Interview mit Klaus-Dieter Tuchs und Sebastian Volk 5G für die voll vernetzte Fabrik der Zukunft

Herr Tuchs, Herr Volk, warum braucht man 5G für die Produktion?

Tuchs: Der 5G-Mobilfunkstandard ist leistungsfähig, flexibel nutzbar und schnell. Mit ihm erreichen wir schon jetzt Übertragungsraten bis zu einem Gigabit pro Sekunde, mit steigender Tendenz. Die Latenzen, also die Reaktionszeiten, werden künftig nur eine Tausendstelsekunde betragen, das ist etwa 150-mal schneller als ein menschlicher Wimpernschlag.

Da reden wir dann schon über drahtlose Echtzeit-Kommunikation, oder?

Volk: Damit sind wir in jedem Fall auf einem Niveau, das sich für das Industrial Internet of Things (IIoT) eignet, also für das Netzwerk der Zukunft, das eine nahtlose Kommunikation zwischen den Anlagen und Maschinen einerseits und den Menschen andererseits ermöglicht. Das IIoT ist eine Schlüsseltechnologie für die Smart Factory mit flexiblen Fertigungsprozessen und intelligenter Technologie, die auf Basis von Daten gesteuert wird.

Und was ist der Vorteil des privaten Netzes?

Tuchs: Der große Vorteil ist, dass nur wir allein seine Frequenz nutzen dürfen. Das ist auch der zentrale Unterschied zu WLAN – dessen Frequenzen sind öffentlich und können von jedem Smartphone auf dem Werksgelände gestört werden. In einem privaten 5G-Netz haben wir die volle Kontrolle über die Luftschnittstelle und sind in der Lage, Kapazitäten selbst zu priorisieren, was die Zuverlässigkeit um ein Vielfaches erhöht. Dazu ermöglicht es unterbrechungsfreie Übergänge zwischen den Funkzellen sowie eine sehr hohe Anzahl von Endgeräten pro Zelle. Falls lokale Probleme auftreten, können wir sie in kurzer Zeit selbst beheben. Im öffentlichen Mobilfunknetz wäre das nicht möglich.

Volk: Unser Pilotnetz arbeitet im Frequenzbereich von 3,7 bis 3,8 Gigahertz, hat also 100 Megahertz Bandbreite. Das ist genug, um es virtuell in Scheiben schneiden zu können, der Fachbegriff dafür heißt „Slicing“. Dadurch können wir verschiedenen Bereichen unterschiedliche Prioritäten zuteilen. Um ein Beispiel zu nennen: Im Krisenfall ist eine schnelle digitale Intervention wichtiger als die routinemäßige Abfrage der Wartungsaufgaben.

Für welche Anwendungen ist 5G besonders spannend, und welche erproben Sie im Pilotprojekt?

Volk: Ein wichtiges Anwendungsszenario ist das Aufspielen der Daten auf die Steuergeräte im Auto. Schon heute dauert es in der Serienfertigung etwa eine Stunde, bis alle Daten übertragen sind. Diese Herausforderung können wir mit den schnellen drahtlosen Downloads lösen, die uns das 5G-Netz ermöglicht. Mit 5G können wir mehr Daten in kürzerer Zeit übertragen. Zudem können wir größere Produktionsflächen abdecken. So kann das „digitale Betanken“ unserer Fahrzeuge zukünftig ortsunabhängig und flexibel stattfinden. Das spart Zeit in der Montage und reduziert Kosten.

Was bedeutet das 5G-Campusnetz für die hochflexible Fabrik der Zukunft?

Tuchs: 5G kann ein Treiber des Industrial Internet of Things sein, also einer komplett vernetzten Produktion. Deshalb legen wir großen Wert darauf, uns das notwendige Know-how frühzeitig und selbst zu erarbeiten. Tatsächlich hat das private 5G-Netz seine besonderen Stärken bei Anwendungen, die im Einsatz hohe Flexibilität erfordern. Es steuert und vernetzt beispielsweise Schrauber, Roboter oder fahrerlose Transportfahrzeuge (FTS). Heute besitzt jedes dieser FTS einen eigenen kleinen Computer, der seine Route berechnet. Über 5G können wir die Fahrzeuge oder Roboter zentral steuern. Wir erproben das derzeit auch in der Gläsernen Manufaktur Dresden.

Wie sieht der Zeitplan aus?

Volk: Wir werden die Lösungen, die wir heute erproben, systematisch in die Serie bringen. Dafür arbeiten wir eng mit den anderen Geschäftsbereichen im Unternehmen zusammen, vor allem mit der Technischen Entwicklung. Für das schnelle digitale Betanken beispielsweise müssen die Kollegen die entsprechende Hardware- und Softwarearchitektur im Auto installieren. Gleichzeitig müssen Schrauber und Transportfahrzeuge auf 5G-Technik umgestellt werden, was heute noch nicht der Fall ist. Erste Pilotanwendungen werden wir voraussichtlich ab 2023 erleben.

Tuchs: Die Einführung von 5G bedeutet nicht, dass wir alle Datenkabel kappen. Vielmehr ergänzt das neue Campusnetz unsere LAN-Netzwerke und die lokalen WLAN-Netze. Aktuell umfasst es die sogenannte Pilothalle und das Kompetenzzentrum für Technik und Innovation. Unser langfristiges Ziel ist es, mit dem Campusnetz große Bereiche des Werksgeländes in Wolfsburg abzudecken, und das hat immerhin 6,5 Quadratkilometer Fläche – mehr als 900 Fußballfelder. Weitere Werke sollen folgen.