Das 5G-Netzwerk wächst

Eine Technik bestaunen, die es noch gar nicht gibt? Wie soll das denn funktionieren, fragte sich manch interessierter Besucher der Hannover Messe 2019. Während sich bei der Bundesnetzagentur Vodafone, Telekom, Drillisch und Telefónica Runde um Runde gegenseitig überboten, um an die begehrten 5G-Funklizenzen zu gelangen, machte sich die Community auf, industrielle Anwendungen des neuen Mobilfunkstandards im Rahmen der Hannover Messe einem breiten Publikum vorzustellen.

Als Organisator des 5G-Forums in Halle 16 übernahm die Arbeitsgruppe innerhalb des Zentralverbands der Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI) eine wichtige Rolle ein. In der Alliance for Connected Industries and Automation (ACIA), haben sich seit der Gründung im April 2018 bereits fast 50 Unternehmen zusammengeschlossen, um alle zukünftigen Nutzer der 5G-Technologie zusammenzubringen.

Das gemeinsame Ziel lautet, die Ausprägung der 5G-Funktionalitäten kooperativ und gemeinsam zu entwickeln. Fehler, die in der Vergangenheit gemacht wurden, als industrielle Anwender und Techniklieferanten nicht optimal mit vorgegebenen Standardisierungen arbeiten konnten, sollen sich nicht wiederholen.

„Warten Sie nicht, starten Sie!“

Dass es nach deutschen Erfahrungen eher unüblich ist, „noch nicht fertige“ Technik einem Fachpublikum zu präsentieren, ist für den Präsidenten des ZVEI kein Widerspruch, im Gegenteil, gerade die deutsche Industrie solle sich in dieser Beziehung mehr am amerikanischen Vorbild orientieren: „Fangen Sie jetzt mit Testapplikationen und -anwendungen an. Warten Sie nicht, bis die Technik in jedem Detail ausdiskutiert ist“, ruft Michael Ziesemer dem internationalen Fachpublikum zu.

Zudem wird die Geschwindigkeit des 5G-Markt-Wachstums mit der Veröffentlichung der ersten Standards sowie der Verfügbarkeit der notwendigen Chipsätze und Infrastrukturkomponenten schnell an Dynamik gewinnen. Was bei entsprechendem Willen und guter Zusammenarbeit schon heute möglich ist, zeigte die Ausstellung der 5G-Arena. Hier hatten die Organisatoren der Deutschen Messe AG und die 5G-Community schon ein real funktionierendes 5G-Funknetzwerk aufgebaut.

Allen voran Nokia und Chip-Lieferant Qualcomm hatten bis kurz vor der Messe unter Hochdruck mit Prototypen die Halle 16 mit einem 5G-Funknetz ausgeleuchtet und so echte 5G-Konnektivität ermöglicht. Als Ergebnis konnten zehn funktionierende 5G-Applikationen im Ausstellungsbereich der 5G-Arena gezeigt werden, die den Ausstellerexperten ebenfalls die eine oder andere Überstunde abverlangten. Übrigens waren acht davon Weltneuheiten. Unternehmen wie Volkswagen Nutzfahrzeuge, Bosch Rexroth oder Siemens zeigten mit den Vorteilen einer funktionierenden 5G-Anbindung arbeitende Applikationen.

Anwendungen bei Werkzeugmaschinen

Wie wichtig solche Applikationen zum Verständnis einer neuen Technologie sind, zeigten viele Gespräche mit Anwendern aus der Industrie. Einer der wenigen Maschinenbauer innerhalb der 5G-ACIA-Gruppe ist das Unternehmen Trumpf. Der Hersteller von Maschinen zum Laserschneiden, Stanzen, Biegen und für die Rohrbearbeitung sieht sich bereits mit verschiedenen Herausforderungen bei der Kommunikation seiner Maschinen konfrontiert, wie auch Dr. Christian Bauer, Lead Developer 5G bei Trumpf in der 5G-Arena in Hannover betonte.

Innerhalb der Maschinen müssen verschiedene Netzwerkteilnehmer meist über ein nicht in Echtzeit kommunizierendes Ethernet Daten und Steuerungsbefehle austauschen: Kameras, Prozessleittechnik, Lasersteuerung, Handling-Steuereinheiten oder Prozesssensoren. Einen Teil dieser Daten muss dem Anwender im Fabriknetzwerk kabelgebunden oder drahtlos außerhalb der Maschine zur Verfügung gestellt werden und eine entsprechend steuernde Eingriffsmöglichkeit gegeben werden. Beispielsweise müssen Kühlflüssigkeiten kontrolliert oder Instandhaltungsmeldungen beantwortet werden.

Besonders spannend werden die Kommunikationsaufgaben im Maschinenbau, wenn sich der Blick von der einzelnen auf alle Maschinen in einer Fabrikhalle oder gar in einem weltweiten Verbund von Produktionsstandorten richtet. Beispielsweise sind im Portal Telepresence von Trumpf weltweit mehr als 20.000 Maschinen vernetzt – mit stark steigender Tendenz. Zwar funktionieren diese Anwendungen bereits heute und damit ohne den Einsatz der 5G-Technologie. Rasant wachsende Datenmengen und der Wunsch nach Echtzeitsteuerung sowie zukünftige neue Optimierungs- und Wartungsmethoden lassen jedoch den Ruf nach deutlich leistungsfähigeren Netzen bezogen auf Datenraten, Latenz und Zuverlässigkeit laut werden, wie Bauer in Hannover betonte.

Ziele der Arbeitsgruppe 5G-ACIA

Auch wenn es derzeit noch nicht so viele Mitglieder und engagierte Unternehmen aus dem industriellen Anwenderumfeld gibt, wie das Trumpf-Beispiel vermuten lässt, sind immer mehr Anwender im Gespräch mit der Arbeitsgruppe. Hilfreich ist da, dass einige Mitglieder in doppelter Funktion fungieren – als Hersteller von Komponenten für cyberphysische Produktionssysteme und als Anwender anspruchsvoller Fertigungstechnologie. Daraus ergeben sich recht große Interessenschnittmengen. So liegt im vorwettbewerblichen gemeinsamen Interesse aller bei 5G-ACIA beteiligten Unternehmen:

• dafür zu sorgen, dass die Interessen unterschiedlicher Industriezweige bei Standardisierung und Regulierung berücksichtigt werden,
• sicherzustellen, dass die laufenden 5G-Entwicklungen verstanden werden und auf die eigenen Anwendungsbereiche übertragen werden können,
• spezielle Zertifizierungsbedürfnisse zu erkennen und nahtlos zu integrieren,
• eine gemeinsame Sprache und ein gemeinsames Verständnis zwischen der Telekommunikationswelt und der industriellen Welt zu etablieren und
• praktische Testfeldumgebungen und umfangreichere industrielle Versuchsumgebungen zu initiieren und zu koordinieren.

Dass die Community weiter wachsen wird und mit Anwendern unterschiedlicher Branchen ein breites und gut funktionierendes Ökosystem moderner Funkkommunikation errichten wird, daran jedenfalls hat die 5G-Arena in Hannover keinen Zweifel gelassen.