Connectivity - Der Weg zur Fabrik der Zukunft

Connectivity bietet die Chance für den Aufbau völlig neuer Geschäftsmodelle. Dies führt uns immer mehr in Richtung Fabrik der Zukunft. Falk Schröder, Managing Partner bei Detecon International GmbH, nimmt uns im gemeinsamen Interview mit auf eine Reise zu den Möglichkeiten von Heute und Morgen.

Detecon: Die Anforderung nach Connectivity taucht heute überall auf. Über was sprechen wir hier genau?

Falk Schröder: Konnektivität zu gewährleisten heißt zunächst einmal nichts anderes als die Sicherstellung der Verbindung. Hierfür gibt es unterschiedliche Technologien: 2G konnte ausschließlich Sprache übermitteln, mit 3G kam die Datenübertragung. Eine unproblematische und schnelle Datenübertragung garantierte dann aber erst LTE.

Die heutigen Anforderungen setzen noch höhere Datenmengen sowie Qualitätsanforderungen voraus, da n.a. Maschinen über ein Netz miteinander kommunizieren und Entscheidungen treffen. Kommt Künstliche Intelligenz oder das Machine-Learning mit ins Spiel, ist interaktive Konnektivität geschaffen. 5G verspricht, all diese Netzanforderungen auf einem Netz zu vereinheitlichen und je nach Anwendungsfall individuell und zielgerichtet zu optimieren.

Auf der Basis von Konnektivität werden also Informationen unterschiedlichster Art und Weise zusammengeführt, in Verbindung gebracht und ausgewertet, um Entscheidungen treffen zu können. So kommuniziert das autonom-fahrende Fahrzeug mit anderen Fahrzeugen und erhält Informationen zu Geschwindigkeitsveränderungen sowie Informationen aus der Kameraübertragung, die das Fahrzeug mit sich führt. Über die Verbindung all dieser Informationen entsteht eine Datenlage, auf deren Basis das Fahrzeug Entscheidungen treffen kann, um sicher ans Ziel zu kommen.

5G deckt also viele unterschiedliche Anforderungen auf einem Netz. Doch muss es immer 5G sein oder genügen auch andere Technologien?

Konnektivität bedeutet nicht gleich 5G. Ob 5G benötigt wird, hängt ganz allein von den Anwendungsfällen und den daraus abzuleitenden Anforderungen ab.

Bei der Auswahl der passenden Konnektivitätslösung geht es nicht darum, die neueste Technologie zu verwenden, sondern diejenige Technologie auszuwählen, die ausreicht, um die jeweiligen individuellen Anforderungen und Bedarfe zu decken. Dazu muss man die Auswirkungen jeder Anforderung verstehen, beachten und mit der Technologie in Deckung bringen.

5G bietet im Unterschied zu anderen Technologien die Zusammenarbeit mit SIM-Karten. Dies hat den Vorteil, dass allein nur mit einer SIM-Karte versehene Bauteile auf das System zugreifen können. Somit ist sichergestellt, dass nicht jeder auf das System zugreifen kann, wie das bei Wi-Fi oder WLAN der Fall ist. Allerdings ist auch mit 5G eine Vermeidung zur Überlastung des Systems nicht vollständig garantiert.

Weitere Unterschiede liegen zum Beispiel in der Mobilitätsanforderung. Letztlich entscheidet der dahinterliegende Use-Case und die zukünftige Ausrichtung über das zu nutzende System.

Wann ist denn ein 5G-Netz sinnvoll?

In einem 5G-Netz können Millionen von Diensten und Dingen gleichzeitig vernetzt und gesichert übertragen werden. Der Mehrwert für den Umbau zu einem 5G-Netz rechtfertigt sich immer dann, wenn viele unterschiedliche Prozesse erst mit dieser neuen Technologie zugelassen werden. Im Rahmen eines Proof-of-Concept wird der Mehrwert eines 5G Netzes geprüft, um dann zu entscheiden, ob der Umbau des Netzes nützlich ist oder ein Wi-Fi 6-Netz ausreicht. Wenn die Basistechnologie geändert werden soll, muss man sich darauf verlassen können, dass ein reibungsloser Ablauf sichergestellt wird. Ein unmöglicher Zustand wäre es, wenn ein 5G-Netz plötzlich für drei Tage aussetzt. Deshalb ist die Sicherung von Datenmengen eine besonders wichtige Anforderung. Damit Informationen extrem zeitnah geliefert werden, darf eine bestimmte Latenz nicht überschritten werden. Wie viel Latenz ein Unternehmen für die Realisierung seiner Prozesse benötigt, kann über Hochrechnungen orientiert an den Anwendungsfällen errechnet werden. Wir bieten dazu den 5G Health Check an, um die erforderliche Bandbreite zu ermitteln.

Im Kontext der 5G-Diskussion fällt immer das Stichwort Campusnetz. Was ist das genau?

Ein Campusnetz ist letztlich nichts anderes, als ein Netz in einem gesicherten Umfeld. Es befindet sich auf einem privaten Gelände und unterliegt nicht den regulatorischen Anforderungen des Staates. Da die meisten Unternehmen große Skepsis gegenüber Mobilfunkanbietern zeigen und sich nicht von ihnen abhängig machen wollen, werden immer mehr lokale 5G basierte Netze für Campus-Inhaber dediziert bereitgestellt. Die „Industrielösung“ in Deutschland bietet Ihnen an, eigene Frequenzen zu beantragen oder selber aufzubauen, um Abhängigkeit zu vermeiden.

Konnektivitätslösungen leben vor allem durch Partnerschaften. Welche Partnerschaften machen aus Ihrer Sicht Sinn, um Konnektivität optimal im Unternehmen zu etablieren?

Zunächst muss die Basis für die Konnektivität auf einem bestimmten Gebiet etabliert werden. Das Netz kann von dem Unternehmen selbst gebaut oder von einem Anbieter bereitgestellt werden. Als nächstes wird eine Verbindung zu einem lokal vorhandenen Cloud-System benötigt, was im Mobilfunk „Edge“ genannt wird. Eine Cloud ist nichts anderes als ein großes leeres Datencenter, das bestimmte Anforderungen wie Schnelligkeit, bestimmte Prüfsatzzeiten und andere, zu erfüllen hat. Dieses Cloud-System wird oftmals von einem Partner bereitgestellt. Damit dieses Datencenter befüllt wird, bedarf es die Applikationshersteller als weitere Partner, die ihre Applikation auf dieser Umgebung zur Nutzung ablegen. Alles zusammen muss Ende-zu-Ende zusammenspielen. Da die vielen Anforderungen von ganz vielen unterschiedlichen Partnern angeboten werden, wird hier ein Partnerkonzept und somit ein Ökosystem aufgebaut. Partnerschaft heißt hierbei allerdings, dass man Teillieferant ist. Damit ein Ökosystem einwandfrei funktioniert, liegt der Fokus auf dem Gesamtwohl mit individuellen Vorteilen. Weiterhin ist wichtig, dass sich aus dem Ökosystem für alle Partnerschaften ein Vorteil ergibt. Hierzu bedarf es ein besonderes Vertrauen, dass wir uns erst erlernen müssen und welches sich aufzubauen hat, sowie letztlich vertraglich abgesichert wird.

Kann es denn auch zu Einschränkungen der Kapazität kommen? Wo liegen derzeit die Grenzen der Konnektivität?

Theoretisch sind die Grenzen sehr dehnbar, praktisch liegt es an der Investition. Es kommt also auf die Auslastung der Anforderungen an. Das 5G-Netz bietet natürlich den Vorteil, dass mehrere Anwendungen im selben Netz bereitgestellt werden können.
Zu Kapazitätseinschränkungen kann es insbesondere bei den Cloud-Systemen kommen. Ein kleines Cloud-System umfasst eben nur eine begrenzte Kapazität, sodass auch nur eine limitierte Anzahl an Services auf das System passt. Doch auch wenn die Kapazität des einen Systems ausgelastet ist, besteht problemlos die Möglichkeit, ein oder mehrere Cloud-Systeme parallel zu setzen. Somit wird die Kapazität erweitert.

Problematisch wird es, wenn eine Halle über Antennen nur schwach ausgeleuchtet ist, die Anforderungen und damit der Bedarf nach mehr Latenz aber gestiegen sind. Um eine höhere Bandbreite zu erreichen, müsste jede Antenne mit einem FFTH-Anschluss versorgt und so ein Treibernetz geschaffen werden. Soll dies auf einem Campus, wo bereits die Produktion läuft, installiert werden, erfordert es eine besondere Verlegung der Kabel. Dies kann zu zusätzlichen Aufwand und somit zu höheren Kosten führen.

Aus diesem Grund ist es immer vorteilhaft, visionär zu planen und zu handeln. Dabei gilt es wieder die gewünschten und ggf. erhofften Use-Cases zu berücksichtigen.

Stichwort Fabrik der Zukunft. In Ihrem gleichnamigen Opinion Paper kritisieren Sie, dass die Bereiche Informationstechnologie (IT), operative Technologie (OP) und Engineering-Technologie heute noch oft noch als Silos agieren. Inwiefern tragen die drei Bereiche zu einer erhöhten Produktivität bei, sobald sie miteinander verbunden sind?

Die IT agiert als Backend jeder Firma und stellt klassische IT-Verbindungen, die oft LAN- oder WAN-basiert sind, zur Verfügung, um die Verbindung von Servern sicherzustellen. Die operative Technologie unterstützt die betrieblichen Abläufe innerhalb einer Organisation, optimiert also Prozesse mit Hilfe der entsprechenden Technologie.

Heute sind viele Maschinenparks mit WLAN ausgebaut, sodass die Maschinen über den WLAN-Standard kommunizieren. Die zwei Bereiche – Informationstechnologie (IT) und Operative Technologie (OT) – gehen hier also ineinander über.

Die Engineering-Technologie erarbeitet dediziert neue Services, um ein Produkt zu bauen.

Folgendes Beispiel kann zum besseren Verständnis helfen:

Eine Fahrzeugtür kommuniziert über Funk (IT) mit einer Maschine. In der Fahrzeugtür ist ein Chip implementiert, der Informationen über die Lackverarbeitung der Tür trägt. So soll beispielsweise die Fläche eine andere Lackfarbe erhalten als der Griff. In der Kommunikation zwischen Chip und Maschine nimmt die Maschine diese Anforderung auf, bereitet den Lackiervorgang entsprechend vor und lackiert die Fahrzeugtür (OP). Die Engineering-Technologie ist dafür zuständig, ein neues Spritzverfahren für die Lackierung zu entwickeln.
In der Fabrik der Zukunft wird angestrebt, dass solch ein Vorgang tatsächlich realisiert wird. Sobald die drei Bereiche – Informationstechnologie, Operative Technologie und Engineering-Technologie – miteinander verbunden sind, sind völlig neue effiziente Prozesse möglich.

Auf welche Branchen trifft die „Fabrik der Zukunft“ zu?

Hinter dem Stichwort „Fabrik der Zukunft“ steckt der Um- und Aufbau von Systemen. Das gilt insbesondere für den Bereich Manufacturing, aber zum Beispiel auch für den Logistikbereich. Diese Branchen kommen mit unterschiedlichen Diensten auf Flug- und Seehäfen zusammen. Sie stellen individuelle Anforderungen, die eine Konnektivitätslösung notwendig machen, um diese auch flexibel und adaptiv zu erfüllen. Ein Beispiel: Ein Flughafen baut ein 5G-Netz. Eine Fluggesellschaft, die am Flughafen ansässig ist, möchte dies nutzen und teilt mit, dass es 5G für den Download der Daten nach jedem Flug nutzen möchte. Heute wird der Download der Daten, die Terrabytes umfassen, teilweise mit einem dicken Kabel, das manuell von einem Facharbeiter an das Flugzeug angeschlossen wird, heruntergeladen. Oft dauert der Download lange, sodass wertvolle Zeit verloren geht, da beispielsweise das Be- und Entladen währenddessen bereits abgeschlossen ist. Ein schneller Download in der Fahrzeit zwischen Landung und Andocken am Finger über 5G und der Verfügbarkeit des Service auf einer dahinterliegenden lokalen Cloud würde also eine Zeit- und somit auch Geldersparnis einbringen. Die Konnektivität kann dann wie ein VPN auf dem 5G-Netz bereitgestellt werden, der Service ist auf einer dahinterliegenden lokalen Cloud verfügbar.

Gibt es denn Vorreiter, die diese Form der „Fabrik der Zukunft“ bereits umgesetzt haben?

In China gibt es erste Flughäfen, die mit 5G vollausgestattet sind. Dem Passagier wird über eine installierte App und einen Knopf im Ohr die direkte Kommunikation angeboten. Sollte sich der Passagier verlaufen, flüstert der Flughafen ihm ins Ohr, in welche Richtung er laufen muss, um rechtzeitig am Check-In zu sein. Weitere Dienste wären beispielsweise die Wegweisung zu einem bestimmten Produkt am Flughafen oder die Ermittlung der Koffer über die App. Allerdings muss der Passagier beim Einchecken zugestimmt haben, dass der Flughafen seine biometrischen Daten verwenden darf, um den Passagier über die Kameras zu beobachten.

Deutschland beginnt mit den ersten Umsetzungen, allerdings befindet man sich hier noch in einer sehr frühen Phase.

Herr Schröder, vielen Dank für das aufschlussreiche Interview!

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