Industrie 4.0 04. Sep 2020 Von Martin Ciupek

5G: Wettlauf um Effizienz und neue Geschäftsmodelle

Noch steht der Mobilfunkstandard 5G am Anfang der Entwicklung. Insbesondere marktfähige Industrieprodukte gilt es aber noch zu entwickeln. Dennoch forderten Experten auf dem 5G-Industrie Summit der Deutschen Messe Technology Academy Unternehmen dazu auf, jetzt bereits damit zu starten.

Am Fraunhofer IPT in Aachen wird der Fräsprozess bei Turbinenschaufeln (Blisk) mittels 5G-Technologie in Echtzeit überwacht und nachgeregelt, um Schwingungsmarken bei den dünnwandigen Bauteilen zu vermeiden. Die Antenne und die Netztechnik stammen von Ericsson.
Foto: M. Ciupek

Deutschland hat die Chance, den Mobilfunkstandard 5G zumindest in industriellen Anwendungen zu prägen. „Viele Länder, gerade in Europa, beneiden uns um unsere Industriefrequenz“, berichtete Ewald Kuk, Vice President Product Management Industrial Communication and Identification bei der Siemens AG, diese Woche auf dem 5G-Industrie Summit der Deutschen Messe. Mit ihren globalen Fertigungsnetzen setze sich insbesondere die deutsche Automobilindustrie – die Kuk hier als Vorreiter sieht – dafür ein, die Frequenzen auch im Ausland zu etablieren. Als Beispiel dafür nannte er das Engagement von VW in Spanien.

Gute Ausgangsbedingungen

„Der Industriestandort Deutschland ist hier mit der Industriefrequenz zu vernünftigen Kosten, zusammen mit den Konjunkturprogrammen zum 5G-Ausbau im Rahmen der digitalen Transformation, auf dem richtigen Weg“, unterstrich Kuk. Entscheidend sei, dass nun Infrastrukturen bereitgestellt werden, wie z. B. auf dem Gelände der Deutschen Messe in Hannover. Das sei notwendig, um bereits heute starten zu können und „auch mal was vor die Wand zu fahren“, statt wieder abzuwarten. Er machte mit Blick auf industrielle Anwendungen deutlich: „Da sind bisher hauptsächlich europäische Unternehmen unterwegs und auch noch Chinesen, aber aus den USA finden Sie da noch keine nennenswerten Player.“ Er mahnte dabei aber gleichzeitig, nicht nur in den Ausbau der Infrastruktur zu investieren, sondern auch in die entsprechende Softwarekompetenz.

Für Niels König vom Fraunhofer IPT in Aachen ist es wichtig, dass sich die hohe Übertragungsgeschwindigkeit – Fachleute sprechen von niedriger Latenzzeit – durch das gesamte System zieht. Er ist auch Koordinator für den 5G-Industry Campus Europe auf dem Gelände der RWTH Aachen. In einem Projekt forscht er daran, wie feine, schwingungsanfällige Strukturen von Turbinenschaufeln aus Titan mithilfe von Echtzeitdaten in hoher Qualität noch wirtschaftlicher gefertigt werden können. Dabei werden Messdaten am Werkstück erfasst und mit 5G-Technik übertragen. Im Gegensatz zu Konsumelektronik komme es dabei weniger darauf an, Daten aus dem Netz herunterzuladen, sondern umgekehrt. „Der Upload ist wichtiger als die Downloadfähigkeit“, wie er es nennt. Um bewegte Teile überwachen zu können, brauche es zudem 5G-fähige Sensoren. Beides sei auf dem Markt noch nicht verfügbar und müsse jetzt kommen.

Trotz fehlender Produkte jetzt starten

Trotz noch fehlender Produkte gibt es für die Referenten des 5G-Industrie Summit keinen Grund, abzuwarten. „Jetzt gilt es, mit Campusnetzen nicht nur Daten, sondern Erfahrungen zu sammeln“, machte Myriam Jahn, Geschäftsführerin von Q-loud, deutlich. Sie stellte fest: „Am Ende wird nicht die Produktentwicklung und nicht das Campusnetz das Problem sein, sondern das Umfeld.“ Statt einfach die Technik zu implementieren, gelte es nun, bereits an die Prozesse zu denken. Denn 5G-Lösungen seinen besonders für mobile Anwendungen attraktiv. Das ermögliche Remotedienste, die zu ganz neuen Servicemodellen und -verträgen führten. Gleichzeitig gelte es, grundsätzliche Fragen bei der IT-Infrastruktur zu klären. Sie sagte: „Wir brauchen eine demilitarisierte Zone für mobile Geräte.“ Denn viele Unternehmen bevorzugten immer noch geschlossene Systeme, es mache aber wenig Sinn, mobile 5G-Geräte mühsam über die IT-Abteilung einzubinden.

Neben der Überwachung mobiler Maschinen erwartet sie durch 5G Verbesserungen bei der Montage- und Instandhaltung, beispielsweise durch einen komfortableren Einsatz von Datenbrillen mit Virtual und Augmented Reality (VR/AR). Sie denkt aber auch an die Modernisierung bestehender Anlagen. So könnten ganze Maschinenparks durch 5G-fähige lokale Computer, sogenannte Edgesysteme, über Campusnetze netzwerkfähig gemacht werden. So ließen sich einerseits Daten sammeln, aber auch unterschiedlichste Algorithmen zur Optimierung von Prozessen an die Maschinen bringen.

Traktorhersteller vermieten lokale Netze

Wie weit das gehen kann, machte Hermann Buitkamp, Referent für Digitalisierung und Standardisierung von Agrarelektronik im Maschinenbauverband VDMA, deutlich: „John Deere und Claas bieten in Nordamerika bereits mobile Mobilfunknetze an, die sie mit ihren Traktoren vermieten.“ Diese würden bei Erntesituationen aufgebaut und überwachten bis zu 250 Landmaschinen gleichzeitig. Das seien allerdings noch 4G-Endgeräte.

Umso wichtiger ist es für die Referenten des 5G-Industrie Summit in Deutschland nun, konkrete Anwendungsfälle für 5G in der Industrie zu definieren und Umgebungen zu schaffen, in denen Unternehmen diese erproben können. Buitkamp empfiehlt, sich dabei aber nicht nur auf 5G- zu konzentrieren: „Im Vordergrund darf nicht der Funkstandard stehen, sondern der Anwendungsfall.“ Für die Firmen gilt es beim neuen Mobilfunkstandard laut Siemens-Manager Kuk zudem, Prioritäten zu setzen: „Mit 5G wird vieles versprochen, aber es lässt sich nicht alles gleichzeitig umsetzen.“ Er spielt dabei auf den Konflikt zwischen kurzen Latenzen und der Einbindung einer großen Zahl an Netzwerkteilnehmern an. Auch die Lokalisierung im Bereich von 5 cm werde bei 5G noch einige Zeit brauchen. Für Q-loud-Geschäftsführerin Jahn gehört 5G künftig in jede Produktpalette. Anwender sollten mit kleinen, überschaubaren Netzen beginnen.

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