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15 Mai 2020
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Lesezeit: 8 minutes

Das 5G Netzwerk als der Schlüssel zum industriellen Internet der Dinge

Das industrielle Internet der Dinge verändert heute unsere Sicht auf das klassische Produktionskonzept. Die größten produzierenden Unternehmen sind bestrebt, nach technologischen Lösungen zu greifen, die die Effizienz von Produktionsprozessen optimieren und steigern. Mit der Entwicklung nachfolgender Technologien steigt das Interesse am Konzept von Industrie 4.0 und damit die Anzahl der angeschlossenen Geräte. Um die Nachfrage nach Infrastruktur mit ausreichender Kapazität und Geschwindigkeit zu befriedigen, musste auf die nächste Generation von 5G Netzwerke umgestellt werden. Wie wird sich 5G auf die Entwicklung der Fabriken der Zukunft auswirken und warum sind diese Schlüssel aus Sicht des Internet der Dinge? Sie werden alles aus dem Artikel lernen.

Was ist ein 5G Netzwerk?

Digital revolution due to the 5G network

5G ist die fünfte Generation von Mobilfunknetzen, die die derzeit verwendeten 4G LTE Netze ersetzen soll. Diese Technologie ist in fast allen Bereichen des modernen Lebens ein großer Fortschritt. Es wurde entwickelt, um das Problem der enormen Zunahme der Anzahl der täglich verwendeten Geräte zu lösen. Zusätzlich ermöglicht 5G eine schnellere Datenübertragung und verbessert den Betrieb des Internet der Dinge, an das Milliarden von Geräten angeschlossen sind. Der Einsatz der „fünften Generation“ in der Praxis schafft auch die Möglichkeit der zukünftigen Umsetzung weiterer Kommunikationsinnovationen.

Technisch besteht das Mobilfunknetz aus:

  • Radio Access Network (RAN) – besteht aus verschiedenen Geräten wie Türmen, Masten und Mobilfunksendern. Sie ermöglichen die Verbindung von Benutzern, Mobilgeräten und drahtlosen Netzwerken mit Kernnetzwerken
  • Core Netzwerk – ist ein Mittel zum Datenaustausch, das die Übertragung, Internetverbindungen und Sprachdienste verwaltet. Per Definition funktioniert das 5G Netzwerk besser mit Internet- und Telekommunikationslösungen, die auf Cloud Lösungen basieren. Ein weiteres Merkmal des neuen Standards ist die Serververteilung. Durch die Fragmentierung von Netzwerkservern können Verzögerungen verringert werden.

Das 5G Netzwerk implementiert höhere Reichweiten als derzeit verwendete Standards. Durch Erhöhen der Anzahl werden mehr Geräte und Benutzer unterstützt. Wenn veraltete Standards in Zukunft aus dem täglichen Gebrauch verschwinden, werden die von ihnen verwendeten Bereiche auch auf die neue 5G Technologie übertragen.

Digitale Revolution durch das 5G Netzwerk

Das 5G Netzwerk spielt eine wichtige Rolle in der digitalen Revolution der Welt um uns herum. Durch die Nutzung des Potenzials des neuen Standards können alle seine Funktionen genutzt werden.

Die Hauptvorteile von 5G Netzen sind:

  • Datenübertragungsgeschwindigkeit – Laut Orange Netzwerksendern beträgt sie derzeit 225 Mbit/s in 4G und in 5G Netzen bis zu 20 Gbit/s
  • Reduzierung der Verzögerungen bei der Datenübertragung – derzeit liegen die Durchschnittswerte für 4G in Polen zwischen 33 ms und 44 ms. Dank der Einführung neuer Technologien wird dieser Wert auf 3 bis 1 ms sinken.
  • Erhöhung der Verbindungsstabilität – die Übertragung ermöglicht das Daten Streaming auch in der Nähe zahlreicher mit dem Internet verbundener Geräte. Mit Hilfe von 5G können Geräte Daten senden und empfangen, selbst wenn die Dichte eine Million Geräte pro Quadratkilometer beträgt. Zum Vergleich: Der 4G Standard ermöglicht derzeit die Kommunikation von 100.000 Geräten pro Quadratkilometer.

Dank der Leistung dieser innovativen Technologie erweitert das Internet der Dinge (Eng. Internet of Things – IoT) seine Fähigkeiten.

Internet der Dinge und 5G Netzwerke

Das Internet der Dinge ist ein Konzept, bei dem Geräte über ein Netzwerk eine Verbindung zu Systemen oder anderen Geräten herstellen können. Sie kommunizieren normalerweise drahtlos, daher ist das enorme Potenzial von 5G hier entscheidend. In den meisten Fällen senden Geräte Daten an einen Server, wo sie gesammelt, analysiert und verarbeitet werden. Messwerte von Maschinen, die mit dem IoT Netzwerk verbunden sind, werden ohne Unterbrechung gesendet, weshalb das Internet der Dinge häufig mit Big Data verbunden ist. Die Grundlage des gesamten IoT ist eine schnelle und effiziente Kommunikation. Aus diesem Grund kann man mit einer soliden Basis, dem 5G Netzwerk, bessere und stabilere Apps erstellen.

Ein führender Trend im IoT ist die Verbindung immer intelligenterer Geräte mit dem Netzwerk – die Entwicklung der Smart Cars Branche, Smart Cities oder Digitale Revolution durch das 5G Netzwerkintelligenter Gebäude. Alle diese Bereiche basieren auf Konnektivität, und die aktuelle 4G Infrastruktur verfügt über eine begrenzte Bandbreite.  Diese Technologie kann heute nicht mehr mit den modernen Datenflussanforderungen Schritt halten, was zu Funktionsfehlern führen kann. Stellen Sie sich eine Situation vor, in der ein intelligentes Auto aufgrund einer überlasteten Verbindung nicht rechtzeitig Informationen über den Lichtwechsel von grün nach rot erhält. Eine Verzögerung des Informationsflusses verzögert die Reaktion und kann infolgedessen zu einer erheblichen Verkehrsüberlastung führen. Noch schwerwiegendere Bedrohungen können im Fall von IoT im Gesundheitswesen auftreten, wo die Zuverlässigkeit und Stabilität der Daten einen echten Einfluss auf das Leben und die Gesundheit der Menschen hat.

Verbundene Maschinen – das industrielle Internet der Dinge

Im industriellen Internet der Dinge kommunizieren hauptsächlich Maschinen aus Produktionslinien. Sie verfügen über Sensoren, die verschiedene Eigenschaften messen, z. B. die Temperatur eines bestimmten Geräts, die nach der Übertragung auf die Plattform überwacht und analysiert werden können. Dies beinhaltet eine große Menge von Messwerten, also Daten, für die die Übertragungsgeschwindigkeit absolut entscheidend ist. Die wichtigen Vorteile des 5G Netzwerks sind Geschwindigkeit und Stabilität, d. H. Faktoren, die sich direkt in einer signifikanten Leistungsoptimierung niederschlagen.

Ein Beispiel für eine vollständige Plattform, die alle Marktanforderungen im Bereich des industriellen Internet der Dinge erfüllt, ist ThingWorx. Es ermöglicht unter anderem Sehr schnelle Entwicklung und Implementierung vollständiger IoT Apps, dank derer wir auf einfache Weise eine Verbindung zwischen physischen Geräten und der App herstellen und das volle Potenzial des Internet der Dinge nutzen können.

Mit ThingWorx erstellte Apps sammeln und analysieren Daten, was sich in echten Gewinnen niederschlägt. Durch maschinelles Lernen und eine Verbundene Maschinen – das industrielle Internet der Dingeeingehende Analyse der von realen Geräten gesammelten Messwerte ist es sogar möglich, Ereignisse vorherzusagen. Dies hilft, Situationen wie übermäßigen Verschleiß der Maschine zu vermeiden, die Ausfallzeiten und Verluste verursachen, wenn sie ausfällt. Ein weiterer Vorteil der Plattform ist die Möglichkeit, Daten in Echtzeit zu überwachen, sodass Sie den Zustand der Maschine beobachten können, ohne darauf zugreifen zu müssen. Dies erleichtert dem Gerätebediener die Arbeit und verbessert den Informationsfluss über den Status ganzer Produktionslinien.

5G im Dienst von ThingWorx

Anwendungen, die auf der ThingWorx Plattform basieren, werden als erste von den Vorteilen des 5G-Netzwerks profitieren, da sie über Konnektivität mit echten IoT Geräten kommunizieren können. Durch die Verwendung dieser Technologie wird die Leistung der Plattform auf der Ebene der oben genannten Konnektivität erheblich gesteigert, wodurch die Kapazität der gestreamten Daten erhöht wird.

Die IoT-Plattform wird verwendet, um Daten aus verschiedenen Quellen zu aggregieren. Eine bessere Netzwerkbandbreite minimiert das Risiko, den Datenfluss und die Fernsteuerung zu blockieren. Dank 5G können wir auch intelligentere Produkte, Prozesse und Systeme miteinander verbinden.  Ein zusätzlicher Vorteil ist die Möglichkeit, die Reaktionszeit zu optimieren. Dies ist wichtig, wenn Sie Entscheidungen treffen, die auf zuverlässigen und daher immer aktuellen Daten beruhen müssen.

IoT arbeitet auch eng mit Augmented Reality (AR) zusammen, um die Teameffizienz zu verbessern, Prozesse zu vereinfachen und die Schulungszeit zu verkürzen. Dank des Einsatzes kombinierter Technologien können wir über die Ära von Mitarbeiter 4.0 sprechen – über eine Person, die die vom ersten Arbeitstag an anvertrauten Aufgaben effektiv und fehlerfrei ausführt. Diese Lösung wurde unter anderem von Vestas Konzern entschieden – dem größten Windkraftanlagenhersteller der Welt. Dank der Integration des Internet der Dinge in AR konnte ein berührungsloser Zugriff auf Arbeitsanweisungen geschaffen werden, der eine schnellere Schulung der Mitarbeiter im Bereich der Produktionsaufgaben ermöglichte. In diesem Artikel erfahren Sie mehr über die vollständige Implementierung der kontaktlosen Lösung und all ihre Vorteile und Details.

Das 5G Netzwerk bietet großartige Möglichkeiten für die IoT Entwicklung. Sowohl die ThingWorx Plattform als auch die damit entwickelten Apps können effizienter arbeiten, wodurch die generierten Kosten direkt reduziert werden. Anwendungen, die mit ThingWorx in Kombination mit der Geschwindigkeit der Datenübertragung durch die 5G Technologie implementiert werden, sind eine Garantie für ein effizientes System, das Gewinn im Geschäft bringt.

Schließen Sie sich der digitalen Revolution im Internet der Dinge an

Mit der Entwicklung der Welt verändert sich auch die Kommunikationsinfrastruktur. Die neue 5G Technologie eröffnet neue Möglichkeiten, die für die Entwicklung von Industrie 4.0 im gegenwärtigen Zeitalter der digitalen Transformation von entscheidender Bedeutung sind.  Dies ist ein perfekter Moment, um über die Entwicklung des Unternehmens nachzudenken und die Gelegenheit zu nutzen, um die Produktionsprozesse zu verbessern.

Um Ihre eigenen IT Ressourcen nicht zu missbrauchen, sollten Sie die Dienste eines Implementierungsunternehmens in Anspruch nehmen, das auf die Erstellung von Apps für Industrie 4.0 mithilfe der IoT Plattform spezialisiert ist, wie z. B. ThingWorx. Wenn Sie einen Geschäftspartner suchen, der Ihr Konzept umsetzt oder Ihr erstes IoT Projekt starten möchte, kontaktieren Sie uns!  Wir haben Erfahrung in diesem Bereich und unsere Implementierungen haben bereits vielen Unternehmen geholfen, die Produktionskosten zu optimieren und die Effizienz bestehender Ressourcen zu steigern.

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