Kurze Latenzzeiten sind in vielen Bereichen der Fertigung eine Grundvoraussetzung – insbesondere, wenn es um Steuerungsfunktionen in Echtzeit geht. Müssen Daten erst lange Strecken zu zentralen Rechenzentren zurücklegen, führt dies zu unnötigen Verzögerungen. Herkömmliche Data-Center-Infrastrukturen stoßen wegen ihrer zentralen Architektur in einer Smart Factory automatisch an ihre Grenzen. Oder anders formuliert: Die Industrie ist auf Edge Computing angewiesen, um die erhofften Ziele bezüglich einer Effizienzsteigerung überhaupt erreichen zu können. Am Netzwerkrand, also direkt vor Ort, werden die Echtzeit-relevanten Informationen gesammelt, analysiert und die daraus abgeleiteten Erkenntnisse zur weiteren Verarbeitung weitergeleitet. So entstehen eine skalierbare Datenselektion.
Der Funkstandard gibt das Tempo vor
Edge Computing ist jedoch nur die eine Voraussetzung, leistungsstarke Netze die andere. Sollen autonome Roboter und Fahrzeuge die Fertigungsabläufe unterstützen oder Sensoren detaillierte Informationen zu den Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Licht, Druck und Feuchtigkeit liefern, um etwaige Defekte und Unregelmäßigkeiten rechtzeitig zu erkennen und so die Qualität und Konsistenz der Waren zu verbessern, spielt der Funkstandard eine entscheidende Rolle. Eine klassische Verkabelung würde hier nicht ausreichen, da sie weder den Anforderungen mobiler Geräte gerecht wird, noch große Hallen- oder Freiflächen abdecken kann, ohne dass die Kosten explodieren. Moderne Anwendungen sind daher auf 5G angewiesen, denn der neueste Mobilfunkstandard stellt nicht nur die nötige Sendeleistung zur Verfügung, um große Funkzellen aufzubauen, sondern ermöglicht auch ein reibungsloses „Handover“. Fahrerlose Transportfahrzeuge, Roboter und Drohnen, die in der Werkslogistik sowie im Perimeterschutz eingesetzt werden, dürfen beim Wechsel von einer Funkzelle in eine andere keinesfalls die Verbindung verlieren, auch nicht kurzzeitig. In herkömmlichen Produktions- und Lagerhallen, in denen aufgrund von Wänden oder Metallkonstruktionen meist mehr Basisstationen installiert sind, kommen solche Wechsel jedoch häufig vor.
TSN unterstützt synchrone Kommunikation vom Maschinen
Ein anderer Pluspunkt von 5G ist die Unterstützung von Time Sensitive Networking (TSN). Dieser Standard ermöglicht durch die synchrone Kommunikation zwischen Sensoren, Maschinen und Steuerungssystemen exakt aufeinander abgestimmte Abläufe. Anwendungsfälle, bei denen Maschinen miteinander kommunizieren und sich gegenseitig beeinflussen müssen, sind ohne TSN gar nicht realisierbar. Ändern sich beispielsweise plötzlich die Produktionsparameter oder kommt ein Mitarbeiter versehentlich zu nahe an den Arbeitsbereich eines Fertigungsroboters, müssen die Systeme innerhalb von Millisekunden reagieren. Nur so können Fehlproduktionen oder Personenschäden vermieden werden.
Die Vorteile der Kombination von 5G und Edge Computing liegen auf der Hand, doch die Implementierung einer solchen Produktionsumgebung einschließlich eines Campus-Netzwerks ist anspruchsvoll. Die erste Herausforderung stellt sich bei der Investitionsentscheidung. Um den geschäftlichen Nutzen quantifizieren zu können, müssen Industrieunternehmen zunächst das Potenzial der geplanten Anwendungsfälle analysieren und bewerten. Dies gelingt in der Regel am besten mit externen Beratern, die über entsprechende Erfahrungen verfügen. Ist die wirtschaftliche Entscheidung gefallen, stehen die Unternehmen vor der nächsten Hürde: Die Komplexität, die mit der Implementierung und dem Management solcher Umgebungen sowie der Integration der Technologie in bestehende Systeme und Netzwerke verbunden ist, stellt für viele eine schwer zu bewältigende Aufgabe dar. Das nötige Know-how ist schlicht nicht vorhanden, der Markt für Spezialisten in diesem Bereich zudem hart umkämpft.
Eine sinnvolle Alternative kann daher ein externer Dienstleister sein. Er kennt die unterschiedlichsten Anwendungsfälle und liefert abgestimmte Hard- und Software – im Idealfall bis hin zu den SIM-Karten. Sind diese entsprechend programmiert, lassen sich zusätzliche Sicherheitsfunktionen, aber auch Anwendungsfälle, bei denen die Karten sowohl im privaten als auch im öffentlichen Netz funktionieren müssen, leichter realisieren. Dies ist notwendig, wenn Geräte oder Fahrzeuge das Firmengelände verlassen, da ein klassisches Roaming zwischen privatem und öffentlichem 5G-Netz nicht vorgesehen ist.
