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Projekt ‚Tacnet 4.0‘: Echtzeitvernetzung mit 5G

14 deutsche Unternehmen und Organisationen haben sich im Projekt ‚Tacnet 4.0 - Tactile Internet‘ zusammengeschlossen. Gemeinsam wollen sie ein einheitliches System für die industrielle Kommunikation in Echtzeit entwickelt – auf Basis der 5G-Mobilfunktechnologie.

Infineon ist der 5G Automotive Association beigetreten. Bildquelle: © Sashkin / Shutterstock

Mit ‚5G‘ startet im Jahr 2020 die 5. Generation mobiler Kommunikationsnetze.

Prof. Hans Dieter Schotten vom DFKI Bildquelle: © DFKI

Prof. Dr.-Ing. Hans Schotten (DFKI), Koordinator von Tacnet 4.0: “Durch innovative 5G Technologien können anspruchsvolle und bisher nicht realisierbare Szenarien in der Prozess- und Fertigungsautomatisierung unterstützt werden.”

Das zukünftige 5G-Netz soll sehr hohe Datenraten erlauben und ein sogenanntes „taktiles Internet“ sein – also über Reaktionszeiten verfügen, die mit unter einer Millisekunde für den Menschen nicht mehr wahrnehmbar sind. Das Problem: Die für Industrie 4.0 notwendige höchste Zuverlässigkeit und eine Kommunikation in Echtzeit wird in der ersten Phase noch nicht Ende-zu-Ende unterstützt. Das Projekt ‚Tacnet 4.0‘ soll deshalb innerhalb des BMBF-Förderprogramms ‚5G: Taktiles Internet‘ die hierfür benötigten Konzepte und Algorithmen entwickeln und damit die Voraussetzungen für viele Industrie 4.0-Anwendungen schaffen, wie etwa die direkte Interaktion zwischen Mensch und Maschine oder die drahtlose Prozesssteuerung.

Minimale Latenz als Basis

Einer der wichtigsten Aspekte von Tacnet 4.0: Die lokale und standortübergreifende sichere Übertragung von Daten mit minimaler Verzögerung. „Ein solches Szenario ermöglicht zum Beispiel die Fernsteuerung von mobilen Maschinen oder Robotern, die in gefährlichen Arbeitsumgebungen im Einsatz sind oder die Bedienung durch lokal nicht verfügbares Fachpersonal erfordern. Hierzu werden im Projekt auch neue Ansätze, wie Big Data-Analytics, Edge-Cloud-unterstützte Echtzeitsteuerung und Ferndienste, untersucht“, erläutert Prof. Dr.-Ing. Hans Schotten, Leiter des Forschungsbereichs Intelligente Netze am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kaiserslautern und Koordinator von Tacnet 4.0. Dr. Peter Rost, Nokia Bell Labs, ergänzt: „Niemand entwickelt die Anwendungsszenarien von morgen alleine. Es braucht eine übergreifende Zusammenarbeit unterschiedlicher Branchen. Wir freuen uns, dass wir zusammen mit den Partnern in Tacnet 4.0 die Entwicklung des taktilen Internets vorantreiben können.“

Die besondere Herausforderung ist es laut DFKI, künftige 5G-Netze und andere gängige sowie neuartige industrielle Kommunikationsnetze zu integrieren, um die unterschiedlichsten industriellen Anwendungen zu unterstützen, etwa die Einbindung von Feldbussystemen. Das Projekt setzt dabei auf offene Schnittstellen, sodass die Netzwerkfunktionen zum Beispiel durch Apps erweitert werden können. Weiterhin wird erstmals versucht, das Mobilfunknetz zur Weitbereichsabdeckung zu nutzen, statt wie bisher nur lokale drahtlose Sensornetze oder WLAN.