5G in der smarten Fabrik: Schnell, viele Daten, sicher

Jeder weiß, was ein Smartphone ist. Auch Smartuhren oder das Smarthome mit vernetzter Heizung und Beleuchtung setzen sich immer mehr durch. Aber was ist eine smarte Fabrik? Wie schlau geht es dort zu? Wie flitzen kleine Roboter selbstständig durch die Gegend? Und welche Rolle spielt dabei das schnelle 5G-Netz der Deutschen Telekom? Wir beantworten die wichtigsten Fragen.

Wo wird die smarte Fabrik getestet und erforscht?

Im Zukunftsort Siemensstadt 2.0 in Berlin-Spandau arbeiten Wissenschaftler*innen, Ingenieure  und Ingenieurinnen sowie viele andere Fachleute an Lösungen für die Probleme von heute und morgen. Das Werner-von-Siemens Centre for Industry and Science ist dabei eines der Herzstücke. Es versteht sich als Vorzeige-Fabrik und als Showroom für Forschungskooperationen. Hier geht es um Herausforderungen der industriellen Fertigung, um Energieversorgung und Mobilität der Zukunft. Dabei helfen neue Materialien, 3D-Druck und eine umfassende Digitalisierung. Geschäftsführer Erik Wiegard erklärt, warum das so wichtig ist: „Das betrifft zum einen bestehende Produktionsstätten, die umgewandelt und neu gedacht werden müssen. Und neue Produktionsstätten müssen diese Themen von vornherein mitdenken.“ Das selbstbewusste Motto der Siemensianer lautet hier: „Zukunftsort. Seit 125 Jahren.“

Wie sehen Lösungen für die smarte Fabrik aus?

Eines der Schlagworte, die hier längst Realität sind, lautet „Autonomous Logistics.“ Es steht für vernetzte Roboter, die selbstständig durch Fabriken oder andere Anlagen sausen – ohne menschliche Steuerung, mit Hilfe künstlicher Intelligenz. Wie das funktioniert, weiß Michael Witstock. Er ist Digital Enabler bei T-Systems, also quasi ein digitaler „Möglichmacher“: „Wir haben hier ein 5G Campus-Netzwerk aufgebaut. Das läuft auf den Frequenzen 3,7 und 3,8 MHz, also in einem privaten Industriespektrum.“ Weil in der Halle acht Antennen installiert sind, und draußen weitere zwei, so Experte Witstock, „können wir Indoor und Outdoor mit diesen kleinen Geräten durch die Gegend flitzen.“

Warum ist 5G für autonome Roboter so wichtig?

Autonome Transporter oder auch Maschinen, die mit Sensoren automatisch melden, wenn sie eine Wartung benötigen, können erst dank 5G-Vernetzung ihr Potential voll ausspielen. „Möglichmacher“ Witstock erklärt, warum: „Der Vorteil von 5G ist, dass es sehr schnell sehr viele Daten transportiert. Das ist zum Beispiel bei den selbstfahrenden Robotern besonders wichtig, die sehr viele Bilddaten senden. Der Roboter wird aus der Plattform gesteuert. Und wenn es dabei zu Verzögerungen kommt, fährt er unter Umständen jemanden um. Und das wollen wir ja nicht.“ Durch die Datenübertragung per 5G quasi in Echtzeit wird das Motto der smarten Fabrik erst möglich, das Michael Witstock so beschreibt: „Schnell, viele Daten, sicher.“ Zur Funktionsweise eines solchen geschlossenen Campus-Netzes gehört auch, dass die Daten ausschließlich innerhalb des Netzwerks bleiben. Es gibt keinerlei Verbindung zum öffentlichen Mobilfunknetz. Das sorgt für maximale Datensicherheit.

Welche Technik braucht die smarte Fabrik?

Das 5G Campus-Netz ist quasi das Rückgrat und das Nervensystem der gesamten Anlage. Wenn hier keine Daten fließen, steht die Fabrik still. Experte Witstock weiß, was noch an Technik gebraucht wird, damit alles funktioniert: „Die Daten gehen vom Roboter über das 5G-Netz in eine Edge-Computing-Instanz. Das ist ein kleines Rechenzentrum, eine Cloud vor Ort, die dafür sorgt, dass die Daten vor Ort bleiben, schnell verarbeitet werden – und dann auch sehr kurze Wege zurück haben.“ Die Software-Plattform, die das ganze System im Hintergrund steuert, sorgt unter anderem dafür, dass die fahrerlosen Roboter, die „Automated Guided Vehicles“ (AGV), ihren Weg durch die Fabrik finden.

Wie smart ist die smarte Fabrik?

Die autonomen Roboter, die beispielsweise Zulieferteile transportieren, sind nicht das einzige Beispiel für die smarte Fabrik, aber eines der eindrucksvollsten. Sie haben die Karte der gesamten Fabrik einprogrammiert und finden dadurch flexibel ihren Weg – wie ein Staubsaugroboter durch die Wohnung, nur ohne Staubsaugen. Michael Witstock verrät, wie clever diese Technik mittlerweile funktioniert: „So ein Roboter muss selbstständig von A nach B fahren können. Aber wenn dazwischen ein Tor oder ein Aufzug im Weg ist, dann ist die Plattform mit dem Tor oder dem Aufzug vernetzt.“ Das bedeutet: Der Aufzug weiß bereits zuvor genau, wann der Roboter ankommt. Er fährt also rechtzeitig in die richtige Etage, lässt den Roboter rein – und weiß dann auch, in welches Stockwerk er fahren muss. Das beschleunigt die automatisierten Abläufe enorm.

Welche Anwendungen setzt die Telekom hier noch ein?

Neben dem 5G Campus-Netzwerk und den selbstfahrenden Robotern ist die Deutsche Telekom mit weiteren Anwendungen im Werner-von-Siemens Centre vertreten. So sorgt das sogenannte Precise-Positioning-System dafür, dass sich Teile oder andere Gegenstände in der Fabrik jederzeit auf Bildschirmen orten lassen. Die kleinen weißen Kästchen in der Größe einer Streichholzschachtel funktionieren mit Ultrawideband-Funk, ähnlich wie Apples Sachen-Finder AirTags. Das ermöglicht verblüffende Funktionen, wie Michael Witstock schildert: „So kann man sehen, wann eine Ladung in einer bestimmten Zone ankommt, oder die Zone verlässt.“ Dadurch lassen sich beispielsweise automatisch Zahlungen auslösen, wenn eine Ladung im Lager angekommen ist.

Die Mitarbeiter*innen, Spezialisten und Spezialistinnen in der schlauen Fabrik können außerdem per Augmented Reality sehen, wie eine Maschine zusammenzubauen ist oder wie Serviceprozesse durchzuführen sind. Per Datenbrille, Smartphone oder Tablet überlagert dabei Computergrafik das echte Bild und sorgt für eine digitale Hilfestellung. Das ist Zukunftstechnik, die auch mit Hilfe der Telekom schon heute in der Gegenwart zum Einsatz kommt.

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