Industrial 5G in Fabriken

Herr Schmutte, was ist 5G und wie ist der Unterschied von einem Campusnetz zum öffentlichen 5G-Netz z.B. der Telekom oder Vodafone?

5G ist erst einmal nur der nächste Mobilfunkstandard, den wir erleben. Wir können uns dabei künftig auf mehr Daten, tolle Liveeventübertragungen und sicher auch auf eine bessere Verfügbarkeit freuen. Dieses, ganz grob zusammengefasst für den öffentlichen Bereich, bei den bekannten Mobilfunkprovidern. Ein Campusnetz ist eher mit industriellen Anwendungen in Bezug zu bringen, indem man selbst als Unternehmen sein eigener Mobilfunkprovider wird. Seit Ende 2019 kann jedes Unternehmen in Deutschland im Bereich 3,7-3,8GHz die 5G-Frequenz beantragen und nutzen (mittlerweile auch im Bereich 26GHz). Es ist ein Bereich, der ausschließlich Unternehmen zur Verfügung steht, eine Frequenzkollision mit den öffentlichen Providern ist damit ausgeschlossen. Insgesamt ist diese Frequenznutzung wie eine „Glocke“ zu sehen, innerhalb dieser kann man technologieneutral agieren und es gibt keine „Störer“. Das ist u.a. auch ein wichtiger Aspekt bei der Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit des Netzes, damit fundamental anders als z.B. mit WLAN, denn hier sind die Funkfrequenzbänder nicht geschützt.

Was wäre ein typischer Use Case von 5G in einer Fabrik?

Hierzu sollte man den technischen Stand mit betrachten, 5G ist noch nicht mit sämtlichen geplanten Features nutzbar. Ganz wesentliche Anwendungen in der Industrie lassen sich künftig durch die Echtzeitfähigkeit skizzieren, das sind dann z.B. Anwendungen in Maschinen und Anlagen, wie eine modular aufgebaute Fertigungsstraße. Je nach Auftragslage oder Kapazitätsanforderungen können Anlagenmodule binnen Sekunden eingesetzt und verfügbar gemacht werden. Modulare Produktionsanlagen sind ein wichtiger Use Case, den man auch gut bei verschiedenen Produktionsstandorten nutzen kann – etwa wenn eine Maschine verlagert werden soll. Die Netzwerkintegration erfolgt am neuen Standort wieder schnell und unkompliziert.

Aktuell werden häufig Fahrerlose Transportsysteme (FTS) sowie AR (Augmented Reality) Anwendungen umgesetzt bzw. geplant. Im Hinblick auf die technische Verfügbarkeit von Soft- und Hardware (z.B. auch für die Infrastrukturkomponenten), sind derzeit bereits ganz einfache Anwendungen zu realisieren, z.B. Telefonie als DECT-Ersatz , Maschinenanbindungen/Vernetzungen zu Transparenz- und Effizienzzwecken (z.B. via OPC UA) sowie Zählererfassungen für Energiedaten (unabhängig vom Medium).

Kann ich bei meiner Fabrikplanung etwas zu einer künftigen 5G-Ausstattung mit vorsehen?

Auf jeden Fall, denn bei einer Neuplanung sollte man gut überlegen, welche Funktechnologien grundsätzlich wofür zum Einsatz kommen und kommen werden. Dort, wo heute viele Einzelsysteme eingesetzt werden, hat 5G in jedem Fall das Potential vieles zu ersetzen. Gerade dort, wo viele Materialbewegungen stattfinden, kann z.B. überlegt werden, ob die künftige Lokalisierungsfunktion innerhalb von 5G genutzt und geplant werden kann. Immerhin ist hier bereits in den nächsten Releaseständen geplant eine Genauigkeit bis zu 50cm zu realisieren, das wird sicher für Paletten, Gitterboxen u.ä. häufig ausreichen. Bei einer Überarbeitung einer Fabrikplanung gilt eigentlich das Gleiche, nur sind hier die bestehenden IT-Integrationen zu berücksichtigen. Ein Wechsel/Umzug von Stammdaten oder Einstellungen aus gewachsenen Strukturen sind hinsichtlich des Aufwands nicht zu unterschätzen. Dennoch sollte man sich auch hier die Frage stellen: Investiere ich in neue, moderne Technik oder in alte?

Was kostet die Erstinstallation?

Hier sollte man sich langsam herantasten, nicht nur aufgrund der sicher aktuell noch eher hohen Preise, sondern vor allem ja auch, weil man nicht von heute auf morgen Mobilfunk beherrscht und IT-Unternehmen und Fachleute diese Technik heute ebenfalls noch nicht kennen. Ich empfehle daher mit einer Startinstallation, z.B. sogar nur eine Antenne, zu starten, da liegt man im 5-stelligen Bereich, eine gesamte Installation ist in jedem Fall 6-stellig. Die Frequenznutzung ist dabei der kleinste Betrag, mit wenigen Tausend EUR hat man hier für 10 Jahre die Nutzung frei.

Wie geht die Entwicklung weiter?

Wie ich schon sagte, kann man die Frequenznutzung bereits seit Ende 2019 beantragen. Zu beobachten ist, dass in den letzten 6 Monaten extrem viel Bewegung erfolgte, die Bundesnetzagentur bestätigte das auch – dort haben bereits über 170 Unternehmen die Frequenznutzung zugeteilt bekommen. Diese Nachfrage führt dazu, dass sich der Markt sortiert und es auch neue Angebote geben wird. Grundsätzlich wird es auch zu Preisveränderungen führen oder auch z.B. zu einer ganz anderen Art zu kommunizieren: In Zukunft werden Geräte/Maschinen direkt 5G fähig sein, das erwartet dann ein Produzent, wenn er sie kauft. 5G-Technik in Sensorik und Geräten einzubauen, wird eine große Chance für viele in der Zukunft werden. Dazu kommt, dass derzeit openRAN viel diskutiert wird und namenhafte Unternehmen sich dazu auch bereits bekannt haben es umzusetzen. Heute ist das Funkzugangsnetz, das sogenannte RAN, stets herstellerspezifisch – openRAN führt dazu, die dort eingesetzten Komponenten einzeln zu verwenden, was wiederum dazu führt, dass es mehr Wettbewerb geben kann. Man sieht, es ist extrem viel in Bewegung, jedoch geht auch heute bereits eine Menge. Jeder wird Zeit brauchen für diese neue Technologie, daher kann ich ganz klar empfehlen zu starten, nicht zu warten bis man es nutzen muss.