Mobilfunkstandard

Neuer Funkstandard HiFlecs für die Industrie soll 5G ergänzen

Forscher arbeiten an einem neuen Mobilfunkstandard, der 5G ergänzen soll. Vorteil von HiFlecs: Unternehmen sollen damit private Netze aufbauen können. Die Daten bleiben im Unternehmen, Gebühren für externe Provider fallen nicht an.

Schaut man sich in der industriellen Automatisierung um, so fehlt es an einem einheitlichen Funkstandard für die zuverlässige Kommunikation zwischen Maschinen in Echtzeit. Ansätze, solch einen Standard in der Industrie zu etablieren, gibt es bereits. So haben Vertreter aus Industrie und Forschung mit HiFlecs die Grundlagen für die Funktechnik erarbeitet.

Ein Konsortium unter Leitung des Technologie-Zentrums Informatik und Informationstechnik (TZI) der Universität Bremen hat jetzt im Rahmen des Projekts „HiFlecs“ die Grundlagen entwickelt. HiFlecs steht für „Hochperformante, sichere Funktechnologien und deren Systemintegration in zukünftige industrielle Closed-Loop-Automatisierungslösungen“.

Viele Geräte gleichzeitig vernetzt

Mit herkömmlichen Funktechnologien sind die künftig benötigten Geschwindigkeiten in automatisierten Herstellungsverfahren und vor allem die erforderlichen extrem kurzen Latenzen kaum zu erreichen. „Die Verzögerungszeiten bei der Signalübertragung zur Steuerung von Produktionsprozessen müssen unter einer Millisekunde liegen“, erläutert „HiFlecs“-Projektleiter Prof. Armin Dekorsy von der TZI-Arbeitsgruppe Elektrotechnik/Nachrichtentechnik. „Zum Vergleich: Der aktuelle Mobilfunkstandard LTE bietet rund zehn Millisekunden, ist also viel zu langsam.“

Neben Geschwindigkeit und möglichst geringen Latenzen zählt außerdem noch, dass möglichst viele Geräte gleichzeitig angebunden werden können und kommunizieren können. Denn in modernen Fabriken sind oft Tausende von Sensoren, Aktoren sowie Steuer- und Regelungseinheiten aktiv. Mit der Datenflut, die diese Vielzahl an Geräten gleichzeitig generiert, sind herkömmliche Funknetze überfordert.

Entwickelt werden nicht nur Technologien, um Daten schnell zu übertragen, sondern auch das notwendige Ressourcen- und Netzwerkmanagement. HiFlecs hilft dabei, die Informationen zu priorisieren und gezielt zu verteilen. „Wir mussten die Netze ganz anders designen“, erklärt Dekorsy. „Die Abstimmung der Maschinen untereinander musste mit weniger Signalisierung möglich werden, um Bandbreite zu sparen."

Datenhoheit bleibt im Unternehmen

Der Mobilfunkstandard 5G soll dabei ergänzt werden, um speziellen Anforderungen der Industrie gerecht zu werden. 5G erlaubt ebenfalls eine schnellere, zuverlässigere Kommunikation, wird aber von Netzbetreibern zur Verfügung gestellt. Hier liegt der wesentliche Unterschied zu HiFlecs: Unternehmen können private Netze einrichten, sodass sie die Hoheit über ihre Daten behalten und möglicherweise Kosten sparen, da sie keine Daten über die Verbindungen externer Mobilfunkprovider transportieren müssen. Auch für die Einführung neuer, datenbasierter Geschäftsmodelle kann es sinnvoll sein, die Kommunikation selbst in der Hand zu behalten.

Die Ergebnisse des Projekts wurden in einer Verpackungsmaschine eines weltweit tätigen Herstellers prototypisch umgesetzt. Bis jetzt benötigte die Maschine zur Steuerung ihrer Transportmodule zahlreiche Kabel. HiFlecs erlaubt die Umstellung auf Funk, sodass die Kosten sinken und das Gewicht reduziert wird. Gleichzeitig wird die Installation erleichtert.

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