Herr Jasperneite, warum braucht es einen neuen Funkstandard für die Fabrik?
Jasperneite: Vorhandene industrielle Funklösungen haben ihren Platz in der Automatisierungstechnik gefunden. Die diesen Lösungen zugrundeliegenden IEEE-802-Standards sind aber nicht für die Anforderungen einer zuverlässigen industriellen Kommunikation entwickelt worden. Ich nenne hier nur mal die Stichworte Koexistenz und Latenzzeiten. Das BMBF hat daher im vergangenen Jahr – auch zu unserer Überraschung – einen Wettbewerb ausgelobt, um mit Hilfe grund­legend neuer drahtloser Funktechnologien Industrieanlagen schnell und kostengünstig modernisieren zu können. Dabei soll dieses neue industrielle Funksystem Anforderungen an Übertragungsraten und ­Reaktionszeiten erfüllen, die mit heutigen Systemen wie ZigBee, Bluetooth oder WLAN nicht erreichbar, für den Betrieb der Industrieanlagen aber unverzichtbar sind. Genau hier setzt unser Projekt HiFlecs an.

Herr Meier, wie nahe kommen Sie damit der Vision von der kabelfreien Installation?
Meier: Die kabelgebundene Installation wird niemals vollständig durch eine drahtlose Vernetzung ersetzt. Aber die drahtlosen Einsatzgebiete haben sich seit den 90er Jahren, als erste industrielle Funk­systeme zum Einsatz kamen, kontinuierlich erweitert. Betrachtet man etwa einen Antrieb, so wird er immer eine Schnittstelle für die Energieversorgung benötigen. Aber könnte man die Datenanbindung drahtlos gestalten, würden ein Steckkontakt und das Datenkabel entfallen und die Zuverlässigkeit erhöht. Damit rennt man bei Anwendern offene ­Türen ein. Zudem eröffnet die Funkschnittstelle den Zugang zu einem berührungslosen Monitoring.

Wie sieht Ihr Funk-Ansatz aus?
Meier: Die bisherigen industriellen Funklösungen basieren auf Technologien, die für Konsum-Applikationen entworfen wurden. Die wichtigsten dieser Funkstandards sind WLAN, Bluetooth und ZigBee. Für die industriellen Anforderungen wurden bislang, basierend auf den physikalischen Eigenschaften dieser Standards, nachträglich die höheren Protokollschichten – im Wesentlichen der MAC-Layer – entworfen. Mit dem Projekt HiFlecs streben wir erstmals an, auch die physikalische Schicht für die industriellen Bedürfnisse neu zu entwerfen. Und wir gehen sogar noch einen Schritt weiter: Erstmals entwerfen wir ein von der physikalischen Schicht – dem Physical Layer – bis zur Anwendungsschicht durchgängiges Kommunikationskonzept. Die physika­lische Schicht soll sich dabei adaptiv auf die aktuellen Bedürfnisse der Applikation einstellen.

Ist denn denkbar, dass diese Lösung auch in ganz andere Anwendungsbereiche ausstrahlt? Oder wird dies eine Fabrik-Sonderlösung bleiben?
Meier: Der Fokus des Forschungsvorhabens liegt in der Fertigungsautomation, speziell für die Sensor-Aktor-Ebene. Durch die adressierten minimalen Latenzzeiten wird HiFlecs zyklische Echzeit-Anwendungen mit Zykluszeiten im unteren Millisekunden-Bereich ermöglichen. Damit lassen sich auch neue Closed-Loop-Anwendungsbereiche erschließen, die bisher Funksystemen verschlossen waren.

Jasperneite: Auch wenn sich das HiFlecs-Vorhaben zunächst auf die Fertigungsautomation konzentriert, streben wir zahlreiche inno­vative Eigenschaften an, die auch für andere Anwendungsgebiete ­interessant sind. Neben der bereits erwähnten Adaptivität sind dies etwa eine integrierte Informationssicherheit und ein automatisches Koexistenz- und Netzmanagement – Aspekte, die zur Zeit nicht in ­industriellen Funksystemen zu finden sind. Letztlich können wir über den hier angestrebten ganzheitlichen Ansatz branchenübergreifend neue Anwendungsfelder erschließen.

Wie sieht Ihr Zeitplan aus?
Jasperneite: Das Vorhaben startete im Februar 2015 und soll planmäßig im Januar 2018 enden.

Eine neue Technologie ist ja nicht gleichbedeutend mit 'Standard'. Wo beziehungsweise wie soll die neue Technologie in einen Standardisierungs-Prozess eingebracht werden. Welche Chancen rechnen Sie sich für die Durchsetzung eines Standards aus?
Jasperneite: Über die BMBF-Begleitforschung ist die DKE in das Vorhaben eingebunden. Die DKE erarbeitet nationale Normen und ­Sicherheitsbestimmungen, deren Harmonisierung stets mit euro­päischen und weltweiten Normen angestrebt wird. Damit wollen wir sicherstellen, dass eine weltweite Akzeptanz realisierbar ist. Die erlebten unangenehmen Industrie-Probleme des ETSI-300328-Standards sollten sich damit nicht wiederholen.