Eine Frau mit einem Tablet in der Hand in einer Produktionshalle.
Industrie 4.0

5 Gründe für 5G

Was der neue Kommunikationsstandard für Bosch und die Industrie 4.0 bedeutet

Zukünftig werden immer mehr Geräte miteinander vernetzt sein, viele davon in der Industrie. Der Kommunikationsstandard 5G fokussiert sich erstmalig nicht nur auf die Vernetzung von Menschen, sondern bindet auch das Internet der Dinge (IoT) an. Was ist 5G und welche Vorteile bringt die fünfte Mobilfunk-Generation im Bereich Industrie 4.0? Andreas Müller, Bosch-Forscher und Vorsitzender der internationalen Initiative „5G Alliance for Connected Industries and Automation“ (5G-ACIA) erläutert, was der neue Kommunikationsstandard für Bosch bedeutet – 5 Gründe für 5G.

#1 – Kommunikationsstandard der Superlative

Bei 5G handelt es sich um die Weiterentwicklung der bisherigen Mobilfunkstandards 2G, 3G und 4G. Daten können jetzt noch schneller aus dem Netz geladen werden. Aber das greift zu kurz: Mit 5G wurde ein Mobilfunkstandard entwickelt, der sich nicht nur auf die digitale Vernetzung von Menschen konzentriert, sondern auch auf die Kommunikation zwischen Sensoren, Geräten und Maschinen im Internet der Dinge. 5G ist mit Spitzendatenraten von 20 Gbit/s bis zu 20-mal schneller als 4G, kann Daten mit einer äußerst niedrigen Latenzzeit von einer Millisekunde nahezu verzögerungsfrei übertragen und ist mit seiner hohen Zuverlässigkeit von bis zu 99,9999 Prozent fast so zuverlässig wie Datentransfer per Kabel.

Mit 5G wird damit erstmalig auch „kritische Kommunikation“ in Echtzeit per Funk möglich. Das bedeutet, dass sich Anwendungen drahtlos realisieren lassen, die zwingend zuverlässig und sicher funktionieren müssen. Dies gilt für einen ferngesteuerten Kran genauso wie für eine Produktionsanlage. 5G erschließt neue Anwendungsfelder in der Industrie, wo die Leistungsfähigkeit von anderen Funktechnologien wie WLAN in der Vergangenheit in vielen Fällen nicht ausreichend war.

„Schneller, besser, weiter. Das Streben danach liegt in der Natur des Menschen. Aber nicht immer wird es Realität. Bei 5G ist das anders. 5G ist ein Standard der Superlative.“

Andreas Müller, 5G-Experte bei Bosch

#2 – 5G als Wettbewerbsvorteil

Zwei Bosch-Mitarbeiter vor einem interaktiven Screen in einer Produktionshalle.

Die Anzahl der vernetzten Geräte im Internet der Dinge ist inzwischen um ein Vielfaches höher als die Zahl der menschlichen Internetnutzer. Experten schätzen, dass es bis 2025 weltweit mehr als 70 Milliarden vernetzte Geräte geben wird, viele davon in der industriellen Anwendung. Als IoT-Unternehmen hat Bosch bereits 2014 mit Forschungsaktivitäten im Bereich 5G gestartet und bringt sich in vielen nationalen und internationalen Initiativen und Gremien ein. Der neue Kommunikationsstandard ist ein wesentliches Element für das automatisierte und vernetzte Fahren und zwingende Voraussetzung für die Fabrik der Zukunft. Mit der zunehmenden Vernetzung wird 5G somit zum Wettbewerbsfaktor: Wer nicht frühzeitig umsteigt, wird abgehängt.

#3 – Sichere, verbesserte und flexiblere Produktion

Das Bosch Active Shuttle in einer Produktionshalle der Fabrik der Zukunft.

In der Bosch-Vision der Fabrik der Zukunft sind nur noch Boden, Decke und Wände fest. Alle anderen Komponenten sind flexibel, mobil und lassen sich auf einfache Art und Weise rekonfigurieren. Wesentliche Voraussetzung hierfür ist eine hochleistungsfähige, drahtlose Infrastruktur, die eine effiziente Kommunikation zwischen Menschen, Maschinen und Anlagen ermöglicht. Mit 5G können komplett neue Fertigungskonzepte realisiert werden. Dies geht einher mit einer Weiterqualifizierung der Mitarbeiter: Die fünfte Mobilfunk-Generation hat das Potenzial, die Arbeit der Mitarbeiter in Produktion und Logistik zu vereinfachen und zu verbessern.

Ein Beispiel für den Einsatz von 5G in der Produktion sind mobile Bedienpanels, mit denen sich Mitarbeiter flexibel auf verschiedene Anlagen und Maschinen aufschalten können und die selbst sicherheitskritische Anwendungen wie Not-Halt unterstützen. Stand heute sind solche Vorrichtungen in der Regel stationär an jeder Maschine angebracht. Mit 5G lässt sich ihre Zahl reduzieren, wodurch Kosten eingespart werden. Gleichzeitig werden die Arbeitsbedingungen für Mitarbeiter verbessert, indem diese schnell und komfortabel auf Maschinen zugreifen können. Auch Augmented Reality bringt mit dem neuen Mobilfunkstandard enorme Vorteile: Mitarbeiter können dann beispielsweise mit Hilfe von über 5G angebundenen Datenbrillen Zustandsinformationen in Echtzeit eingeblendet bekommen und so Maschinen optimal überwachen und warten. Zudem lassen sich mit 5G fahrerlose Transportsysteme problemlos vernetzen und in die Produktion integrieren.

#4 – Die Datenhoheit bleibt gewährleistet

Mit Einführung des neuen Mobilfunkstandards 5G besteht für Unternehmen in Deutschland erstmalig die Möglichkeit, lokale Netze aufzubauen, zu betreiben und passgenau auf die industriellen Anwendungen auszurichten. Darüber hinaus haben Fabrikbetreiber sämtliche relevante Sicherheitsaspekte selbst in der Hand: Ist etwa das öffentliche Netz überlastet, bleibt der operative Betrieb und die Kontrolle über das Gesamtsystem bei lokalen 5G-Netzen dennoch gewahrt. „Mit Campus-Netzen können wir selbst kontrollieren, wie das Netzwerk aufgebaut und abgesichert ist und welches Equipment zum Einsatz kommt. Und es ist ersichtlich, wer Zugriff auf bestimmte Komponenten und Daten hat“, betont Müller.

Damit verringern Unternehmen Risiken und gewährleisten die Datenhoheit. Die Anbindung an das Internet und die öffentlichen Netze erfolgt über dezidierte Schnittstellen und wird fortlaufend überwacht. Bosch plant gemeinsam mit Partnern den Aufbau solcher Campus-Netze, um die Potenziale von Industrie 4.0 noch besser auszuschöpfen. Zurzeit testet Bosch 5G in eigenen Werken sowie am Forschungscampus in Renningen in Deutschland und bereitet den operativen Einsatz vor.

#5 – Umrüsten auf 5G leicht gemacht

Die Steuerungstechnik ctrlX AUTOMATION von Bosch Rexroth.

5G beschleunigt das Internet der Dinge und sorgt für einen Schub bei Industrie 4.0. Steuerungen und Sensoren, verbaut in Anlagen, Maschinen und Logistikketten, profitieren von dieser schnellen und zuverlässigen Datenübertragung in Echtzeit. Um die bestehende Infrastruktur in den Produktionshallen auf den modernen Kommunikationsstandard vorzubereiten, müssen die Maschinen jedoch 5G-fähig werden. Bosch liefert die Lösung: Die neue Steuerungstechnik ctrlX AUTOMATION von Bosch Rexroth ist von Beginn an auf 5G ausgerichtet und in der Lage, eine Vielzahl von Geräten in der Industrie mit dem neuen Kommunikationsstandard zu verbinden.

Über den Experten

Ein Portrait von 5G-Experte Andreas Müller.

Andreas Müller

5G wird das zentrale Nervensystem der Fabrik der Zukunft.

Andreas Müller leitet den Bereich „Communication und Network Technology“ innerhalb der zentralen Konzernforschung der Robert Bosch GmbH in Renningen. Zudem koordiniert er die unternehmensweiten 5G-Aktivitäten von Bosch im Kontext Industrie 4.0. Seit April 2018 ist Müller zusätzlich Vorsitzender der neu gegründeten „5G Alliance for Connected Industries and Automation“ (5G-ACIA), einem weltweiten Zusammenschluss von mehr als 60 Unternehmen und Forschungsinstituten mit dem Ziel, 5G von Beginn an industriefähig zu gestalten.

Fazit

Der neue Kommunikationsstandard 5G ermöglicht eine hochzuverlässige, sichere und schnelle Datenübertragung mit kurzen Reaktionszeiten und macht die Fertigung damit flexibler, mobiler und produktiver. 5G ist daher eine wesentliche Voraussetzung für die Fabrik der Zukunft.

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