Der neue Mobilfunk-Standard 5G wird digitale Veränderungen in nahezu allen Lebensbereichen anstoßen. Oft wird 5G im Zusammenhang mit der „smart city“ genannt. Dabei geht es um die flächendeckende, intelligente Vernetzung von Gegenständen und Geräten, mit dem Ziel diese in Echtzeit untereinander kommunizieren zu lassen. Im Straßenverkehr soll so etwa autonomes Fahren möglich werden. Für private Nutzer/-innen bedeutet der neue Mobilfunkstandard schnellere Downloadgeschwindigkeiten auch bei großen Datenmengen oder verzögerungsfreies Streaming in hochauflösendem 4K.
Noch sind das im Privatbereich zwar Zukunftsvisionen, denn die flächendeckende Verfügbarkeit des 5G-Netzes ist noch nicht gegeben. Transformatives Potenzial bietet der 5G-Standard jedoch bereits heute für die Industrie 4.0. Diese lebt von Interaktion, schnellem Datenverkehr und der Bewältigung sehr großer Datenmengen. 5G ist die Netzinfrastruktur, mit der diese Dinge optimal ermöglicht werden können.
Was genau ist 5G?
5G ist weit mehr als schneller Mobilfunk. Während die zweite Mobilfunkgeneration (2G) zunächst das Telefonieren und Schreiben von Kurznachrichten ermöglichte, machte 3G das Internet erstmals auf mobilen Endgeräten verfügbar. 5G stellt nun hinsichtlich der Schnelligkeit und des Datenvolumens eine enorme Steigerung gegenüber 4G dar. Die Datenübertragungsrate beispielsweise erreicht dabei mehr als das zehnfache im Vergleich zu 4G. Das ist kürzer als ein Wimpernschlag. Während für Verbraucher/-innen die Vorteile hauptsächlich im schnelleren Internet und Downloadgeschwindigkeiten liegen, stößt die hohe Leistungsfähigkeit von 5G in den Bereichen Industrie und Logistik grundlegende Innovationen an.
Welche technischen Vorteile bietet 5G der Industrie 4.0?
Der neue Übertragungsstandard 5G zeichnet sich durch Schnelligkeit aus und macht Datenübertragung in Echtzeit möglich. Für industrielle Anwendungen ist dabei besonders interessant, dass sich die Latenzzeiten verringern. Damit ist die Zeitspanne gemeint, die eine Aktivität auf einem Gerät benötigt, um eine Reaktion auf einem anderen Gerät auszulösen. Mit 5G werden Reaktionszeiten im Millisekundenbereich möglich. Dadurch eröffnen sich vor allem für Augmented Reality, Virtual Reality, Mixed Reality sowie autonomes Fahren und Robotik- Anwendungen ganz neue Interaktionsmöglichkeiten.
Betriebseigene Campusnetze für KMU schon heute
Die öffentliche Verfügbarkeit des 5G-Netzes wird noch auf sich warten lassen. Schließlich ist bislang noch nicht einmal der aktuelle Mobilfunkstandard flächendeckend ausgebaut. Für Unternehmen hingegen sieht das anders aus. Seitens der Politik wurden bereits die regulatorischen Voraussetzungen geschaffen, die die Implementierung von 5G-Netzen im betrieblichen Umfeld ermöglichen: Seit Ende 2019 können betriebseigene 5G-Netze über einen Mobilfunkanbieter bei der Bundesnetzagentur beantragt werden. Diese sogenannten Campusnetze sind auf einen lokal begrenzten Raum angelegt und funktionieren völlig unabhängig vom öffentlichen Netz. Damit ist innerhalb des Datennetzes sowohl eine besonders hohe Datensicherheit gegeben als auch die Verfügbarkeit des Netzes durchgehend gewährleistet.
5G bietet die Infrastruktur, die für die Unterstützung einer Vielzahl von Endgeräten mit hohen Datenraten erforderlich ist. Innerhalb eines Quadratkilometers sind bis zu einer Million Endgeräte unterstützbar. Die vollständige Vernetzung von Robotern, Maschinen und anderen Endgeräten über Sensoren, die dadurch möglich wird, eröffnet ganz neue Dimensionen für die vorausschauende Produktion und Wartung. Denn der hohe Vernetzungsgrad steigert die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Daten. So können Unternehmen wesentlich besser auf aktuelle Anforderungen des Marktes und auf zunehmend individualisierte Kundinnen- und Kundenwünsche reagieren. Das betrifft beispielsweise flexible Produktion auch kleiner Chargen oder von Einzelstücken sowie die Transparenz von Lieferketten. Vorteile bringt die hohe Vernetzungsdichte für autonome Logistikprozesse, da Fahrzeuge und Robotersysteme flexibel und sicher miteinander interagieren können. Zudem lassen sich mit 5G fahrerlose Transportsysteme vernetzen und in die Produktion integrieren.
Geringe Latenzzeiten und umfassende Vernetzung bringen auch einen Sicherheitsgewinn mit sich. Denn Not-Aus-Schaltungen gewinnen dadurch an Zuverlässigkeit, selbst wenn sie nicht mehr per Kabel an einzelne Geräte gebunden sind. Außerdem lassen sich Kollisionen von fahrenden Geräten oder Robotern vermeiden. Je kürzer die Latenzzeiten, desto reibungsloser und sicherer agieren die Geräte mit ihrer Umwelt und mit anderen Geräten. Diese Echtzeit-Kommunikation von Geräten untereinander ist entscheidende Voraussetzung für autonom funktionierende Systeme in der Fabrikhalle.
Bespiele wie KMU 5G nutzen können
Vor allem die Wechselwirkung des neuen Mobilfunkstandards mit KI- Lösungen birgt großes Potenzial für neue Anwendungen und Geschäftsmodelle. Die Fertigung wird schneller, mobiler flexibler und somit weit effizienter. KMU können bereits heute mithilfe des neuen Kommunikationsstandards neue Wege beschreiten. Impulse dafür, wie Sie Ihre industriellen Anwendungen dank eines 5G- Netzes optimieren können, erhalten Sie über folgende Stellen:
- Das Projekt „5G4KMU“ im Raum Stuttgart stellt KMU verschiedene Testumgebungen zur Verfügung, um Produkte, Anwendungen und Geschäftsmodelle mit 5G zu testen: https://5g4kmu.de/de
- In Nordrhein-Westfahlen können KMU über das Kompetenzzentrum „5G.NRW“ 5G Anwendungsfälle erproben: https://5g.nrw/#test-demozentren
- Das Fraunhofer IIS verfügt im Rahmen der Initiative „5G Bavaria“ über Simulationsmodule und Testsetups, in deren Rahmen 5G-Anwendungen getestet werden können: https://www.iis.fraunhofer.de/de/ff/kom/mobile-kom/5g-bavaria.html
