Netzwerke für Fertigungsunternehmen Private 5G – wichtiger Baustein der Industrie 4.0-Roadmap

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Der Erfolg von Industrie 4.0 basiert auf einer soliden Infrastruktur und einer durchdachten Netzwerkstrategie. Ein privates 5G-Netzwerk bietet Fertigungsunternehmen ein zuverlässiges Carrier-Netzwerk – und neue Daten belegen, dass zahlreiche Organisationen dies bereits auf dem Schirm haben.

Laut einer aktuellen Economist-Studie planen 94 Prozent der Firmen Konnektivität-Upgrades oder implementieren diese bereits. 24 Prozent befinden sich in der Pilotphase und testen ein privates 5G-Netzwerk. Für eine erfolgreiche Transformation hin zu einem privaten 5G-Netzwerk benötigt es eine zukunftssichere zuverlässige Strategie.

Bisher war der Konnektivitäts-Layer des unternehmensweiten Produktionsnetzwerks weitgehend mit den Komponenten des Industrienetzwerks verkabelt. Der Grund: fehlende anspruchsvolle Anwendungsfälle sowie keine bessere drahtlose Alternative. Industrie 4.0 öffnete die Tür für neue Anwendungsszenarien – diese werden von den Prinzipien der digitalen Transformation, konvergierte IT/OT, intelligente Fertigung und vernetzten/autonomen Maschinen angetrieben. Private 5G fungiert darüber hinaus ebenso als alternative Mobilfunktechnologie für Unternehmen.

Private 5G bietet eine Bandbreite von bis zu 20 Gigabyte, eine Latenzzeit von weniger als zehn Millisekunden und eine höhere Geschwindigkeit als alle bestehenden Konnektivitätsmechanismen. Darüber hinaus unterstützt die Technologie nicht gemeinsam genutzte Netzwerke ohne Sicherheitsbedenken. Damit wird sie zum “heiligen Gral” für Anwendungsfälle der Industrie 4.0. Auch das Feedback aus verschiedenen Märkten fällt positiv aus: Zahlreiche Länder wie die USA, Deutschland, Japan und Großbritannien haben bereits private 5G-Frequenzen für Unternehmen angekündigt. Der prognostizierte globale Markt für privates 5G beträgt bis 2028 etwa 16 Binance-USD (BUSD) bis 2028, mit einer gesunden jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 38,8 Prozent.

Die digitale Transformation ermöglichen – jetzt und künftig

Industrie 4.0-Anwendungsszenarien benötigen bestimmte digitale Kapazitäten vom Konnektivitäts-Layer – private 5G-Netzwerke setzen genau hier an.

Nahtlose vertikale Übergabe: Autonome Technologien wie Autonomous Guided Vehicles (AGV), Remote Guided Vehicles (RGV) und Teleroboter erfordern eine nahtlose Konnektivität, die das gesamte Mobilitätsgebiet abdeckt.

Anwendungsorientiertes Netzwerk: Die End-to-End Slicing-Kapazitäten von 5G ermöglichen es dem Netzwerk, verschiedene Anwendungen wie Industry of Things, Robotik oder vernetzte Fahrzeuge zu unterstützen. Dabei versteht die Technologie das Profil jeder einzelnen Anwendung und stellt genau das bereit, was diese jeweils benötigen.

Edge-Analytik und geschlossener Kreislauf: 5G ist vollständig Cloud-nativ und kann am Netzwerk-Edge eingesetzt werden. Darüber hinaus ist es möglich, Edge Computing mit kleinem Formfaktor an das private 5G-Netzwerk anzuschließen – dies wiederum erlaubt einen schnelleren Echtzeit-Datenaustausch zwischen einer Maschine und einer Edge-Infrastruktur und eröffnet damit zahlreiche neue Anwendungsszenarien für intelligente Fabriken.

Zukunftssicher: Die Zukunft der Industrie 4.0 basiert auf außergewöhnlichen Kundenerfahrungen und fortschrittlichen Betriebsabläufen wie immersiven Prozessen oder digitalen Zwillingen, die durch KI/ML-Technologien angetrieben werden. Privates 5G ermöglicht dies durch seine Hyperbandbreite pro Sitzung.

Für die strategische Umsetzung von Industrie 4.0-Initiativen sollten Unternehmen daher eine zukünftige Roadmap für private 5G-Netzwerke planen.

Hürden durch eine effiziente Integration des Ökosystems überwinden

Die langfristigen Auswirkungen von Private 5G auf die Industrie 4.0 sind offensichtlich. Allerdings gibt es auch einige Hürden auf dem Weg dorthin.

Zahlreiche Komponenten: Eine End-to-End-Ansicht der Unternehmensdomäne, Anwendungsfälle und des Netzwerks, die Entscheidungen wie unter anderem Frequenzspektrum, 5G-Netzwerkkomponenten, Bereitstellungsarchitekt und Infrastruktur umfasst, ist für den Erfolg von Private 5G unerlässlich.

Aufstrebende Technologie: 5G befindet sich noch in der Entwicklung und wird von den OEMs noch nicht vollständig umgesetzt. Daher ist die Auswahl der richtigen strategischen Produkte für die Anwendungsfälle im Unternehmensbereich sowie die digitale Roadmap von entscheidender Bedeutung.

Mehr Software: 5G ist eine Cloud-native Funktechnologie mit verschiedenen weiteren Software- und Automatisierungselementen wie CI/CD, Zero Touch Provisioning (ZTP) und Low Touch Operations (LTO), die gut durchdacht sein müssen.

API-gesteuert für eine bessere Integration: Bislang musste bei der Bereitstellung von Produktionsnetzen nicht viel Wert auf die Northbound-Integrationen gelegt werden. Der Business Case für privates 5G basiert jedoch auf digitalen und Industrie-4.0-Anwendungsszenarien. Deswegen ist es wichtig, eine standardisierte, API-gesteuerte Architektur zu entwickeln, die sowohl für die Integration von Anwendungsfällen als auch für die Integration mit IT/OT-Systemen und dem IoT flexibel ist.

Bessere Einblicke und Transparenz: KI/ML/automatisierte Fehler-, Leistungs- und Sicherheitsmechanismen müssen priorisiert werden, um Vorhersehbarkeit und Selbstkorrektur im Falle von Fehlern zu ermöglichen.

Abgesehen von den genannten Punkten ist auch die End-to-End-Sicherheit ein wichtiger Fokus. Software Hardening sowie auf End-to-End-Sicherheit getestete Vorintegrationen und Security-Tools, die die Laufzeitumgebungen effizient überwachen, gewährleisten die nötige Sicherheit. Geräteanbieter, Netzwerk-OEMs, Standardisierungsgremien und Softwareanbieter müssen Sicherheitsherausforderungen ganzheitlich lösen.

Der Ökosystemintegrator spielt dabei eine zentrale Rolle bei der Bereitstellung von End-to-End-Service – von der Beratung bei der Technologieauswahl bis hin zum Betrieb.

Private 5G wird in den kommenden Jahren die Industrie 4.0-Roadmap mitgestalten

Organisationen müssen aus diesem Grund einen ganzheitlichen Ansatz für die Einführung von 5G verfolgen und diesen mit der Unternehmensstrategie und -prioritäten abstimmen. Die Erwartungen des Marktes und der Verbraucher werden fordernder – dies erfordert einen aggressiven, aber realistischen Ansatz bei der Festlegung der 5G-Roadmap. Bestimmte erstmalige Hürden lassen sich durch die richtige Technologieauswahl und eine gut durchdachte Ökosystemintegration überwinden – dazu sind Ökosystem-Integratoren erforderlich, die die Transformation zusammenhalten.

Über den Autor

Gopikrishnan Konnanath arbeitet als Senior Vice President, Global Head – Engineering Services and Blockchain bei Infosys Limited.

Dieser Beitrag stammt von unserem Schwesterportal Industry of Things.

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