Auf dem Weg zur Hyperkonnektivität

5G-Ökosystem für die Industrie 4.0

Der Mobilfunkstandard 5G könnte die datengetriebene Vernetzung von Mensch und Maschine – auch Hyperkonnektivität genannt – bald deutlich beschleunigen. Produzierenden Unternehmen eröffnet das neue Formen des Arbeitens und könnte langfristig der größte Antrieb für intelligente Fabriken sein, kommentiert Christian Maasem von Detecon International.

(Bild: ©Gorodenkoff/stock.adobe.com)

Die Basis für die Hyperkonnektivität bilden komplexe 5G-Ökosysteme. Doch damit Unternehmen eine solche Zusammenarbeit und eine so vernetzte Fabrik realisieren können, müssen zunächst komplexe Daten-Ökosysteme, die das unternehmensinterne Digitalisierungsvorhaben vorantreiben, etabliert werden. Eine große Herausforderung, die die deutsche Industrie in den nächsten Jahren vorrangig beschäftigen wird. 5G ist als wesentlicher Teil dieses Ökosystems der Treibstoff für die Transformation der Industrie.

5G ist nicht nur besonders zuverlässig, sondern kann auch – besser als seine Vorgänger – große Datenmengen übermitteln. So wird beispielsweise eine Verbindung zu den Daten des Shopfloors hergestellt und die Automatisierung erleichtert. Kommen andere Funknetze in Bezug auf die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Datenverbindung schnell an ihre Grenzen, ist 5G ein echter Allrounder und verzeichnet dabei geringe Latenzen. Dadurch besteht leicht die Möglichkeit von robuster Skalierbarkeit, um viele Anwendungsfällen abzudecken, ohne andere Abläufe zu stören.

5G-Ökosysteme als infrastrukturelles Rückgrat

5G muss nicht allein als Kommunikationstechnologie auftreten, sondern kann als zusammenhängendes System verstanden werden – angefangen bei der IoT-Datenerfassung auf dem Shopfloor bis zu deren Analyse in nahen Edge oder fernen Rechnerverbünden (Cloud). Das 5G-Netz bildet hierbei das Rückgrat des Ökosystems und ermöglicht die interoperable Erfassung, Verteilung und Automatisierung von Informationsflüssen.

5G-Ökosysteme erlauben Industrieunternehmen eine gesamtheitliche Überwachung und Verbesserung von Produktionsprozessen: Sie können bessere Produkte entwickeln, neue Geschäftsmodelle erschließen und in ihren Abläufen Ressourcen sparen. Von der Entwicklung und der Produktion über die Logistik bis zum Vertrieb – Anwendungsmöglichkeiten gibt es fast in jedem Bereich. Durch einen höheren Automatisierungsgrad können Unternehmen eine schnellere Anpassung von Prozessen in der Produktion vornehmen, die zu einer höheren Kosteneffizienz ergo zur Reduktion von Betriebskosten führt.

Kooperation auf neuem Niveau

Eine einmal aufgebaute Hyperkonnektivität ermöglicht in einem Netzwerk aus Industriepartnern neue Möglichkeiten zur Kooperation. Damit kann 5G eine Grundlage für den zukünftigen Informationsaustausch und Wissensgewinn bilden – sowohl intern als auch über die eigenen Unternehmensgrenzen hinweg. Doch wie können Unternehmen 5G-Ökosysteme realisieren und den Weg der Hyperkonnektivität beschreiten?

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Wie gelangen Produzenten an die Grundlagen für eine funkgestützte Fabrikvernetzung? Generell lassen sich vier Schritte auf dem Weg zu einem unternehmenseigenen und -übergreifenden 5G-Ökosystem festmachen:

Informieren – Wer ein 5G-Ökosystem etablieren will, muss sich zunächst ausführlich informieren. Unternehmen sollten dabei aber nicht nur herausarbeiten, was sie mit einem 5G-Ökosystem erreichen können, sondern auch, was sie ihrer Lieferkette bereits jetzt beisteuern können. Um das herauszufinden, hilft es beispielsweise, sich mit den Potenzialen der eigenen Branche oder den Synergien, die das Unternehmen selbst durch die gewonnene Vernetzung nutzen kann, auseinanderzusetzen.

Planen – Im nächsten Schritt planen Unternehmen, in welchem Rahmen sie welche 5G-Netzwerke einsetzen wollen und was sie sich im Detail von deren Einsatz erhoffen. Beispiele hierfür sind die datengetriebene Transparenz von Prozessen und Zuständen (etwa mittels eines digitalen Zwillings) oder die weitergehende Automatisierung von Abläufen. Mit den virtuellen Abbildungen realer Objekte können etwa bei der Wartung und Instandhaltung von Maschinen kleinteilige Kontrollen vor Ort wegfallen. Automatisierungssysteme in der Fertigung können vor allem Effizienzsteigerungspotenziale offenlegen.

Testen – Auch die Testphase ist ein elementarer Schritt auf dem Weg zum unternehmenseigenen 5G-Ökosystem. Die Tests werden vor Ort mit einem entsprechenden Dienstleister oder in einem sogenannten 5G-Campusnetz – einem geografisch begrenzten, lokalen Mobilfunknetz, das für besondere Anforderungen angepasst ist – umgesetzt.

Starten – Auf dem Weg zur Hyperkonnektivität ist es zunächst egal, wie klein oder groß Unternehmen mit der Implementierung von 5G-Netzwerken beginnen. Wichtig ist, überhaupt mit entsprechenden Maßnahmen in das Zeitalter des digital vernetzen Arbeitens einzutreten.

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Der Weg ist das Ziel

Können oder wollen Unternehmen den Aufbau eines eigenen 5G-Netzwerks zunächst noch nicht eigenständig realisieren, kann in einer ersten Ausbaustufe mit bestehenden Netzen oder temporären Installationen gestartet werden. So werden erste Zugangsmöglichkeiten genutzt und Partnerschaften etabliert. Eine eigene Infrastruktur bietet Unternehmen jedoch eine höhere ökonomische Varianz – sie lässt sich in ihrer Gesamtheit besser skalieren und auf die eigenen Bedürfnisse anpassen.

Wie sieht die Zukunft mit 5G-Ökosystemen aus?

Aktuell ist die deutsche Industrie beim Aufbau und der Etablierung von 5G-Ökosystemen noch am Anfang. Obwohl bereits einige Prototypen für den Aufbau von 5G-Netzen in der Bundesrepublik realisiert wurden, ist der diesbezügliche Reifegrad von Industrieunternehmen sehr unterschiedlich. So planen einige Unternehmen zwar Investitionen in die industrielle Konnektivität, sind jedoch unsicher, welche Technologie oder welche Kombination die beste Lösung, auch im Sinne der Zukunftssicherheit, verspricht. Andere Organisation wollen Überbrückungstechnologien nutzen, um bei der Transformation zur Industrie 4.0 nicht auf der Strecke zu bleiben.

Im internationalen Vergleich zeigt sich, dass Länder wie Südkorea, Norwegen, die Arabischen Emirate und Südafrika hier weitaus besser aufgestellt sind. Doch Deutschland holt durch die Möglichkeiten des dedizierten Industriespektrums im Bereich der Campusnetze weiter auf. Ein längst überfälliger Schritt, denn die Implementierung von 5G-Netzen eröffnet Unternehmen die Möglichkeit, völlig neue Geschäftsfelder zu erschließen und damit international wettbewerbsfähig zu bleiben.

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