Der Ausbau von 5G-Netzen in Deutschland schreitet voran. Für Unternehmen verspricht der Funkstandard mehr Flexibilität, Produktivität, Sicherheit und Nachhaltigkeit. In dem Forschungsprojekt 5G4Me untersuchen Forscher des International Performance Research Institutes (IPRI), wie sich die Mobilfunktechnologie auf kleine und mittlere Unternehmen der verarbeitenden Industrie auswirkt.
(Bild: ©Khaligo/stock.adobe.com)
Auf 4G folgt 5G: Die Übertragungstechnologie bietet eine höhere Reichweite, geringere Latenzzeiten und ermöglicht kabellose Ausweitungen des Mobilfunknetzes. Sie erfüllt hohe Anforderungen an Sicherheit, Zuverlässigkeit und Datenverfügbarkeit und erlaubt die Umsetzung neuer Technologien und Geschäftsmodelle. Telekom und Trumpf entwickelten mit 5G etwa eine Ortungslösung, die Fabrikobjekte in Echtzeit lokalisiert. Es entsteht ein digitales Bild der Produktionshalle und Werkzeuge, Erzeugnisse und Materialien sind schneller auffindbar.
Der Ausbau von 5G-Netzen nimmt zu und immer mehr Unternehmen verwenden die neue Übertragungstechnologie in eigenen, lokalen Campusnetzen. In einer Umfrage des Branchenverbands Bitkom gaben 29 Prozent der befragten Unternehmen an, 5G in der Produktion zu verwenden. Im Vorjahr waren es dagegen nur 8 Prozent. Infolgedessen drängen neue Anbieter auf den Markt. Es gilt, die eigenen Stärken mit der neuen Technologie auszubauen und sich vom Wettbewerb zu differenzieren.
In dem Forschungsprojekt 5G4Me wurden Potenziale der Technologie ermittelt und geclustert. Unternehmen, die 5G nutzen, können leichter auf Kundenanforderungen eingehen und sind in der Erweiterung des Standorts flexibler. Neben den positiven Effekten auf Flexibilität und Produktionsabläufe, kann der Standard dazu beitragen, die Nachhaltigkeit des Unternehmens zu verbessern. Die Energieeffizienz von 5G-Netzen in Bit/Joule verbessert sich im Vergleich zu 4G nach Schätzungen um den Faktor 100. Zudem kann eine detailliertere Prozessüberwachung dabei helfen, Überschüsse und Abfallprodukte zu reduzieren. Das Network Slicing und der Aufbau privater Netze tragen neben strengen Datenschutzrichtlinien darüber hinaus zu einer höheren Datensicherheit bei.
Auf dem E-Commerce-Markt werden immer mehr maßgeschneiderte Lösungen für Endkunden angeboten. Deshalb sind Produktkonfiguratoren zu einem wichtigen Instrument für Onlinehändler geworden. So haben die E-Commerce-Experten von netz98 für den Spezialisten Maschinenbau Feld einen 3D-Produktkonfigurator entwickelt, der dessen Stahlprodukte greifbar visualisiert und zu mehr Conversions führt.‣ weiterlesen
Use Cases von 5G in Anlehnung an 5GWorldPro.com (Bild: IPRI gGmbH)
In unterschiedlichen Szenarien kommen die Stärken der verschiedenen Anwendungsprofile zur Geltung. Mit eMBB bietet 5G hohe Übertragungsraten, was wiederum Virtual und Augmented Reality-Anwendungen in hoher Qualität ermöglicht. MMTC unterstützt eine hohe Endgerätedichte mit hoher Energieeffizienz. In Maschinen, Produktionshallen und Werkzeugen sind viele Sensoren verbaut, welche eine große Datenmenge liefern. Die Darstellung der Produktion durch einen digitalen Zwilling wird ermöglicht und Abläufe können von überall eingesehen und gesteuert werden. Zusätzlich zu bestehenden Leistungen werden leistungsbasierte Services und subskriptionsbasierte Geschäftsmodelle ermöglicht. Durch URLLC ermöglicht 5G geringe Latenzzeiten und eine hohe Zuverlässigkeit und schafft somit die Grundlage für die Steuerung nahe Echtzeit von Fertigungsprozessen bzw. steigert die Effektivität von Fernwartungen und Just-in-Time Produktion.
Bislang setzen meist Großkonzerne auf 5G. Diese verfügen über die nötigen Ressourcen und eine einheitliche Digitalisierungsstrategie. Siemens hat 2019 etwa ein eigenes 5G-Netz aufgebaut. Dadurch wird ein digitaler Zwilling ermöglicht, indem vorhandene Daten intelligent genutzt werden, um die Produktion effektiver und nachhaltiger zu gestalten. Darüber hinaus werden fahrerlose Transportsysteme eingesetzt, die mittels 5G, durch geringe Latenzzeiten und eine höhere Zuverlässigkeit, zentral gesteuert werden können und in der Interaktion mit anderen Robotern unterstützt werden. In KMU hingegen existieren oft nicht aufeinander abgestimmte Insellösungen. 5G ermöglicht deren Vernetzung und ein Rahmenwerk zur Integration zukünftiger Digitalisierungsinitiativen. Beispielsweise hat die die Rudolf Hillebrand GmbH & Co. KG ein eigenes 5G-Netz implementiert und verspricht sich damit ein detailliertes Monitoring der Beschichtungsanlagen und Predictive Maintenance. Ziel ist es, unerwünschte Maschinenstillstände frühzeitig zu erkennen und Produktionsstörungen zu minimieren.
Potenziale von 5G (Bild: IPRI gGmbH)
Es ist zu erwarten, dass sich 5G in der Industrie in den nächsten Jahren flächendeckend durchsetzen wird. Im Projekt 5G4Me unterstützen das IPRI und das FIR an der RWTH Aachen Unternehmen dabei, diesen Übergang zu meistern und weitere Anwendungsgebiete zu identifizieren und zugänglich zu machen. Den Unternehmen wird aufgezeigt, welche Potenziale 5G bietet und wie diese gehoben werden können. Zudem forschen die Beteiligten, wie sich Geschäftsmodelle verändern und welche neuen Geschäftsmodelle entstehen. Interessierten Unternehmen steht ab Mitte 2024 ein Webtool zur Verfügung, welches ausgehend von unternehmensspezifischen Anforderungen, Anwendungsgebiete von 5G und deren Potenziale ausgibt. Abschließend wird ein Vorgehen zur schrittweisen Implementierung in die Unternehmensstrategie bereitgestellt.
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