Funktechnologie 5G – Neue Potenziale für KMU

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Seit 2019 wir die fünfte Generation des Mobilfunks ausgerollt. Das birgt viele Chancen, gerade für kleine und mittelständisches Unternehmen. Wir stellen Ihnen einige konkrete Anwendungsfälle vor.

Die drei Säulen von 5G

Beispiel Verkehr

In der Praxis lassen sich die Vorteile von 5G z.B. am autonomen Fahren verdeutlichen. Beim autonomen Fahren bewegt und reagiert das Fahrzeug selbständig. Dafür muss es andere Verkehrsteilnehmende wahrnehmen und mit anderen Autos kommunizieren. Das braucht ein robustes Kommunikationsnetz mit sehr geringen Latenzen. Denn kommt der Wagen in eine Gefahrensituation, dann muss es genauso schnell (oder schneller) reagieren können, wie sein menschlicher Fahrer.

Seit 2019 steht der Mobilfunkstandard 5G in den Startlöchern. In der Öffentlichkeit wird 5G oft nur mit schnellerem mobilem Internet verbunden. Doch 5G kann viel mehr. Vor allem im Bereich des sogenannten Internet of Things (IoT) ergeben sich für Unternehmen viele Anwendungsbereiche.

Die 5G-Technik wird grundsätzlich in drei Anwendungstypen unterschieden:

  • Mobilfunk: Die mobile Breitbandverbindung wird erweitert, um die Geräte mit hohen Datenraten versorgen zu können. Das Ganze wird Enhanced Mobile Broadband (EMBB) genannt.
  • Internet der Dinge: Mit der Massive Machine Type Communication (MMTC) sollen möglichst viele Verbindungen mit geringen Datenraten und niedrigen Energieverbrauch unterstützt werden.
  • Autonomes Fahren: Für autonome Systeme sind besonders geringe Latenzen notwendig, damit die Geräte schnell reagieren können, die sogenannte Ultra-reliable and Low Latency Communication (URLLC).

5G in der Unternehmenspraxis

Für kleine und mittelständische Unternehmen sind die betrieblichen Anwendungsbereiche besonders interessant, also die Maschinenkommunikation (MMC) und die geringen Latenzzeiten (URLLC). So ermöglicht das MMC u.a. eine viel höhere Dichte an Geräten an einem Standort und verhindert so, dass sich diese Geräte negativ beeinflussen können. Zudem werden kürzere und robustere Reaktions- und Antwortzeiten erreicht, die z.B. eine sichere und drahtlose Maschinenautomation erlauben. Mit 5G können Sie auch ihr eigenes Netzwerk aufbauen, das exklusiv für Sie zur Verfügung steht und das WLAN an ihrem Standort ergänzt oder zum Teil ersetzt.

Beim MMC wird eine viel höhere Dichte an Geräte an ihrem Standort unterstützt, Sie können mehr Geräte ausbringen ohne dass Sie sich gegenseitig negativ beeinflussen. Beim MMC werden kürzere und robustere Reaktionszeiten beziehungsweise Antwortzeiten erreicht die zum Beispiel einen sichere, drahtlose Maschinenautomation erlauben. Im Folgenden wollen wir auf einige konkrete Use Cases eingehen.

"5G ist eine Plattform für die Vernetzung von professionellen Diensten."

Anwendungsbeispiele

Überprüfung von Motorenlagern

Die Digitalisierung macht es möglich, minimale Schäden bei Maschinen zu erkennen, bevor sie hohe Kosten verursachen. Zum Beispiel kann man mit Beschleunigungssensoren messen, ob das Motorenlager eines Elektromotors Ausschläge produziert, die auf einen Schaden hindeuten könnten. Bei diesem Vorgang werden jedoch hohe Datenmengen produziert, die dann über 5G an einen Server gesendet werden.

Digitaler Zwilling – Produktions- und Auftragssteuerung

Die individuelle Fertigung bis Losgröße 1 wird immer wichtiger. Produzenten, die ihre Fertigung dahingehend umgestellt haben, haben hier den ersten Schritt getan. Jedoch erzeugt diese Losgröße neue Herausforderungen in der Produktion, da individuelle Arbeitsschritte sowie Produktions- und Auftragssteuerung sehr fein optimiert werden müssen. Das bedeutet z.B. festzustellen, welche Daten aufgenommen werden müssen und wo sie genau lokalisiert sind. Auch hier hilft Ihnen die Technologie 5G, da Sie lediglich ein Investment in die 5G-Infrastruktur tätigen müssen anstatt mehrere Funktechnologien anzuwenden. Der Vorteil: Hohe Gerätedichte und Geräteortung innerhalb von Gebäuden. Sie wollen mehr wissen, dann besuchen Sie uns und wir zeigen Ihnen die Anwendungsmöglichkeiten anhand unseres Demonstrators „Vernetzer Transportwagen“.

Maschinen-Kommunikation – In Echtzeit

Investitionen in neue Anlagen bedeuten häufig auch Investitionen in den Ausbau der Infrastruktur, denn heute kommunizieren Maschinen nicht mehr nur mit Menschen sondern auch untereinander. Dazu werden häufig kabelgebundene Lösungen eingesetzt. Sei es bei den speicherprogrammierbaren Steuerrungen, die ihre Anlagen steuern oder beim vernetzen der Anlagen untereinander. Bisher war eine kabelgebundene Lösung die sicherste Methode, Antwortzeiten von einer zehntel oder hundertstel Sekunde zu erreichen. Mit 5G wird jetzt auch im drahtlosen Bereich mehr möglich. Antwortzeiten von 10ms und weniger sind möglich, bei einer Zuverlässigkeit von 99.999%.

Seit 2019 in den Startlöchern - Was soll denn das?

Wie oben bereits beschrieben befindet sich 5G noch in den Startlöchern. Das liegt nicht daran, dass keiner zu Potte kommt, sondern 5G wird in mehreren Releases (Versionen) veröffentlicht. Für die Veröffentlichung dieser Releases ist das Mobilfunkgremium 3GPP zuständig.

In der unten zu sehenden Feature Timeline ist zu erkennen, welche Features wann veröffentlicht werden sollen.

Hohe Datenraten sind bereits seit 2018 mit 5G möglich. Im letzten Jahr erfolgte eine Spezifizierung, in der viele der hier angesprochenen 5G-Features bereits vorgesehen und implementiert sind. Ab dem nächsten Release 2022 werden MMC und URLLC vollständig zur Verfügung stehen.

Zudem werden die 5G-Anwendungen derzeit als Piloten gestartet, zum Beispiel in den Bereichen Logistik, Autonomes Fahren und Fliegen.

Ihr 5G-Projekt mit dem M4KK

Wir vom Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Kiel können Ihren Anwendungsfall begutachten. Benötigen Sie vielleicht nur einen Teil der 5G-Funktionalität? Wir können Ihnen geeignete Alternative vorstellen. Vielleicht wollen Sie auch direkt einsteigen? Dann zeigen wir Ihnen die Roadmap, um z.B. ihr eigenes Campus-Netzwerk zu erstellen.

Swen Leugner
Vernetzung und Ortung

Swen Leugner
Telefon: 0451 300 5692