5G für Industrie 4.0 nimmt Gestalt an

Deutsche Unternehmen rüsten sich für 5G. Während Rittal erste Pilotversuche in der Produktionsüberwachung fahren wird, stellt Audi einen Testlauf für die Mensch-Maschine-Interaktion über die fünfte Mobilfunkgeneration gemeinsam mit Netzspezialisten Ericsson vor.

Rittal, einer der führenden Systemanbieter für Schaltschränke und IT-Infrastruktur, hat als eines der ersten Industrieunternehmen eine 5G-Frequenzzuteilung erhalten. Das meldete der Herborner Mittelständler heute. Noch in diesem Jahr soll ein privates 5G-Mobilfunknetz im neuen Werk in Haiger installiert werden. Erste Pilotprojekte etwa in der Produktionsüberwachung und -analyse sind bereits definiert.

Das Unternehmen will 5G in Haiger schnellstmöglich in einer realen Produktionsumgebung installieren und in Betrieb nehmen. Die neue Technologie soll den Datenverkehr deutlich beschleunigen und vereinfachen – etwa beim videobasierten Abgleich von Stückzahlen mit hinterlegten Auftragsdaten und bei der schrittweisen Implementierung von Analytics für eine präventive Instandhaltung.

„Durch die leistungsfähige 5G-Mobilfunktechnologie können wir die Potenziale und Vorteile der Digitalisierung unserer Fertigungsprozesse noch weiter ausschöpfen. Wir wollen damit die nächste Stufe zur Steigerung der Flexibilität und Effizienz unserer Produktion erreichen“, sagt Carsten Röttchen, Technischer Geschäftsführer von Rittal.

100-mal schneller als heutiger Standard

Mit dem neuen Mobilfunkstandard ließen sich Daten mit einer Geschwindigkeit von 10 Gbit/s verarbeiten. Das sei 100-mal schneller als mit dem heutigen LTE-Standard. 5G gilt als die Zukunftstechnologie, mit der sich industrielle Fertigungsprozesse noch besser vernetzen, steuern und die Potenziale von Industrie 4.0 ausschöpfen lassen. „Wir erwarten, dass hohe Bandbreiten, niedrige Latenzzeiten, Echtzeitfähigkeit, verbesserte Verfügbarkeit und hohe Zuverlässigkeit für eine weitere Optimierung der Produktionsabläufe in unserem Werk sorgen werden, da wir nach den ersten Teststellungen die 5G-Technik in produktionskritische und steuerungsrelevante Aufgaben integrieren können“, erklärt Röttchen.

Fokus auf Personensicherheit

Auch der Automobilbauer Audi stellt in dieser Woche ein neues 5G-Pilotprojekt vor. Gemeinsam mit dem schwedischen Netzausrüster wollen die Ingolstädter die Mensch-Roboter-Interaktion verbessern. Als einer der ersten Fälle wird eine über das schnelle Mobilfunknetz angebundene Automatisierungsanwendung mit Fokus auf die Personensicherheit gezeigt.

Damit künftig kabellose Produktionsroboter und Mitarbeiter reibungslos zusammenarbeiten können, ist eine drahtlose Kommunikation in Echtzeit die Voraussetzung. Im Gegensatz zu anderen Funktechnologien ist 5G zuverlässiger, reagiert robuster bei hoher Auslastung und eignet sich daher besonders für die Anbindung von Sensoren, Maschinen und von Menschen bedienten Endgeräten. Ericsson stellt nun gemeinsam mit Audi ein weiteres Beispiel für einen Einsatz von 5G in der Automobilproduktion vor: Ein industrieller Roboter baut ein Airbag-Modul in das Lenkrad eines Audi ein.

Die Roboterzelle ist durch Sicherheitssensorik geschützt. Sobald eine Menschenhand den Lichtvorhang der Zelle durchbricht, hält der Roboter automatisch an. Die hierfür notwendige hochfrequente (Feldbus-)Kommunikation wird ermöglicht durch die sehr niedrige Latenzzeit, also einer Ende-zu-Ende-Verzögerung von ungefähr 1 ms. Dank der 5G-Technologie wird die Interaktion zwischen Mensch und Maschine nun auch auf kabellosem Weg möglich. „5G verbindet alle Punkte in unserer Produktionsumgebung, was zu enormen Verbesserungen der Flexibilität und Konnektivität führt, sowie zeigt, wie eine sichere Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter aussehen kann“, sagt Arjen Kreis, Leiter Karosseriebau Automatisierungstechnik Audi Neckarsulm.

In Kooperation frühzeitig Potenziale erkennen

Seit 2018 erprobt der Premium-Automobilhersteller Audi mit dem schwedischen Telekommunikationskonzern Ericsson den Einsatz der Mobilfunk- und Netztechnologie 5G für die Produktion von Fahrzeugen. Die Partnerschaft zwischen dem Automobilhersteller und dem schwedischen 5G-Spezialisten offeriere die Möglichkeit, frühzeitig die Potenziale von drahtloser Kommunikation in der Produktion zu erkennen, heißt es auf beiden Seiten. „5G bietet die extrem niedrige Latenz, die den Leistungsanforderungen der industriellen Automatisierung entspricht“, erklärt Marie Hogan, Head of Mobile Broadband & IoT bei Ericsson. „Hoch entwickelte Anwendungsfälle und systemkritische Vernetzungen im Internet der Dinge, kombiniert mit den Vorteilen einer größeren Flexibilität, Mobilität und Effizienz für die Produktionsautomatisierung, werden so überhaupt erst möglich.“ Hogan ist überzeugt: „Das ‚Durchschneiden der Kabel‘ ist der eigentliche Wendepunkt in der Industrie-4.0-Ära.“