Bedeutung von 5G in der Fertigung
5G schafft mehr Szenarien für Cloud Computing und Künstliche Intelligenz (KI) in der Fertigung. Es revolutioniert Produktionsausrüstung, Prozesse und Produktlieferung. Strategien wie Deutschlands Industrie 4.0, Chinas Made in China 2025 und die US-Strategie zeigen den weltweiten Fokus auf den Einsatz von IKT (Informations- und Kommunikationstechnologie) zur Stärkung der Fertigung. 5G revolutioniert F&E/Design-, Produktionskontroll- und Dienstleistungsmanagementsysteme.
Die Fertigung wird intelligenter, flexibler, serviceorientierter und hochwertiger.
Phasen der 5G-Einführung in die Fertigung
Der allgemeine Konsens sieht die Einführung von 5G in drei Stufen vor:
Informationsphase (Ab 2020):
- Nutzung von enhanced Mobile Broadband (eMBB).
- Einsatz in unkritischen Elementen der Fertigungsprozesse.
- Ermöglicht digitale Transformation durch höhere Bandbreite und geringere Latenz, was zu geringeren Kosten, höherer Qualität und Effizienz führt.
Digitalisierungsphase (2021–2023):
- Integration von 5G mit IT und Operational Technology (OT).
- Einführung in den Kern der Fertigung dank industrieller Module, Multi-Access Edge Computing (MEC), Network Slicing und Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC).
- Anpassung an Anwendungsfälle mit Echtzeitsteuerung und hoher Zuverlässigkeit.
Intelligenzphase (Ab 2023):
- Volle Integration von Konnektivität und Intelligenz.
- Ermöglicht vollständig drahtlose Smart Factories durch verbesserte Latenz, Zuverlässigkeit, Massenkonnektivität und Abdeckung.
Anforderungen an Drahtlosnetzwerke und Reife der Anwendungen
Industrielle Konnektivität stellt folgende Anforderungen an drahtlose Netzwerke:
- Solide Netzwerkleistung: Hohe Bandbreite, niedrige Latenz und massive Konnektivität.
- Hohe Zuverlässigkeit: Stabile Verbindungen und Latenzen, kritisch für den Wechsel von verbraucher- zu geschäftsorientierter Mobilkommunikation.
- Anpassung vor Ort: Einfache Bereitstellung, Wartung und Erweiterung; Mobilität und Flexibilität sind wichtige Vorteile gegenüber Glasfaser.
Die frühesten 5G-Anwendungen für Smart Manufacturing sind laut Konsens bereits für die massive kommerzielle Nutzung bereit.
Schlüsselanwendungen von 5G in der Smart Manufacturing
- Gerätevernetzung:
5G bietet die erforderliche hohe Zuverlässigkeit, massive Konnektivität und extrem niedrige Latenz für Tausende von Sensoren/Aktoren. Es ersetzt komplexe, unflexible und wartungsintensive kabelgebundene Verbindungen durch eine fast gleichwertige drahtlose Alternative.
KI-basierte Erkennung:
5G unterstützt die automatische Mängeldetektion durch Cloud-KI und mit hoher Bandbreite und niedriger Latenz erfüllt es die Anforderungen für die Übertragung großer Datenmengen (Bilder/Videos) zur Schulung und Echtzeit-Erkennung.
Echtzeitsteuerung:
- Erreicht schnelle Echtzeitkommunikation zwischen physischen Entitäten und ihren digitalen Zwillingen.
- Ermöglicht Fernsteuerung und automatische Abläufe (z. B. bei Brückenkränen, Robotern) mit extrem niedriger Latenz (unter 20 ms).
Synergie zwischen fünf Technologiebereichen
Der Erfolg liegt in der Synergie zwischen: Konnektivität (5G), KI, Cloud, Computing und Industrieanwendungen. 5G und Cloud Computing bringen das Computing auf die nächste Stufe (Cloud-Edge-Device-Synergie).
Beispiel Valin Xiangtan Iron & Steel: Einsatz von 5G und Cloud für die ferngesteuerte Bedienung von Brückenkränen (verbesserte Sicherheit, Arbeitsbedingungen und reduzierte Arbeitskosten) und KI-basierte Fehlererkennung auf Stahloberflächen (höhere Genauigkeit, Einsatz während des Warmwalzens).
Mit der Weiterentwicklung von 5G wird es zum Motor für die digitale Transformation aller Industrien.
Quelle; Huawei, Mai 2021
https://www.huawei.com/