Besonders kleine und mittelständische Unternehmen stehen im Bezug auf Industrie 4.0 und Digitalisierung vor großen Herausforderungen. Neben ihrem Kernwissen ist nun auch Expertise in Information- und Kommunikationstechnologie (IKT) notwendig. Ein 5G-Forschungsprojekt unter Leitung der Hochschule Aalen bereitet den Weg für flexible Produktion in KMU. Ziel ist es, durch einfach einsetzbare Vernetzungs- und Ortungstechnik eine flexible Produktion zu ermöglichen und die Intralogistik zu optimieren. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie mit vier Millionen Euro gefördert.

Mit Inselnetzen Produktionen optimieren

Das Projektkonsortium bilden die Firmen Awesome Technologie Innovationslabor, Blackned, Carl Zeiss Automated Inspection, Joyson PlasTec und Varta Microbatteries sowie die Technische Universität Ilmenau und die Hochschule Aalen. Im Projekt ‚Offene und flexible Industrie-Vernetzung mit 5G-Small-Cell-Zentrale: Adaptive Produktion und Intra-Logistik in KMU (5G++ FlexiCell)‘ soll der Einsatz kleiner, mobiler Funkzellen, den sogenannten ‚Small-Cells‘, als Inselnetz erforscht werden, die es außerdem ermöglichen, Gegenstände und Güter zu orten. Inselnetze sind Campus-Netzwerke, die autark und ohne eine Internet-Verbindung zu Mobilfunkanbietern funktionieren können. Weil für verschiedene Anwendungen aber auch verschiedene Kommunikations- und Ortungstechnologien eingesetzt werden, sollen Small-Cells auch diese integrieren. »Das gibt Unternehmen die Freiheit, in einer stark veränderten Zeit sich nicht auf eine Informations- und Kommunikationstechnologie festlegen zu müssen, sondern auch in Zukunft flexibel vernetzt zu bleiben«, so Prof. Dr. Stephan Ludwig, der seine Expertise im Betrieb industrieller 5G-Netze einbringt. »Die Lösung soll einfach und ohne tiefes Spezialwissen zu bedienen sein«, ergänzt Prof. Dr. Doris Aschenbrenner, die mit Ludwig zusammen das Projekt an der Hochschule Aalen leitet.

5G als ‚Enabling Technology‘

Um Kosten zu senken und damit Arbeitsplätze in Deutschland zu sichern, investieren viele produzierende Unternehmen in die Digitalisierung ihrer Fertigung. Insbesondere KMU stehen dabei vor der Herausforderung, ihre Produktion bei oft kleinen Stückzahlen und großer Produktvielfalt schnell, flexibel und automatisiert umzugestalten. Eine Voraussetzung dafür ist eine effiziente und flexible Vernetzung. Große Wellen schlägt dabei aktuell die Mobilfunktechnologie 5G, weil sich damit erstmals zuverlässig und reaktionsschnell Steuerbefehle über Funk übertragen und gleichzeitig Gegenstände lokalisieren lassen – beides ist notwendig für eine flexible Fertigung inklusive Qualitätsabsicherung sowie eine weitere Verbesserung der fertigungsinternen Logistik.

Seit Anfang 2020 können Firmen örtlich an ihr Betriebsgelände gebundene, exklusive Spektrumlizenzen beantragen, um dort ein eigenes 5G-Netzwerk zu betreiben. Allerdings ist 5G-Infrastruktur aktuell noch vergleichsweise teuer, sodass sich eine Investition in ein flächendeckendes Netz einer Technologie oft nicht lohnt. Die Lösung soll einfach und ohne tiefes Spezialwissen zu bedienen sein. Es ist vorgesehen, dass sich mehrere Small-Cells auch automatisiert miteinander vernetzen können, um einen größeren Verbund zu bilden oder eine längere Produktionslinie abzudecken.