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Mittwoch, 17. Januar 2018

Netzwerke

Die besten Ideen kommen aus Garagen

Von Kathleen Spilok | 23. November 2017 | Ausgabe 47

Der Ausrüster Nokia hat eine Innovationswerkstatt in Stuttgart eröffnet. Eine von insgesamt vier „Garagen“, die es außerdem an den Standorten München, Nürnberg und Ulm gibt.

x - BU Nokia
Foto: Nokia

Kurze Latenzzeiten: Der Industrieroboter von Bosch kann kabellos und vor allem mit nur geringer Verzögerung über ein Tablet notabgeschaltet werden. 5G macht es möglich, wie eine Demo in der StuttGarage zeigt.

Garagen sind mehr als ein Abstellplatz für Autos. Sie sind Rückzugsräume für Bastler, die mit ölverschmierten Händen am Automotor schrauben. Eine Garage war die Geburtsstätte des Apple-Rechners. Seither stehen sie als Synonym für spartanische Räumlichkeiten, in denen kreative Köpfe bahnbrechende Dinge erfinden. Grund genug für Nokia, seine Innovationswerkstätten „Garagen“ zu nennen.

Zur Eröffnung der „StuttGarage“ letzte Woche in Stuttgart holt Wilhelm Dresselhaus, Geschäftsführer von Nokia Deutschland, eine Glückskeksbotschaft aus seiner Tasche. Motto: Diese Reise werden Sie nie vergessen. Warum? Es ist eine Reise in die Zukunft. Deshalb fallen oft Wörter wie Vision und Innovation. „Innovationen im Bereich der Digitalisierung sind für Deutschland und bei Nokia absolut entscheidend“, sagt Dresselhaus.

Die StuttGarage soll Ideen zur neuen Mobilfunkgeneration 5G in Verbindung mit Industrie 4.0 entwickeln. Der Auftrag lautet: mit den Unternehmen und Forschungsinstituten in der Region zusammenarbeiten, um die Herausforderungen für die Digitalisierung der Industrieproduktion anzugehen. Und das quasi an der Hauptschlagader des Maschinen- und Automobilbaus.

Den Auftakt macht Nokia mit einer Kooperation mit Bosch. „Wir brauchen auf der einen Seite das Digitalwissen, das Nokia hat“, erklärt Dresselhaus. Auf der anderen Seite sei Prozesswissen nötig, um für Anwendungsfälle die richtigen Applikationen zu entwickeln. Die Visionen, wohin die Entwicklung geht, sind auf beiden Seiten ähnlich. Gemeinsam fangen sie mit kleinen Projekten an, testen, was funktioniert und wo die Grenzen sind.

In einer kühlen Ausstellungshalle zeigen Nokia und Bosch, was in ihrer gemeinsamen Arbeit in den letzten zwei Jahren entstanden ist: ein Knickarmroboter von Bosch, der so weiterentwickelt wurde, dass er drahtlos über ein tragbares Bedienpanel gesteuert werden kann. Jeder, der auf dem Panel die Not-Aus-Funktion antippt, kann den Industrieroboter binnen Millisekunden stoppen. Eine Echtzeitreaktion, die für Gefahrensituationen unerlässlich ist, etwa, wenn ein Arbeiter zu dicht an den werkelnden Roboterarm herankommt. Im nächsten Schritt sollen mit einem Panel mehrere Roboter gleichzeitig angesteuert werden können. Der Demonstrator ist ein erster Baustein für das, was noch kommen soll.

Was braucht man alles, damit Industrie 4.0 und letztlich die smarte Fabrik funktionieren? „Der Fokus liegt auf der zuverlässigen Vernetzung aller Komponenten in der Fabrik“, sagt Nikolaj Marchenko. Er ist Forschungsingenieur bei Bosch und arbeitet an Themen rund um die drahtlose Vernetzung von industriellen Anwendungen.

Dass eine Vernetzung unglaubliche Effekte erzielt, zeigt die Entwicklung etwa bei Mobilfunk, Internet und sozialen Netzwerken. Es entstehen neue Systeme. „Das Gleiche erwartet man auch von der Industrie durch die intelligente Vernetzung von Geräten in der Fabrik“, erläutert der 34-Jährige. Bosch ist zugleich Leitanbieter von Industrie-4.0-Lösungen und Anwender in den mehr als 270 eigenen Werken weltweit. „Bosch hat das Ziel, 2020 mit Industrie-4.0-Lösungen 1 Mrd. € zusätzlichen Umsatz zu generieren und mehr als 1 Mrd. € durch den Einsatz in eigenen Werken einzusparen“, betont Marchenko.

Die technische Voraussetzung liegt im Wesentlichen in drahtlosen Verbindungen, die über den Mobilfunkstandard 5G laufen sollen, der mit mehr als zehnfachen Datenraten im Vergleich zu heutigen 4G-Systemen arbeitet. Damit kann schneller produziert werden, flexibler und ressourceneffizienter. Mobile, autonome Transportsysteme, flexible Logistik und das Arbeiten mit Augmented Reality in der Fabrik werden mit 5G noch besser umgesetzt.

Aktuelle Techniken wie WLAN und Bluetooth können das nicht leisten. Dauer und Zuverlässigkeit der Datenübertragung sowie Anforderungen an Datensicherheit und Verlässlichkeit der Netze reichen nicht aus. Bei LTE etwa liegt die Antwortzeit bei 50 ms. Das ist zu langsam. „Dafür brauchen wir 5G“, betont Marchenko. „Mit 5G kann ich Hunderttausende von Sensoren ansprechen, was mit den bisherigen Standards nicht möglich war“, ergänzt Johannes Koppenborg,Team- und Projektleiter in den Nokia Bell Labs. Die fünfte Generation hilft, dass zwei Branchen – die Telekommunikation und der Maschinenbau – miteinander reden. Noch gibt es kein 5G. Den Marktstart erwartet Nokia 2019. Im industriellen Umfeld etwas später, da Industriestandards länger brauchen, meinen Beobachter. Die Geräte für die Datenübertragung zum Industrieroboter in der Ausstellungshalle sind noch groß und klobig. Das Endgerät – Koppenborg nennt es das „5G-Telefon“ – ist in einer weißen Box verstaut, die etwa die Größe eines Campingkühlschranks hat. In Zukunft wird das ein kleiner Chip sein.

„Am schwierigsten war die Integration der verschiedenen Komponenten, die wir zusammengebaut haben und die miteinander kommunizieren“, berichtet Marchenko. Fest steht: Es sieht viel einfacher aus, als es in Wirklichkeit ist, damit ein Roboter ohne Kabel funktioniert und in höchstens 2 ms reagiert.

Beide Kooperationspartner halten es für wichtig, Anwendungsfälle und prototypische Lösungsmöglichkeiten für die 5G-Fabrik schon jetzt anzugehen, obwohl die Standardisierung von 5G noch nicht abgeschlossen ist. Neben den Möglichkeiten, die drahtlose Funknetze in der Produktion bieten, ist Sicherheit ein Thema, das alle umtreibt. Um Sicherheit vor Angriffen von außen zu gewährleisten, wird im Fabriknetz alles, was übertragen werden soll, verschlüsselt. „Wir arbeiten an Kryptografie-Algorithmen, die so schnell sind, dass sie hier gut funktionieren“, sagt der Teamleiter von Nokia.

Innovationen werden immer noch von Menschen gemacht. „Menschen brauchen Orte, an denen sie geschützt und kreativ arbeiten können“, resümiert Dresselhaus. Der Nokia-Manager will in Zukunft neue Anwenderindustrien adressieren: Energieversorger, Logistiker, Produktion, den Mobilitätsbereich. Ideen soll die Garage liefern. Niemand ist mehr für sich alleine unterwegs, scheint eine weitere wichtige Botschaft zu sein, die nicht aus einem Glückskeks stammt.rb

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