kosten für die Instrumentierung älterer Maschinen kontinuierlich sinken, da Sensorpreise fallen, ist der teuerste Teil der Datenreise oft mit dem Verlegen von Netzen in der Fabrikumgebung verbunden. Anlagen sind notorisch schwierige Orte, um Netzwerkkabel zu verlegen – besonders, wenn man bedenkt, dass ein Großteil dieser Arbeit während des laufenden Maschinenbetriebs erfolgen muss.

Indem 5G das Problem elektronischer Störungen löst und einen Weg bietet, die Notwendigkeit festverdrahteter Konnektivität zu beseitigen, hat 5G das Potenzial, die Kosten für die Aufrüstung von Fertigungsumgebungen auf Smart-Factory-Anforderungen drastisch zu senken.

Zweiseitige Remote-Konnektivität

Ein weiterer erwarteter Vorteil von 5G-Konnektivität ist die Ermöglichung von Remote-Monitoring und sogar Remote-Konfiguration von Assets im Feld. Sektoren wie erneuerbare Energien verlassen sich zunehmend auf teure, autonome Assets an abgelegenen Standorten. 5G sollte die Fähigkeit von Energieunternehmen verbessern, mit Windkraftanlagen zu kommunizieren – beispielsweise deren Leistung und Zustand vom Hauptsitz aus zu überwachen, sie bei Bedarf abzufragen und sogar on-the-fly neu zu konfigurieren.

Es sind noch frühe Tage für 5G, aber klar ist: Die Erwartung an diese neue Technologie geht weit über bloße Konsumentenaudiences hinaus, die eifrig mehr Inhalte auf ihre Geräte herunterladen wollen. Industrieorganisationen weltweit haben erkannt, dass diese Technologie transformativ für ihre Operationen sein könnte und werden diese Tests mit großem Interesse verfolgen.