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Die 5G-Fabrik der Zukunft und was sie beinhaltet

Final User, Systems Integrator, 5G Smart Factory

Die 5G-Fabrik der Zukunft und was sie beinhaltet

5 Jul, 2020

In den letzten Monaten hat die 5G-Technologie für viel Aufregung gesorgt. Dies hat Wissenschaftler auf der ganzen Welt dazu veranlasst, Berichte über das Potenzial von 5G zu veröffentlichen und darüber, was es zu erreichen gedenkt. Einige dieser Studien, darunter eine von Ericsson, haben gezeigt, dass der Wert, den 5G schaffen und ermöglichen wird, bis 2026 die 100-Milliarden-Dollar-Marke erreichen wird. Es wird erwartet, dass die verarbeitende Industrie etwa 25 % dieser Bewertung unterstützt, was die Bedeutung der 5G-Fabrik der Zukunft unterstreicht und umgekehrt. 

Dieser Artikel umfasst folgende Themen:

  • Erwartete Anwendungsfälle für die Nutzung von 5G in den Fabriken der Zukunft
  • Das Wertversprechen, das 5G-Fabriken in Produktionsstätten und Lagerhäuser bringen
  • Wie die 5G-Fabrik die Zukunft der Fertigung und Industrieautomatisierung definieren wird

 

Die erwarteten Anwendungen von 5G in Fertigungsanlagen

Im Gegensatz zu 4G- und LTE-Technologien, die für den durchschnittlichen Mobilfunkkunden entwickelt wurden, ist 5G auf die industrielle Anwendung ausgerichtet. Sein Hauptziel ist die Unterstützung der Verarbeitung mit geringer Latenz für Branchen, die große Datensätze produzieren, verarbeiten und übertragen. Die Fertigungsindustrie ist eine davon, da jedes Asset in der Fabrikhalle seine eigenen Daten produziert.

Was die Anwendung betrifft, so wird erwartet, dass 5G ein Sprungbrett zum Erreichen der Lights-out-Fabrik oder Industrie 4.0 sein wird, in der die Automatisierung König ist. Dies wird auch als „intelligente Fabrik“ bezeichnet. Um dies zu erreichen, muss die Datenverarbeitung zwischen miteinander verbundenen Geräten oder Anlagen in Echtzeit erfolgen. 5G-Netze bieten die Zuverlässigkeit, die eine 5G-Fabrik benötigt, um große Datenmengen in Echtzeit zu verarbeiten. So werden die 5G-Fabriken der Zukunft mit 5G-Netzen aus miteinander verbundenen Systemen bestehen, die Daten sofort austauschen und Entscheidungen in Echtzeit treffen.

Die 5G-Fabrik wird auch die vorausschauende Instandhaltung und Fernwartungsaktivitäten auf verschiedene Weise unterstützen. Ein Beispiel dafür ist die Echtzeit-Visualisierung fehlerhafter Komponenten an entfernten Standorten durch erfahrene Ingenieurteams. In diesem Szenario kann ein Berater in Washington die Probleme an einem fehlerhaften Gerät in Alaska in Echtzeit beurteilen. 5G-Netze werden die Kommunikationskanäle beschleunigen und die sofortige gemeinsame Nutzung der großen historischen Daten, die von den Geräten gesammelt wurden, ermöglichen. Das Reparaturteam kann dann per Fernzugriff und in Echtzeit Hilfe leisten.

Es wird auch erwartet, dass die 5G-Netzwerke der Klebstoff sein werden, der die Zusammenarbeit in den Bereichen industrielles IoT, künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen innerhalb der 5G-Fabrik fördert. In diesem Fall werden die 5G-Angebote mit niedriger Latenzzeit und Unterstützung für hohe Bandbreiten sicherstellen, dass Tausende von IIoT-Netzwerken optimal und verzögerungsfrei funktionieren.

 

Wie die 5G-Fabrik die Zukunft definieren wird

Es wird erwartet, dass 5G den Einsatz anderer miteinander verbundener und neu entstehender Technologien in der Produktion optimieren wird. Zu diesen Technologien gehören das IIoT, der digitale Zwilling, maschinelles Lernen, Robotik und Edge-Computing. Aus diesem Grund ist Google eine Partnerschaft mit AT&T eingegangen, um sicherzustellen, dass deren Edge- und Cloud-Computing-Lösungen 5G-Fabriken und den Einsatz von 5G innerhalb von Produktionsstätten unterstützen.

Es wird erwartet, dass die 5G-Netze eine umfassende Digitaler-Zwilling-Lösung für die 5G-Fabrik liefern werden. Auf diese Weise können digitale Darstellungen von Einrichtungen Daten von Sensoren im Fertigungsbereiche empfangen, um die Genauigkeit bei der Verwendung für Echtzeit-Analysen zu gewährleisten. Von 5G-Netzen wird erwartet, dass sie die Übertragung der gesammelten Daten in Echtzeit unabhängig von ihrer Größe unterstützen. Mit den erfassten Daten können die Interessenvertreter der Fabrik Simulationen durch den digitalen Zwilling laufen lassen, um Einblicke in das Geschäft zu erhalten.

Die Integration von 5G wird auch sicherstellen, dass ein digitaler Zwilling zur Überwachung und Verwaltung von Fertigungsvorgängen in Echtzeit durch Software-zu-Software-Kommunikation eingesetzt werden kann. Das bedeutet, dass der digitale Zwilling Betriebsdaten erhält, diese analysiert, eine Entscheidung trifft und die Geräte im Fertigungsbereich über den nächsten Schritt informiert. All dies wird ohne einen menschlichen Bediener geschehen, der als Vermittler fungiert, denn 5G-Netze stellen sicher, dass die übertragenen Daten in Echtzeit zwischen 5G-Fabriken gesendet und empfangen werden.

Edge-Computing-Initiativen werden auch durch 5G-Netze optimiert, insbesondere für Fabriken an abgelegenen Standorten. Die Verarbeitung mit geringer Latenz, die 5G bietet, stellt sicher, dass die Kommunikation zwischen Edge-Geräten oder Hardware und externen Datenzentren wie der industriellen Cloud in Echtzeit erfolgt. Damit wird die Fähigkeit des Edge-Computing zur Datenerfassung auch auf die Entscheidungsfindung ausgedehnt.

Ein weiterer wichtiger Aspekt, der im Zusammenhang mit den Auswirkungen von 5G-Netzen zu berücksichtigen ist, betrifft das Bestands- und Logistikmanagement. Das Beispiel Amazon Go gibt einen Einblick in das, was möglich ist, wenn Computer-Vision, tiefes Lernen und Edge-Computing zusammenkommen. Bei Amazon Go-Geschäften können die Kunden einfach hineingehen, Bestellungen abholen und auschecken, ohne mit den Mitarbeitern zu kommunizieren. Die Sensoren und Kameras verfolgen die kommissionierten Artikel, addieren die Gesamtkosten und stellen sie dem Kunden über die Amazon-Anwendung in Rechnung.

Innerhalb der 5G-Fabrik können 5G-Netze genutzt werden, um das Bestands- und Logistikmanagement zu vereinfachen. In einem Szenario erhält ein Roboter eine Auftragsliste, kommissioniert den Auftrag aus dem Lager und liefert ihn ohne menschliche Hilfe an bestimmte Arbeitsstationen. An den Regalen angebrachte Sensoren sorgen dafür, dass die richtigen Artikel kommissioniert werden, und nehmen auch die reduzierte Anzahl zur Kenntnis. Der Roboter findet auch die Lieferorte durch Kartierungssensoren und der reduzierte Bestand wird nach jeder Fahrt wieder aufgefüllt. Hier sorgen 5G-Netze dafür, dass die Daten aus jedem Aspekt dieses automatisierten Prozesses in Echtzeit übertragen werden, so dass der automatisierte Bestandsverwaltungsprozess nahtlos funktioniert.

 

Die vorgeschlagenen Vorteile von 5G für Produktionsanlagen

Von den 5G-Netzen wird erwartet, dass sie den Produktionsstätten folgende Vorteile bringen:

  • Systemautomatisierung - Das vierte Industriezeitalter wird voraussichtlich automatisierte Prozesse liefern, die die Fertigung optimieren. Wie einige der oben hervorgehobenen Szenarien zeigen, bietet 5G die Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit, die erforderlich sind, um sicherzustellen, dass industrielle Systeme automatisiert werden und in Echtzeit präzise funktionieren.
  • Umsatzsteigerung – Googles Initiative, seine Dienste als Unterstützung für 5G-Netzwerke und 5G-Fabriken zu positionieren, zeigt auf, wie Unternehmen die Vorteile für zusätzliche Einnahmen nutzen können. Für KMU wird 5G einen erschwinglicheren Weg zur Automatisierung traditioneller Herstellungsprozesse bieten. Die Automatisierung dieser Prozesse wird auch zu erhöhter Produktivität und einem Umsatzwachstum führen.
  • Neue Geschäftsfälle - Die Einführung von 5G bietet Software- und Hardware-Entwicklern eine Grundlage für die Erstellung neuer Anwendungsfälle. Diese Lösungen können in den Bereichen Robotik, Edge-Computing oder Automatisierung liegen. Erfolgreiche Anwendungsfälle werden zu einer erhöhten Produktivität und zu Möglichkeiten zur Generierung von Einnahmen führen.

 

Schlussfolgerung

Die Zukunft des verarbeitenden Gewerbes ist eng mit der Zukunft aufkommender Technologielösungen wie den 5G-Netzen verbunden. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen die Hersteller also die Vorteile verstehen, die diese für die 5G-Fabrik der Zukunft bringen. Dieses Verständnis wird als das erforderliche Sprungbrett dienen, um einzigartige Anwendungsfälle für die Nutzung von 5G zur Automatisierung, Produktivitätssteigerung oder Optimierung von Datenverarbeitungstechniken voranzutreiben. Es wird erwartet, dass die 5G-Fabrik der Zukunft durch eine symbiotische Beziehung definiert wird, in der 5G-Netzwerke betriebliche Effizienz ermöglichen, während Fabriken eine Umgebung bieten, in der 5G gedeihen kann.

 

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