Mit 5G zu neuen Potentialen in Produktion und Logistik

Zusammenfassung

5G als nächste Mobilfunkgeneration nach 4G/LTE Advanced wird nicht mehr nur für Telefonie und die klassischen Datendienste ausgelegt sein, wie es bei den bisherigen Mobilfunkstandards der Fall ist. Vielmehr ermöglicht der 5G-Standard den Aufbau von Netzen für die Kommunikation von Geräten, die über die heutigen Anwendungen mit Smartphones weit hinausgeht. Letztendlich soll mit 5G das Internet der Dinge ermöglicht werden, in dem Geräte wie Sensoren, Motoren, Steuerungen mit allem und jedem in unserer Umgebung – und darüber hinaus – kommunizieren können. Die servicebasierte Architektur von 5G-Netzen ermöglicht zudem, schnell und effizient differenzierte Kommunikationsdienste für unterschiedliche Anforderungen der Industrie zu generieren und in Form sogenannter „Network Slices“ für den Nutzer maßgeschneidert bereitzustellen. Verschiedene Network Slices können dabei auf einer gemeinsamen physischen Infrastruktur betrieben – und damit dem Nutzerbedarf nach der Realisierung unterschiedlicher Anforderungsprofile für seine Netzkommunikation konfliktfrei und zugleich integrativ gerecht werden. Es werden Fallbeispiele aus Produktion und Logistik aufgezeigt, wie durch 5G-Konnektivität zu Clouddiensten bestehende Anlagen im Sinne eines Retrofits mehr Wertschöpfung leisten – bei gleichzeitig reduzierter Komplexität der lokalen Hardware. Die ansonsten lokal im Anlagendesign einzuplanende Rechnerleistung wird in diesen Beispielen aus der Factory-Cloud als Leistung bezogen. Das 5G Interface zur Cloud bzw. zur Edge garantiert die für die Applikation notwendige Latenzzeit und Verfügbarkeit auch zeitkritischer Anforderungen.

Glossar

3GPP

3rd Generation Parntership Project (Mobilfunkstandardisierungsgremium)

4G

4. Mobilfunkgeneration (LTE)

4G/LTE

4. Mobilfunkgeneration/Long Term Evolution

5G

5. Mobilfunkgeneration

5GNR

5G New Radio (5G Radio Technologie)

5G RAN

5G Radio Access Network (5G Zugangsnetz)

5G-ACIA

5G Alliance for Connected Industry and Automation

5GC

5G Core Network (5G Kernnetz)

5GS

5G System (besteht aus 5GRAN und 5G Core Network)

AGV/FTS

Fahrerloses Transportsystem

AIN

Asset-Intelligence-Network-Plattform

AR

Augmented Reality (überlagerte Zusatzinformationen)

CAT-M1

Modemkategorie für LTE/Gerätekategorie für IoT

CAT-NB1

Narrowband Internet of Things NB-IoT

Cloud

private, öffentliche, hybride virtuelle Datenspeicher- und Verarbeitungseinheit

E2E

End-to-End (Ende-zu-Ende)

Edge

bezeichnet zentralisiertes IT-System in unmittelbarer Nähe der Anwendung

e-health

Electronic health (Elektronische Gesundheitsdienste)

eMBB

enhanced Mobile Broad Band

Energy Harvesting

Energiegewinnung aus der Umgebung (Thermisch, Vibration, ...)

ERP

Enterprise Resource Planning

eURLLC

enhanced URLLC (enhanced Ultra Reliable Low Latency Communication)

FA

Factory Automation

GST

Generic Slice Template

HMD

Head-Mounted Display

holonom

Beschreibung eines mechanischen Systems, bei dem sich die Lage durch generalisierte Koordinaten beschreiben lässt

HW

Hardware

I4.0

Industrie 4.0

IoT/IIoT

Internet of Things (Internet of Everything) / Industrial Internet of Things

IT

Information Technology

ITU

International Telecommunication Union

Komponenten

CyberPhysical System, siehe I4.0-Komponente

LTE-U

LTE-Unlicensed (LTE im WLAN-Frequenzband)

MEC

Multi Access Edge Computing

mMIMO

massive Multiple-Input-Multiple-Output

mMTC

massive Machine Type Communication

MNO

Mobile Network Operator (Mobilfunk-Netz-Betreiber)

MR

Mixed Reality (Kombination von VR und AR)

MTBF

Mean time between failure (Zeitabstand zwischen Fehler)

MVNO

MVNO Mobile Virutal Network Operator

NB-IoT

Narrow Band – Internet of Things (Mobilfunkstandardvariante von LTE)

NEST

Network Slice Type

neutral host

Betreiber eines mobilen Netzwerkes als Dienst

NPN

non-public-networks (privates Netzwerk)

NSA

Non-Stand-Alone (5G als Erweiterung von LTE-Netzen)

OPC-UA

Open Platform Communications – Unified Architecture

OT

OT = Operation Technology (Fabrik, Produktion)

PA

Process Automation

QoS

Quality of Service (Diensteklasse)

RAAS

Robot-as-a-Service

RAMI4.0

Referenz Architektur Model Industrie 4.0

Retrofit

Aktualisierung bestehender Systeme durch Integration neuer Technologien, auch „Brownfield“-Optimierung genannt

RFID

Radio Frequency Identifier (drahtlos auslesbarer Marker)

SA

5G Standalone (5G als eigenständiges Netz)

SBA

Service-based Architecure

SLA

Service Level Agreement

smartgrid

Intelligentes Stromverteilnetz

SPS

Speicherprogrammierbare Steuerung (englisch PLC)

SW

Software

TK

Telekommunikation

TSN

Time Sensitive Network (IEEE 802.1)

UE

User Equipment (Endgerät Modem)

UPF

User-Plane-Funktion (Endpunkt der Daten in der 5G-Architektur)

URLLC

Ultra Reliable Low Latency Communication (5G mode für hochzuverlässige Datenübertragung)

V2x

Vehicle-to-Everything (Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation)

VR

Virtual Reality

WRC

World Radio Conference (weltweite Frequenzregulierung)