Privates Mobilfunknetz für die smarte Produktion

In seinem Werk in Schwabmünchen nahe Augsburg zeigt der einstige Old-Economy-Platzhirsch Osram, wie die Produktion der Zukunft aussieht: Mobile Roboter bewegen sich autark durch das Produktionsgelände des Leuchtmittelherstellers und transportieren Rollen mit schwerem Spezial­draht zwischen einzelnen Arbeitsstationen. Das Werk für LED-Leuchten ist eine Art Vorzeigebetrieb für die zentrale Vernetzung der Produktion.

Das Besondere im Osram-Werk sind dabei allerdings nicht die Roboter, sondern es ist das moderne industrielle Campus-Netzwerk, das die autonomen Fahrzeuge steuert. Bei einem Campus-Netz, einem Campus Area Network (CAN), handelt es sich um ein eigenes Mobilfunknetz für ein abgegrenztes Gebiet und für spezielle Anwendungen, das einem Unternehmen exklusiv zur Verfügung steht. Ein Campus-Netz ist also ein werkseigenes Mobilfunknetz, das von außen nicht zugänglich ist.

In Schwabmünchen scannen die Transportroboter mit Hilfe diverser Sensoren und Kameras ihre Umgebung und senden die Daten per Mobilfunk an die Antennen des privaten Campus-Netzes im Werk. Ein eigenes Rechenzentren vor Ort, quasi eine kleine Cloud am Edge, verarbeitet die Daten in Echtzeit und steuert so die Roboter durch die Fabrikhallen.

Das moderne Werk von Osram ist nur ein Beispiel dafür, wie sich die Produktion in Zeiten von Digitalisierung und Industrie 4.0 in den kommenden Jahren verändern wird. Immer mehr Geräte und Produktionsanlagen werden vernetzt und über Campus-Netze gesteuert.

Nach Schätzungen des Telekommunikationsausrüsters Ericsson soll es 2022 weltweit rund
29 Milliarden vernetzte Geräte geben. Davon sollen rund 18 Milliarden dem Internet of Things zuzuordnen sein. Und: Rund 70 Prozent dieser IoT-Geräte sollen dann per Mobilfunk vernetzt sein, also per UMTS/3G, LTE/4G oder - wo bereits verfügbar - per 5G.

Klassische Vernetzungsmethoden wie WLAN reichen in vielen Fällen nicht mehr aus, um den Anforderungen einer modernen Produktion gerecht zu werden. Campus-Netzwerke schaffen Abhilfe. „Sie ermöglichen sowohl die Vernetzung von Mensch und Maschine als auch von Maschine zu Maschine in Echtzeit“, so Karsten Pradel, Di­rector B2B beim Mobilfunkbetreiber Telefónica Deutschland.

Aus seiner Sicht bergen diese privaten Mobilfunknetze insbesondere für das produzierende Gewerbe mit seinen zahlreichen Fabriken ein enormes Potenzial. Ferner würden sich Campus-Netze aber auch für Unternehmen mit Flächenausdehnung wie Schiffs- und Flughäfen eignen, genauso wie für landwirtschaftliche Betriebe und Universitäten.

Auf Basis des Mobilfunknetzes erlauben Campus Area Networks eine Vernetzung der Produktion, ohne dass hierfür zusätzliche Kabel auf dem Gelände verlegt werden müssen. Im Vergleich zu WLAN-Netzen, die ebenfalls ohne Kabel auskommen, ermöglichen Mobilfunklösungen jedoch geringere Latenzen, höhere Reichweiten und vor allem stabilere Verbindungen. Hierfür kommen eigene Frequenzbereiche und Quality-of-Service-Mechanismen zum Einsatz. Die Ausdehnung von Campus-Netzen ist üblicherweise auf bis zu rund zwei Kilometer begrenzt. Und - für viele Unternehmen besonders wichtig: Wenn die anfallenden Daten in Rechenzentren innerhalb des Unternehmensstandorts verarbeitet werden, dann verlassen die Daten das private Campus-Netzwerk nicht - somit ist der Verbleib der Daten­hoheit beim Unternehmen sichergestellt.