IIoT (Industrial IoT)-Geräte generieren wichtige, teils sensible Informationen, die nach einer schnellen Analyse und sofortigen Entscheidung auf Basis der erfassten Daten verlangen. Ohne hohe Übertragungsraten, niedrige Latenzen und Datenverarbeitung direkt vor Ort lassen sich diese Anforderungen nicht erfüllen. NTT Ltd. (IT-Infrastruktur- und Dienstleistungsunternehmen) zeigt, warum 5G und Edge Computing eng miteinander verbunden und damit die Grundpfeiler für IIoT sind.
Vorteile von IoT in der Fertigungsindustrie
Das Industrial IoT ermöglicht es den Herstellern, die Produktionstransparenz und -effizienz durch die Vernetzung von Maschinen und Werkzeugen zu verbessern. Dabei sind die riesigen Datenmengen, die IIoT-Geräte generieren, die Grundlage für die Optimierung der Produktion, die Verbesserung der Lieferqualität, die Implementierung von Systemen zur vorausschauenden Wartung oder auch die Automatisierung der Lieferkette. Um diese Daten in Echtzeit zu sammeln und zu verarbeiten, braucht es die Kombination von 5G und Edge Computing. Die Datenverarbeitung am Netzwerkrand (Edge) hebt die Einschränkungen und zeitlichen Verzögerungen zentralisierter Systeme auf. Zudem lassen sich erst mit Latenzzeiten im Bereich von wenigen Millisekunden Roboter sicher kontrollieren und die Zusammenarbeit von Maschinen exakt steuern.
5G und Edge Computing können in unterschiedlichen Bereichen verwendet werden, wie die nachfolgenden drei Praxisbeispiele zeigen.
Wachsames Auge auf Unregelmäßigkeiten
Eine großes Einsatzgebiet für 5G und Edge Computing ist das Monitoring von kritischen Bereichen. Dazu gehören neben den herkömmlichen Sensoren für Temperatur, Feuchtigkeit, Druck, Spannung sowie für den Zustand von Reglern und Steuerventilen auch Audio-, Video- oder Lidar-Systeme, die deutlich höhere Datenraten liefern und dennoch in Echtzeit ausgewertet werden müssen. Mit Hilfe von Hochgeschwindigkeitskameras und Software auf Basis von künstlicher Intelligenz lassen sich Unregelmäßigkeiten auf dem Fertigungsband schnell erkennen. Die Datenverarbeitung vor Ort stellt sicher, dass keine unnötigen Latenzen entstehen.
Schutz sensibler Informationen
Grundsätzlich können Daten am Netzwerkrand (Edge) ein Problem für die Sicherheit darstellen. Insbesondere dann, wenn die Datenverarbeitung verschiedene Geräte miteinbezieht, die einzeln deutlich schlechter abgesichert sind als zentralisierte Systeme. Ein privates 5G-Netz kann jedoch bereits dadurch die Sicherheit erhöhen, dass die Daten auf dem Campus durch gezielte, individuell konfigurierbare Maßnahmen gegen Angriffe geschützt werden können. Werden die sensiblen Daten zudem gleich auf dem Gelände verarbeitet und wandern nicht in die Cloud, haben Unternehmen einen sehr hohen Schutzwall gegen Cyberkriminelle und Risiken jeder Art errichtet.
Puffer für unerwartete Ereignisse
Klassische Roboter-Aufgaben wie etwa die Ansteuerung unterschiedlicher Lackierpistolen in der Automobilfertigung lassen sich mit 5G durchaus über die Cloud regeln. Bei einem weitgehend automatisierten Drei-Schicht-Betrieb sind die Anforderungen in puncto Übertragungsgeschwindigkeit, Latenz und Ausfallsicherheit aber extrem hoch. Immer wieder kommt es zu Störungen bei der Netzwerkverbindung in die Cloud oder die Datenübertragung erfolgt nicht mit der notwendigen Geschwindigkeit. Mit einer zusätzlichen Edge-Computing-Infrastruktur sichern sich Unternehmen für den Notfall die erforderliche Rechenleistung direkt vor Ort und können so für Stabilität in der Produktion sorgen. Die Sicherstellung eines durchgängigen Betriebs durch die Kombination von Cloud und ergänzender Lösung direkt auf dem Werksgelände lässt sich deutlich kostengünstiger umsetzen als es herkömmliche Ansätze ermöglichen.
„Die Kombination aus 5G und Edge Computing bietet der Fertigungsindustrie zahlreiche Möglichkeiten, ihre Prozesse und damit Wertschöpfungsketten zu optimieren. Das schließt genauere Vorhersagen für Anlagenausfälle, eine höhere Fertigungseffizienz und -sicherheit, minimierte Ausfallzeiten, niedrigere Kosten, einen geringeren Wartungsbedarf und Produkte mit höherer Qualität ein. Daneben öffnet das Zusammenspiel beider Technologien die Tür für noch innovativere Lösungen, die nun Stück für Stück auf den Markt drängen. Natürlich benötigt der Schritt von der Labor- in die Produktionsumgebung immer auch ein stabiles Betriebsmodell. Deshalb ist eine ganzheitliche Analyse entlang der Möglichkeiten von 5G in Kombination mit Edge Computing unvermeidlich, um individuelle, rentable Einsatzbereiche für das Unternehmen zu identifizieren“, erklärt Marcus Giehrl, Practice Director Innovations and Smart Technologies bei NTT Ltd.
