Industrial 5G. Die Zukunft „spricht“ 5G – wir sprechen mit
Industrie 4.0 mit der intelligenten Fabrik und dem Industrial Internet of Things (IIoT) – darin steckt die Zukunft der industriellen Fertigung. Um Produktionsanlagen und Intralogistik noch flexibler, autonomer und effizienter zu gestalten, braucht es entsprechende Rahmenbedingungen in der Kommunikation und umfassende Konnektivität. Der neue Kommunikationsstandard 5G eröffnet hier wichtige Perspektiven.
Industrial 5G. Unser Commitment für die Zukunft.
Um den Startknopf für die intelligente Fabrik drücken zu können, braucht es neue Konzepte und Technologien – von der Produktion bis hin zur Intralogistik und zum Transportwesen. Anwendungen wie mobile Roboter in der Fertigung, autonome Fahrzeuge im Transport- und Logistikbereich, IIoT, Augmented-Reality-Applikationen für Service- und Wartungstechniker und Virtual-Reality-Applikationen für die Anwender sind bereits im Gespräch. Doch all das stellt Anforderungen, bei denen heutige Netzwerke schnell an ihre Grenzen stoßen würden. Die beispiellose Zuverlässigkeit und sehr niedrigen Latenzzeiten sowie die umfassende IIoT-Konnektivität von Industrial 5G ebnen hier den Weg für richtungsweisende Anwendungen im industriellen Umfeld.
Auf unserer Suche nach langfristigen, nachhaltigen Kommunikationslösungen entwickeln wir ein industrielles 5G-Ökosystem, das aus einer privaten 5G-Infrastruktur und Endgeräten besteht.
Was ist das Besondere an Industrial 5G und worauf müssen Sie als Anwender achten? Durch zuverlässige drahtlose Konnektivität werden die Potenziale des IIoT vergrößert. Diese drahtlose Kommunikation zwischen einzelnen Maschinen ermöglicht eine Produktion, die einfacher, schneller und zuverlässiger ist als jemals zuvor. Einer der größten Pluspunkte von Industrial 5G ist die besonders geringe Latenz bei der Datenübertragung – so können Informationen zwischen mobilen Teilnehmern wie AGVs innerhalb von Millisekunden übertragen werden. Industrielle Anwender sollten auf private 5G-Netzwerke setzen. Denn diese garantieren Datensicherheit und können so konfiguriert werden, dass sie all Ihre industriellen Anwendungen optimal unterstützen.
Industrial 5G Router
SCALANCE MUM853-1 und SCALANCE MUM856-1 – das Warten auf 5G-Performance ist vorbei
Die Schlüsselkomponenten für industrielle 5G-Netzwerke sind da: Unsere industriellen 5G-Mobilfunk-Router SCALANCE MUM853-1 und SCALANCE MUM856-1 bieten Ihnen leistungsstarke Performance für die nächste Generation drahtloser Konnektivität. Entdecken Sie jetzt alle Features und Vorteile unserer innovativen 5G-Router für Ihren Start in die Industrial-5G-Welt.
Industrielle 5G Router für öffentliche und private 5G-Netze.
Von der Vision zur Realität – die industriellen 5G-Mobilfunk-Router von Siemens: SCALANCE MUM853-1 und SCALANCE MUM856-1 unterstützen neben 5G auch 4G. Die Geräte im IP65-Gehäuse wurden für den Einsatz in anspruchsvollen industriellen Bedingungen entwickelt und können sowohl in öffentlichen als auch in privaten 5G-Campusnetzen eingesetzt werden.Industrial 5G. Wir testen die Zukunft.
Siemens treibt die Entwicklung von Industrial 5G weiter voran. Neben dem neuen industriellen 5G-Mobilfunk-Router SCALANCE MUM853-1 und SCALANCE MUM856-1 wurde im firmeneigenen Automotive Showroom und Testcenter in Nürnberg noch ein Meilenstein mehr auf dem Weg hin zu Industrial 5G erreicht: ein privates Standalone-5G-Netz im industriellen Umfeld, das ausschließlich auf Siemens-Prototypen basiert.
Die Erwartungen an das Potenzial der drahtlosen Kommunikation mit 5G für den industriellen Einsatz sind hoch. Um diese auf ihre Realisierbarkeit zu testen, wurde im Automotive Showroom und Testcenter von Siemens ein Proof-of-Concept für Industrial 5G aufgesetzt. Das private 5G-Netzwerk nutzt das 3,7 – 3,8 GHz-Frequenzband.
Hier finden umfangreiche Tests in einer realen industriellen Umgebung statt, um die Leistungsfähigkeit von Industrial 5G auf Herz und Nieren zu prüfen. Das private 5G-Testnetzwerk wird genutzt, um konkrete industrielle Anwendungen mit 5G zu testen. Dazu gehört beispielsweise der Betrieb fahrerloser, autonom agierender Transportsysteme – sogenannter Automated Guided Vehicles, kurz AGVs – für eine smarte Produktionslogistik und hochflexible Fertigung. Ob Zuverlässigkeit der drahtlosen Kommunikation, Echtzeitverhalten oder die Sicherheit bei der Interaktion zwischen Menschen und Maschinen – alle Aspekte werden im Nürnberger Testcenter unter realen industriellen Testbedingungen intensiv geprüft.
Sicherer Fernzugriff über das öffentliche 5G-Netz
Seit den 1970er Jahren erhalten Mobilfunknetze mit jeder neuen Generation einen enormen Leistungsschub. Derzeit wird die 5. Generation des Mobilfunkstandards eingeführt: 5G ist geradezu prädestiniert für den Einsatz in industriellen Anwendungen.
Erfahren Sie in unserem Fachartikel, warum ein öffentliches 5G-Netz tatsächlich die richtige Antwort ist für Anwendungen, die Fernzugriff auf entfernte Maschinen oder Anlagen benötigen.
Private Industrial 5G-Netzwerke für die Fabrik von morgen
Ob diskrete Fertigung, Prozessindustrie oder Versorgungsunternehmen – die drahtlose Kommunikationstechnologie Industrial 5G und private 5G-Netzwerke spielen in der Fabrik von morgen eine wichtige Rolle. Siemens entwickelt eine private Industrial 5G-Infrastruktur, die es Unternehmen ermöglichen wird, eigene lokale, private 5G-Netze aufzubauen. Diese Lösung ist für eine Intralogistik-Anwendung mit einem AGV im Siemens-Werk in Karlsruhe bereits erfolgreich im Einsatz.
5G bietet drei große Vorteilsszenarien:
- Eine 10–20-mal höhere Geschwindigkeit als bei 4G – das Szenario heißt enhanced Mobile Broadband (eMBB)
- Höchste Zuverlässigkeit bei niedrigster garantierter Latenz von unter 10 ms mit Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URRLC)
- Anschluss von bis zu 1 Mio. Geräte pro Quadratkilometer dank Massive Machine-Type Communication (mMTC)
Diese Vorteile können jedoch nicht in vollem Umfang gleichzeitig in ein und demselben Netzwerk genutzt werden. Anwender müssen sich entscheiden, welche Anforderung ihre Applikation hat und ihr Netzwerk danach ausrichten. Wenn man beispielsweise höchste Datenraten benötigt, kann das Netzwerk nicht auch noch niedrigste Latenzzeiten liefern. Liegt der Fokus hingegen auf niedrigsten Latenzzeiten, muss man bei Datenraten oder Anzahl der angebunden Teilnehmer Abstriche machen.
Anwendungen im Consumer-Bereich benötigen hauptsächlich hohe Datenraten, z. B. um unterwegs Videos in 4K zu streamen. Bei industriellen Anwendungen sind Zuverlässigkeit und niedrigste Latenzzeiten am wichtigsten. Daher werden industrielle Kunden den Fokus beim Einrichten ihrer 5G-Netwerke anders wählen. Durch die unterschiedlichen Schwerpunkte entstehen zwei verschiedene Anforderungsprofile: öffentliches Profil vs. industrielles Profil.
Spektrum für private 5G-Netze
Für den Einsatz privater Netze muss Spektrum zur Verfügung gestellt werden. In Deutschland hat die Bundesregierung 100 MHz Bandbreite (von 3,7 GHz bis 3,8 GHz) für die lokale Nutzung z. B. in Industrieunternehmen reserviert. Das gibt Unternehmen in Deutschland die Möglichkeit, Spektrum für einen jährlichen Beitrag zu mieten und innerhalb ihrer eigenen Betriebsstätten exklusiv zu nutzen. Die Beantragung erfolgt bei der Bundesnetzagentur (BNetzA).
Die Gebühr setzt sich wie folgt zusammen:
Gebühr = 1.000 + B x t x 5 (6a1+ a2)
- 1.000: 1000 EUR Grundbetrag
- B: zugeteilte Bandbreite von 10 MHz bis 100 MHz
- T: Zuteilungsdauer in Jahren oder Bruchteilen eines Jahres basierend auf jedem angefangenen Monat
- a1: Abdeckungsbereich in km² bezogen auf Land für Siedlungen und Verkehrsinfrastruktur
- a2: Abdeckungsbereich in km² bezogen auf andere Flächenarten
Industrial 5G …
- … ist 5G-Kommunikation, die die Anforderungen industrieller Anwendungen erfüllt.
- … basiert auf Release 16 (oder neuer) des Mobilfunk-Standards*, der das URLLC-Szenario unterstützt.
- … läuft auf Hardware, die für industrielle Umgebungen ausgelegt ist, die sich von verbraucherbasierten Anwendungen unterscheiden.
- … wird in einem lokalen privaten Netzwerk betrieben und unterstützt industrielle Protokolle (OPC UA, PROFINET, Safety etc.).
Je nach Anwendung müssen nicht alle vier dieser Aspekte erfüllt werden. So sind beispielsweise für den Fernzugriff über Mobilfunk Release 16 oder ein lokales privates Netzwerk nicht zwingend erforderlich. Für den Betrieb eines mobilen Roboters müssen hingegen alle vier Aspekte erfüllt sein.
*Der Standard wird von der 3GPP (3rd Generation Partnership Project) erarbeitet, der Standardisierungsorganisation für Mobilfunk,
Industrial 5G. So werden neue Applikationen möglich.
Mobiles Equipment
Ob Smartphones, Field PGs, Industrial Tablet PCs oder RFID-Handheld Devices – im industriellen Umfeld steigt die Zahl mobiler Geräte drastisch an. Und das zeitgleich mit immer mehr Geräten für die zunehmende intelligente Kommunikation zwischen Maschinen und Anwendungen. Sie alle benötigen ein belastbares Netz. Industrial 5G stellt die erforderliche Konnektivität zur Verfügung.
Autonome Maschinen
Mobile Roboter in der Fertigung sowie nahtlos miteinander vernetzte und selbstständig kommunizierende Maschinen und Geräte sind elementare Bausteine für eine hochflexible und zugleich effiziente Produktion – und für Industrie 4.0. Voraussetzung dafür sind geringe Latenzen sowie höchste Zuverlässigkeit bei der Kommunikation. Industrial 5G erfüllt diese Anforderungen optimal.
Assisted Work
Augmented-Reality-Applikationen werden in Zukunft für schnellere, sicherere und effizientere Einsätze von Service- und Wartungstechnikern sorgen. Aber auch Maschinenbediener können von AR profitieren, z.B. beim Einlernen und bei der Bedienung. Industrial 5G stellt hier die erforderliche hohe Bandbreite zur Übertragung der datenintensiven audio-visuellen Informationen bereit.
Autonome Logistik
Die Zukunft effizienter Intralogistik steckt in autonom navigierenden und agierenden Transportfahrzeugen und
Industrial Edge
Industrial Edge kombiniert eine lokale und performante Datenverarbeitung direkt in der Automatisierungsebene mit den Vorteilen der Cloud. Industrial 5G bietet die zuverlässige Konnektivität und hohe Bandbreite für den Datenaustausch zwischen Edge-Geräten und der Cloud. Die niedrigen Latenzzeiten ermöglichen schnelle Entscheidungen. Ergebnisse können sofort analysiert und Analysedaten ausgetauscht und global zugänglich gemacht werden.
Industrial 5G. Kompetenzen bündeln.
Zusammen für die Zukunft – 5G Alliance for Connected Industries and Automation
Wie können Fertigungs- und Prozessindustrie nachhaltig vom neuen Kommunikationsstandard 5G profitieren? Und was braucht es, damit 5G den hohen industriellen Anforderungen entspricht? Mit diesen Herausforderungen im Fokus hat sich Anfang 2018 die globale Initiative 5G-ACIA gegründet. Siemens ist Mitglied der Initiative und treibt so die Zukunft der Industrie zielgerichtet mit voran – zusammen mit anderen namhaften Unternehmen aus der Automatisierungs- und Fertigungsindustrie sowie mit führenden Organisationen aus dem Bereich der Informations- und Kommunikationstechnologie.
Industrial 5G. Es geht weiter – bleiben Sie dran!
Die Entwicklung von Industrial 5G ist ein Prozess mit vielen Meilensteinen. Verpassen Sie keinen! Wir halten Sie hier weiter auf dem Laufenden über die neuesten Entwicklungen, Veröffentlichungen, Medien und Veranstaltungen rund um Industrial 5G.
Ausblick
Industrial 5G. Wir arbeiten dran.
Industrial 5G wirft viele Fragen auf. Das wissen wir. Und weil wir das wissen, haben wir bei Siemens ein eigenes Forschungsteam zu diesem Thema. Unsere Experten arbeiten mit Hochdruck an dem neuen Kommunikationsstandard und seiner Implementierung im industriellen und produzierenden Umfeld.
