5G Private Networks, auch unter dem Begriff Campusnetze bekannt, stellen die Grundlage dar, auf der automatisierte Prozesse für die Industrie 4.0 aufbauen. Deshalb fördert die Bundesnetzagentur deren Etablierung durch die Bereitstellung eines großen Frequenz-Spektrums. Um den Einstieg zu erleichtern, lassen sich die Frequenzen mit geringem Aufwand und zudem kostengünstig beantragen.
Theoretisch könnten die Anlagenbetreiber die vorhandenen Mobilfunknetze für ihre Smart Factory nutzen, doch unterscheiden sich die Anforderungen der Industrie stark von den Bedürfnissen privater User. Datentransfers müssen möglichst verzögerungsfrei sein, an die Robustheit der Hardware und die Ausfallsicherheit des Netzes werden hohe Ansprüche gestellt.
Insbesondere auf der Managementebene gehört die Planungssicherheit zu den schwerwiegendsten Argumenten für ein eigenes 5G-Netz: Betreiber müssen nicht fürchten, dass ein Anbieter sein Angebot verändert, ganz einstellt oder teurer macht. Zudem haben sie die vollständige Kontrolle über ihre wertvollen Daten und die Netze, in denen sie ausgetauscht werden. 5G Private Networks sind flexibel auf sich verändernde Bedingungen und Anforderungen anpassbar und bieten kontrollierte Übertragungswege. Aufbauend auf weltweit gültige und eingesetzte Standards sind sie zukunftsfest, profitieren von den neuesten Entwicklungen und vermeiden Abhängigkeiten von einzelnen Herstellern.
Um die Zuverlässigkeit und damit die Stabilität von 5G Private Networks zu gewährleisten, braucht es eine kontinuierliche Überwachung des Netzes. Die größte Herausforderung ist dabei die Komplexität der Netzwerke, die mit der Zahl der Netzteilnehmer kontinuierlich wächst. Heute werden ganze Produktionslinien vernetzt und automatisiert, womit die Anforderungen an die Robustheit der Netze stetig steigen: Mehr und mehr Geräte und Maschinen müssen in die Prozesskette integriert werden. Umso mehr Quellen Datenströme senden, desto entscheidender – aber auch schwerer – ist es, die Qualität für die einzelnen Geräte zu garantieren, Informationen zu erfassen und richtig einzuordnen.
Aus den fließenden Datenströmen lassen sich jedoch mehr Informationen gewinnen als lediglich jene, die für die Produktion relevant sind. Durch die Analyse des Fließens selbst können Rückschlüsse auf den Zustand des Netzes gewonnen werden: Wo entstehen gerade Probleme? Welche Konsequenzen ergeben sich? Und wie kann dem entgegengewirkt werden? Werden diese Informationen in Echtzeit analysiert, katalogisiert und priorisiert, lassen sich daraus Maßnahmen ableiten, die einen reibungslosen Betrieb sicherstellen. Dazu müssen die richtigen Punkte im Netz überwacht werden. Aufgrund der Masse an erfassten Daten ist die Verarbeitung allein durch Menschen nicht darstellbar. Stattdessen braucht es auch hier automatisierte Lösungen, die aus der Datenflut die relevanten Informationen herauszufiltern vermögen.
Das bekannte Prinzip der Predictive Maintenance lässt sich auf Netzwerkinfrastrukturen übertragen. Hier kommen Streamanalyse-Tools wie Carat zum Einsatz, die Datenströme erfassen, analysieren und Problemstellen priorisieren, um sie selbstständig zu lösen – und zwar im laufenden Prozess.
Dazu müssen die zum Einsatz kommende Tools erstens über die nötige Leistungsstärke verfügen und zweitens unmittelbar am Ort der Kommunikation, also direkt an den entscheidenden Schnittstellen, angeschlossen werden. Die betrachteten Daten werden in Echtzeit gefiltert, um ausschließlich die für Predictive Maintenance relevanten Informationen zu extrahieren. So können die Schwachstellen im Netzwerk identifiziert, ohne menschliches Eingreifen erkannt und automatisiert behandelt werden. Um die Nachvollziehbarkeit der Maßnahmen und somit die Auskunftsfähigkeit gegenüber Vorgesetzten, Partnern oder Kunden zu gewährleisten, entstehen detaillierte Berichte zum Zustand der Netzinfrastruktur und der übertragenen Datenströme.
Noch sind Campusnetze Zukunftsthemen, deren Umsetzung bei allen Vorteilen zunächst Aufwände verursachen. Dennoch sollten Industrieunternehmen schnellstmöglich den Aufbau solcher Netze vorantreiben, um die Wettbewerbsfähigkeit auf dem Gebiet des IIoT zu sichern. Anlagenbetreiber sollten beim Aufbau ihrer Campusnetze jedoch unbedingt darauf achten, gleich ein passendes Analyse-Tool mitanzuschaffen. Dann stehen die Chancen gut, Vorreiter und führend in einem Segment zu sein.
