Automatische Roboterflotte bei Nokia

Automatisierung per Private LTE

| Autor / Redakteur: Bernhard Lück / Andreas Donner

Alle Daten verbleiben innerhalb eines privaten LTE-Netzes, und die einzelnen Geräte müssen sich über SIM-Karten identifizieren.
Alle Daten verbleiben innerhalb eines privaten LTE-Netzes, und die einzelnen Geräte müssen sich über SIM-Karten identifizieren. (Bild: Nokia)

Nokia automatisiert in seiner Fabrik in Oulu im Norden Finnlands nicht nur die Produktion, sondern auch die Logistik. Selbstfahrende Roboter transportieren Waren selbstständig und ohne feste Routen, verbunden über ein privates LTE-Netz.

Der Roboter der Firma Omron ist nicht allein. Eine ganze Flotte seiner Kollegen braust durch die Hallen von Nokias Fabrik in Oulu und liefert Teile aus. Die Firma baut und testet dort Basisstationen für Telekommunikationsdienste sowie 5G-Geräte. Die Produktion läuft weitgehend automatisch. Aber Nokia hat zusätzlich die Logistik automatisiert. Die rollenden Roboter, sogenannte Autonomous Intelligent Vehicles (AIV), sind über ein Netzwerk untereinander sowie mit einer Steuereinheit verbunden.

Früher nutzte die Fabrik dafür Ethernet-Kabelverbindungen, später WLAN. Aber beides hatte Nachteile – und die kennen viele Unternehmen, gerade im Mittelstand. Veränderte sich das Gelände, mussten für neue Verbindungen weitere Kabel verlegt werden. Zwar war das bei WLAN nicht nötig, dafür tauchten andere Probleme auf. Metallregale störten das Funksignal. Hatten sie keine Verbindung mehr, blieben die Roboter einfach stehen. WLANs haben nur eine begrenzte Reichweite, außerhalb konnten die AIV nicht agieren. Mitarbeiter mussten sie erneut mit dem Netzwerk verbinden. Die Folge: Die Logistikkette war häufig unterbrochen, wichtige Teile waren nicht an Ort und Stelle.

Diese Probleme haben sich in Luft aufgelöst, seit die AIV über ein Private-LTE-Netz verbunden sind. Sie rollen nun uneingeschränkt überall auf dem Fabrikgelände umher. Verbindungen müssen nicht neu konfiguriert werden, wenn sie in einer anderen Halle eingesetzt werden. Metall stört den Funkkontakt nicht. Das transportierte Material ist demzufolge immer genau dort, wo es gerade benötigt wird. Seit die Roboter via LTE verbunden sind, steigerte sich die Effektivität der Material-Logistikprozesse um 30 Prozent. Zugleich wurden Systemwartungsarbeiten für die Roboter um 98 Prozent gesenkt.

Was ein privates LTE-Netz leistet

Ein Private-LTE-Netz ist ein exklusives, persönliches Netzwerk für ein Unternehmen. Die Bandbreite wird nicht wie in einem öffentlichen Netzwerk mit anderen Nutzern geteilt. Der Frequenzbereich von 3,7 GHz ist allein für Industrieanwendungen vorgesehen. Das ist auch sicherer, denn alle Daten verbleiben innerhalb des eigenen Netzwerks und die einzelnen Geräte müssen sich über SIM-Karten im Netzwerk identifizieren.

Ein solches Netzwerk hat viele weitere Pluspunkte gegenüber anderen Verbindungsarten: LTE erreicht Orte, an denen WLAN nicht funktioniert, Kabel müssen nicht verlegt werden. Darüber hinaus sind Verbindungen zuverlässig und die Netze robust. Anders als WLAN ist LTE für groß angelegte Implementierungen gemacht und kann besser skaliert werden. Es können deutlich mehr Geräte darin funken als bei WLAN, damit sind mehr parallele und dynamische Prozesse möglich. Gleichzeitig müssen weniger Zugangspunkte geschaffen werden, schon zwei Basisstationen reichen aus, um eine komplette Fabrikhalle auszuleuchten.

Privates Mobilfunknetz funktioniert mit 4G und 5G

Nokia setzt in seiner eigenen Fabrik bislang ein 4G-Netz ein. Der Konzern gehört aber zu den Unternehmen, die sich an Forschung und Entwicklung von 5G beteiligen. Noch 2019 sollen in Deutschland die lokalen 5G-Frequenzen für industrielle Anwender vergeben werden, mit einfachen und schnellen Antragsverfahren. Ein Vorteil der Technologie u.a.: extrem kurze Latenzzeiten.

Ein Private-LTE-Netz funktioniert schon mit 4G, und das sehr effizient, wie das Beispiel der Fabrik in Oulu zeigt. Die Industrie muss also nicht auf 5G warten, um ihre Fabriken zu vernetzen. Das Netzwerk kann mit beiden Standards umgehen: Auf Wunsch können Unternehmen sie nach und nach auf 5G umstellen.

Weitere Dienste im privaten LTE-Netz

Auf ein privates LTE-Netz können weitere Dienste aufgesetzt werden. Mit der Plattform Nokia Digital Automation Cloud, so der Hersteller, wird auf Wunsch zum Beispiel High Accuracy Indoor Positioning möglich: Damit könnten Assets bis auf eine Entfernung von weniger als einem halben Meter getrackt werden. Sogenannte Asset Tags seien an den Gegenständen angebracht, ein Locator könne diese aufspüren. So ließen sich Logistikpfade nachvollziehen, z.B. bei den AIVs: Auf welchen Wegen waren sie in der Halle unterwegs, und wo sind sie am häufigsten zu finden?

Über die Digital Automation Cloud könne außerdem ein Kommunikationsdienst implementiert werden: Mitarbeiter könnten über Push-to-talk oder Push-to-Video mit Kollegen in anderen Zonen kommunizieren und hierfür mobile Geräte wie Tablets oder Smartphones nutzen.

Viele Firmen setzen heute vor allem in der Produktion schon teilweise autonome Roboter oder Maschinen ein. Mit einem privaten LTE-Netz und den aufgesetzten Diensten der Digital Automation Cloud würden sie weitaus agiler und mit flexibleren Prozessen arbeiten, auch bei der hauseigenen Logistik. Zugleich könnten Unternehmen sicherstellen, dass ihre Netze zuverlässig und skalierbar sind – und dass die eigenen Daten abgeschirmt auf dem eigenen Gelände bleiben.

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