Die Pandemie hat gezeigt und uns allen ins Bewusstsein gerufen, wie sinnvoll es ist, einfache Tätigkeiten zu automatisieren, Maschinen und Abläufe miteinander zu vernetzen und den Menschen bei der Digitalisierung mitzunehmen. Der Mobilfunkstandard 5G bietet jetzt die Chance, die Zusammenarbeit von Robotern und Menschen noch sicherer zu machen und weiter zu verbessern. In anderen Worten: 5G hat das Potenzial, die Smart Factory auf ein neues Level zu heben.
Die Roboter-Mensch-Kollaboration in der Industrie entwickelt sich rasant weiter. Leichtbauroboter, Cobots oder fahrerlose Transportsysteme (Automated Guided Vehicle (AGV) Evolution mit 5G in der Smart Factory) sind der Schlüssel zu einer höheren Produktionseffizienz. Als flexible und rekonfigurierbare Module ermöglichen sie es, schnell auf sich ständig ändernde Logistik-, Bearbeitungs- und Endmontagespezifikationen zu reagieren. Sie haben relativ geringe Anschaffungskosten, sind leicht skalierbar und auch für kleinere Unternehmen effizient. Daher werden sie immer häufiger eingesetzt, um den steigenden Anforderungen eines dynamischen und produktgetriebenen Marktes technisch gerecht zu werden.
Die wesentlichen Vorteile von 5G
Je enger die Kollaboration zwischen Roboter und Mensch, desto wichtiger ist es, Risiken bei der Ausführung kritischer Aufgaben zu minimieren. Eine sichere, zuverlässige und dynamische Konnektivität ist dabei unabdingbar (Lesen Sie auch "5G als zentraler Enabler für Lösungen im Bereich Internet of Things").
5G-Netzwerke können die nötige Sicherheit und gleichzeitig Schnelligkeit bieten. Sie zeichnen sich unter anderem durch eine besonders niedrige Latenz aus und ermöglichen damit eine Echtzeit-Ansteuerung der Roboter sowie ihrer Werkzeuge und Sensoren über Funk. Außerdem lassen sich über 5G sehr viel mehr Maschinen anbinden als beispielsweise über Wifi6. Die folgende Tabelle zeigt die wesentlichen Vorteile:
Wie die Echtzeit-Kommunikation zwischen Robotern die Sicherheit und Produktivität erhöhen kann, verdeutlicht ein einfaches Beispiel: Ein fahrerloses Transportsystem (AGV) steht an einer Ecke und sieht nicht, ob der Weg für frei ist – ein anderes System liefert ihm diese Information ohne Verzögerung, sodass das AGV in schnellem Tempo weiterfahren kann. Höhere Geschwindigkeiten bei gleicher Anzahl von AGVs erhöhen die Produktivität und spart Kosten.
5G als Game Changer
In einer Smart Factory können sich Dutzende von Produktionszellen mit Maschinen befinden, die dynamisch Ressourcen vom Netzwerk anfordern. Dabei benötigen sie unterschiedliche Latenzzeiten, und es sind verschieden große Datenmengen zu übertragen. Zudem ist unter Umständen eine redundante Übermittlung erforderlich. 5G-Netzwerke können all dies leisten. Sie lassen sich für jede einzelne Maschine flexibel auf eine niedrige Latenzzeit oder eine hohe Datenmenge optimieren. So werden die jeweiligen Performance Levels und Sicherheitskategorien erfüllt. [Pos_Functional_safety_1003920-DE-04.pdf (pilz.com)]
Da über 5G Services einfach in die Cloud ausgelagert werden können, ist die Visualisierung der Vorgänge vor Ort über ein Dashboard besonders einfach.
5G ist somit für alle Branchen interessant, die Roboter zur Automatisierung ihrer Prozesse einsetzen – von der Fertigung über Lackieranlagen bis hin zur Medizintechnik. Die größten Kostenvorteile ergeben sich in Kombination mit einer Cloud. Relevante Daten, die von den unterschiedlichsten (IoT) Devices aus dem 5G Netz zusammenfließen, können in der Cloud ausgewertet und gesammelt werden. In Applikationen werden diese dann anwendungsbezogen verwendet. Alle Applikationen greifen auf die aktuellen Daten der Devices aus dem 5G Netzwerk in einem Data Pool zu. Aus diesem Data Pool können auch weitere Anwendungsfälle konfiguriert werden.
Die Möglichkeiten, die 5G mit den Geschwindigkeiten und übertragbaren Datenmengen bietet, sind vielschichtig. Sie können von AR, wie unsere videounterstützte Remote-Collaboration-Plattform MaEVA, bis zu dem Vernetzen von Sensoren, Maschinen, Robotern und Anlagen reichen.
Diese Vernetzung kann dazu beitragen, dass auch die Interaktionen mit dem Menschen sicherer werden.
Über diesen Autor
Marcus Timmermann
Executive Consultant
Marcus Timmermann ist Executive Consultant Industrial Cloud bei CGI Deutschland. Er besitzt mehr als 20 Jahre Erfahrung in Entwicklungsprojekten im produzierenden Gewerbe. Im Zuge einer strategischen Neuausrichtung hatte Herr Timmermann die Aufgabe die neue Geschäftseinheit Robotics aufzubauen. Diese Geschäftseinheit hat als Systemintegrator und Ansprechpartner ...
