Wer heute über Industrie 4.0 spricht, setzt oft die Verarbeitung und Auswertung großer Datenmengen voraus. Moderne Sensorik kann solche Daten innerhalb von Maschinen und Anlagen zwar bereits sehr umfassend erheben, die Analyse zur Optimierung der Produktion erfolgt aber in der Regel noch dezentral und zeitverzögert. Der Umstieg auf flexible und adaptive Fertigungsprozesse erfordert deshalb eine schnelle, zuverlässige und oft auch kabellose Datenübertragung. Der kommende Mobilfunkstandard 5G bietet sich hier geradezu für den Einsatz im Produktionsumfeld an. Gemeinsam wollen nun das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen und der schwedische Mobilfunk-Technologieanbieter Ericsson Anwendungs-Szenarien für die Produktion entwickeln und in realer Produktionsumgebung erproben.

5G – Robust, zuverlässig und schnell genug für die vernetzte, adaptive Produktion

Mit seinen kurzen Latenzzeiten unter einer Millisekunde, hohen Datenraten bis zu 10000 Megabit pro Sekunde und der Möglichkeit, in eng abgesteckten Funkzellen eine Vielzahl an Geräten gleichzeitig zu betreiben, eignet sich die 5G-Technologie besonders gut für den Einsatz in vernetzten, adaptiven Produktionsanlagen mit umfangreicher Mess- und Regelungstechnik. Denn der Betrieb hochpräziser Werkzeugmaschinen in komplexen Fertigungsprozessen stellt extrem hohe Anforderungen eine stabile und verlässliche Kommunikation. Mit der 5G-Technologie wird damit erstmals der umfassende Einsatz kabelloser Sensorverbindungen für Echtzeit-Datenanalysen ermöglicht und somit kann eine adaptive Regelung der Fertigungsprozesse mit kurzen Reaktionszeiten sichergestellt werden.

Ericsson nimmt eine führende Rolle in der Entwicklung des 5G-Standards und von 5G-Produkten ein. Während des »3GPP Plenary Meeting« im Dezember 2017 in Lissabon hat das 5G-Konsortium unter Beteiligung von Ericsson die erste 5G-New-Radio-Spezifikation (NR) verabschiedet. Im Programm »5G for Europe« bündelt Ericsson 5G-Forschung- und Innovationsprojekte mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft.

»Produktion und Industrie 4.0 sind Bereiche die wie kaum andere von der 5G-Technologie profitieren werden«, erklärt Stefan Koetz, Vorsitzender der Geschäftsführung der Ericsson GmbH. »Laut der neusten Ausgabe der Ericsson-Studienreihe ›The 5G Business Potential‹ wird 5G-basierte Digitalisierung in diesen Bereichen allein im Jahr 2026 in Deutschland ein zusätzliches Umsatzvolumen von rund 11,5 Milliarden Euro für die IKT-Branche ermöglichen – Platz 2 im Gesamtvergleich.«    

Am Fraunhofer IPT wird 5G gezielt für die Anwendung in der Produktion getestet und weiterentwickelt. Die Aachener Ingenieure planen innerhalb des Leistungszentrums »Vernetzte, adaptive Produktion« den umfassenden Einsatz der 5G-Technologie für unterschiedliche Anwendungsfelder, in denen Maschinen, Produktions- und Kommunikationssysteme sowie Datenbanken miteinander in Verbindung stehen.

Die Initiative der drei Aachener Fraunhofer-Institute will Unternehmen, die am Leistungszentrum mitwirken, durch die Vernetzung und Digitalisierung ihrer Produktion dazu befähigen, anspruchsvolle Produkte individuell oder in Kleinserien flexibler, effizienter und kostengünstiger als bisher herzustellen.

Die Arbeiten des Leistungszentrums, Möglichkeiten für Unternehmen an den Entwicklungen mitzuwirken und erste Beispiele für den 5G-Einsatz in der Produktion zeigen Ericsson und Fraunhofer IPT vom 23. bis 27. April 2018 auf den Gemeinschaftsständen der Fraunhofer-Gesellschaft auf der Hannover Messe in den Hallen 2 und 17.