5G Draadloze communicatie in de fabriek van de toekomst

Auteur:
Niels König
Chief Engineer Department of Production Metrology, Fraunhofer IPT

5G heeft een enorm disruptief potentieel voor industriële communicatie en gegevensverwerking, met zijn extreme snelheden en bijna onmiddellijke reacties. Echter, de implementatie van de mobiele communicatietechnologie bestaat niet alleen uit het opzetten van een aantal 5G-antennes in een productie-omgeving. Fabrikanten worden ook geconfronteerd met een extra uitdaging rond deze draadloze technologie; bijna alle technologische ontwikkelingen door telecomexploitanten en de toepassingen zijn gericht op de consumentenmarkt.

Niels König van Fraunhofer IPT coördineert de 5G-Industry Campus Europe, de grootste industriële 5G-testopstelling gericht op de maakindustrie in Europa. Hij geeft ons een aantal inzichten en zaken om te overwegen voor kleine productiebedrijven die voordeel willen halen uit de mogelijkheden van 5G.

Binnen Industry 4.0 vindt een snelle overgang plaats naar de nieuwe manieren om technologie te integreren met diverse cyberfysieke systemen. Dit brengt nieuwe eisen en uitdagingen met zich mee voor de snelle overdracht van big data. We beginnen een nieuwe fundamentele behoefte te zien om gegevens te kunnen verwerken en gebruiken, die verder gaat dan wat de bestaande communicatietechnologieën kunnen ondersteunen.

Bestaande en toekomstige productiebedrijven zullen waarschijnlijk veel heil zien in de overgang naar snelle, draadloze communicatietechnologieën zoals 5G. Tot op heden is de toepassing van 5G echter nog niet veel verder gekomen dan de consumentenmarkt. Pas onlangs zijn een paar grote bedrijven, zoals Mercedes, begonnen met het benutten van het potentieel van 5G.

5G biedt een aantal grote voordelen ten opzichte van bestaande netwerkcommunicatietechnologieën. Samengevat kan een 5G-netwerk bijdragen aan een fabrieksomgeving met waanzinnige snelheden, korte wachttijden en de mogelijkheid om enorme hoeveelheden data over een grote bandbreedte te ondersteunen. Echter, dit lukt niet met een openbaar of consumentennetwerk. De echte waarde van draadloze gegevensoverdracht via 5G is alleen te behalen met een speciaal, eigen ingericht netwerk.

“Het feit dat we op de 5G-Industry Campus Europe over een volledig uitgeruste testopstelling beschikken, helpt ons om 5G-toepassingen niet op laboratoriumniveau maar in een realistisch productiescenario te demonstreren. Aangezien er veel marketing is en geen echt aanbod, draait het allemaal om de geloofwaardigheid. Ons doel is om industriële gebruikers te overtuigen om 5G te gaan inzetten en een “market pull” te creëren.”

Hier ligt een van de grootste uitdagingen, vooral voor een MKB-onderneming of een startup die 5G wil gaan inzetten om Advanced Manufacturing te ondersteunen. Maar weinig productiebedrijven beschikken over de kennis en expertise om hun eigen 5G-privénetwerk op te zetten. Het ontwerp en de implementatie van een netwerk zijn ook van cruciaal belang om de randapparatuur en cloud-based systemen te ondersteunen.

Er is momenteel erg weinig advies beschikbaar omtrent 5G voor industriële netwerken. De vereisten voor netwerktechnologie voor een niet-openbaar netwerk zijn nog niet helemaal duidelijk voor de maakindustrie. Een belangrijk aandachtspunt hier is dat het publieke 5G-netwerk geoptimaliseerd is voor downloadverkeer. Algemene klanten hebben behoefte aan snelle video- en contentdownloads. Een fabrikant heeft echter optimale uploadmogelijkheden nodig.

Vooral voor MKB-ondernemingen is het belangrijk dat elke oplossing betaalbaar is. Hierdoor kan de krachtigste oplossing buiten het bereik van een onderneming vallen. MKB- ondernemingen beschikken vaak niet over eigen IT-afdelingen die de netwerkaanpassingen en -implementaties kunnen uitvoeren, wat voor een uitdaging kan zorgen.

König en het Fraunhofer IPT-team werken momenteel aan een speciale 5G-Audit die kleine bedrijven zal ondersteunen bij het dichten van deze kloof en het effectief implementeren van 5G-oplossingen. Onderdeel hiervan is een tool die een MKB-bedrijf kan gebruiken voor begeleiding en duidelijkheid over de potentiële waarde van 5G.

“Je moet elke businesscase onafhankelijk analyseren. We werken aan een beoordelingstool die een mogelijke kostenbesparing bij het gebruik van 5G kan berekenen op basis van meerdere productie-KPI’s.”“

De 5G-Audit fungeert als springplank voor projectplanning. Van hieruit kan Fraunhofer IPT ondersteuning en advies bieden bij de toepassing en implementatie van 5G-communicatie, of het nu gaat over de bestaande infrastructuur of dat er vanaf nul begonnen wordt en er gebruikgemaakt wordt van nieuwe apparatuur. Het strekt zich uit van de planningsfase tot hoe bestaande apparatuur, zoals freesmachines, achteraf kan worden uitgerust met 5G-sensortechnologieën.

Vooruitblikkend zegt König:

“Ik verwacht dat we over een jaar of twee het punt hebben bereikt waarop het gebruik van 5G in de industrie normaal is.”