Im Internet der Dinge generieren Geräte Informationen, die nach einer schnellen Analyse verlangen. Das erfordert hohe Übertragungsraten, niedrige Latenzen und eine Datenverarbeitung vor Ort. Der IT-Dienstleister NTT Ltd. erklärt, warum 5G und Edge dafür besonders gut passen.
Im Internet der Dinge verbessern vernetzen Unternehmen Maschine und Werkzeuge und erhöhen dadurch die Transparenz und die Effizienz im Betrieb. Die Grundlage für die Optimierung der Produktion, die Verbesserung der Lieferqualität, die Implementierung von Systemen zur vorausschauenden Wartung oder auch die Automatisierung der Lieferkette sind die riesigen Datenmengen, welche die Geräte im Internet der Dinge generieren.
Um diese Daten in Echtzeit zu sammeln und zu verarbeiten, braucht es die Kombination von 5G-Mobilfunk und Edge Computing, also die Datenverarbeitung am Netzwerkrand. Edge Computing hebt die Einschränkungen und zeitlichen Verzögerungen zentralisierter Systeme auf. Erst mit Latenzzeiten im Bereich von wenigen Millisekunden lassen sich Roboter sicher kontrollieren und die Zusammenarbeit von Maschinen exakt steuern. Ihre Stärken spielen 5G und Edge Computing in ganz unterschiedlichen Bereichen aus, wie die folgenden drei Beispiele zeigen:
- Wachsames Auge auf Unregelmäßigkeiten
Eine Paradedisziplin für 5G-Mobilfunk und Edge Computing ist das Monitoring von kritischen Bereichen: Dazu gehören neben den Sensoren für Temperatur, Feuchtigkeit, Druck, Spannung sowie für den Zustand von Reglern und Steuerventilen auch Audio-, Video- oder Lidar-Systeme, die sehr hohe Datenmengen liefern, die in Echtzeit ausgewertet werden müssen. Mit Hilfe von Hochgeschwindigkeitskameras und Software auf Basis von künstlicher Intelligenz lassen sich Unregelmäßigkeiten auf dem Fertigungsband erkennen, die für das menschliche Auge nicht mehr wahrnehmbar sind. Die Datenverarbeitung direkt vor Ort sorgt dafür, dass keine unnötigen Latenzen entstehen. Ansonsten wären schadhafte Produkte bereits auf dem Band weitergewandert, bevor ein Roboter-Arm zugreift und das entsprechende Teil ausmustert. Stehen nur Millisekunden für eine Entscheidung zur Verfügung, ist der Zeitverlust durch den Datentransport und die Verarbeitung in der Cloud zu groß.
- Schutz sensibler Informationen
Grundsätzlich können Daten am Netzwerkrand ein Problem für die Sicherheit darstellen. Das gilt 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, individuelle Maßnahmen optimal gegen Angriffe geschützt werden. Werden die sensiblen Daten zudem gleich auf dem Gelände verarbeitet und wandern nicht in die Cloud, haben Unternehmen einen sehr hohen Schutz gegen Cyberkriminelle und Risiken jeder Art. Firmengeheimnisse geraten dabei nicht in Gefahr.
- Puffer für unerwartete Ereignisse
Klassische Roboter-Aufgaben wie etwa das Ansteuern 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 sorgen für Stabilität in der Produktion. Die Sicherstellung eines durchgängigen Betriebs durch die Kombination von Cloud und ergänzender Edge-Lösung 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“, erklärt Marcus Giehrl, Practice Director Innovations and Smart Technologies bei NTT Ltd. „Möglich sind genaue Vorhersagen für Anlagenausfälle, eine hohe Fertigungseffizienz und -sicherheit, geringe Ausfallzeiten, niedrige Kosten, ein geringer Wartungsbedarf und Produkte mit hoher Qualität.“ Der Schritt von der Labor- in die Produktionsumgebung benötige ein stabiles Betriebsmodell. Deshalb sei eine ganzheitliche Analyse entlang der Möglichkeiten von 5G in Kombination mit Edge Computing nötig, um individuelle, rentable Einsatzbereiche für das Unternehmen zu identifizieren. „Ausgehend von einem wirtschaftlich sinnvollen Anwendungsfall sollten die Verantwortlichen auch den Punkt Nachhaltigkeit nicht aus dem Auge verlieren“, rät Giehrl. „Wird etwa bei der Chip- oder Monitorherstellung durch den Einsatz intelligenter Lösungen die Ausschussquote reduziert, profitiert die Umwelt, weil weniger Rohstoffe verloren gehen.“ Jürgen Frisch
