5G ist eine Technologie, die es Unternehmen ermöglicht, Prozesse effizienter zu gestalten und innovative Anwendungen zu realisieren. Besonders dort, wo es auf schnelle Datenübertragung, geringe Latenzzeiten und die Vernetzung vieler Geräte ankommt, bietet 5G klare Vorteile. In den richtigen Anwendungsbereichen kann es einen erheblichen Beitrag zur Verbesserung von Produktionsprozessen, der Kommunikation und der Automatisierung leisten. Und auch für wichtige technologische Zukunftsfelder wie KI und Edge-Computing bildet 5G eine robuste Grundlage. In dieser Übersicht beleuchten wir, was 5G eigentlich genau kann, wie Unternehmen von 5G profitieren können, welche konkreten Anwendungen bereits heute möglich sind – und damit auch, warum sich das Lernen für 5G lohnt.

5G eröffnet Unternehmen eine Vielzahl neuer Möglichkeiten, die in der industriellen Produktion, Logistik und Automatisierung zu mehr Effizienz und Flexibilität führen können.

Effizienzsteigerung durch Automatisierung

Mit 5G lassen sich Maschinen und Prozesse in Echtzeit überwachen und steuern. Echtzeitdaten ermöglichen es Unternehmen, präzise Anpassungen vorzunehmen und Produktionsprozesse flexibler zu gestalten. Insbesondere in der vorausschauenden Wartung (Predictive Maintenance) kann 5G helfen, Maschinenausfälle frühzeitig zu erkennen und zu verhindern, was die Betriebskosten senkt und die Produktivität erhöht​.

Niedrige Latenz für zeitkritische Anwendungen

Ein zentraler Vorteil von 5G ist die niedrige Latenzzeit und die hohe Bandbreite. Während die Latenzzeit auf unter eine Millisekunde sinkt, bietet 5G Download-Geschwindigkeiten von bis zu 10 Gigabit pro Sekunde, deutlich höher als 4G/LTE und die meisten WLAN-Standards. Das ermöglicht zeitkritische Anwendungen wie die Steuerung autonomer Systeme oder Roboter. Unternehmen können so auf Echtzeitdaten reagieren und ihre Prozesse präzise steuern.

Vernetzung einer großen Anzahl von Geräten

5G ermöglicht es, eine Vielzahl von Geräten, Maschinen und Sensoren gleichzeitig zu vernetzen. Während bei 5G maximal 200 Geräte pro Access Point aktiv sein können, steigt diese Anzahl bei 5G auf eine Million Geräte pro Quadratkilometer. Besonders in der Industrie 4.0, wo Maschinen miteinander kommunizieren und Daten untereinander austauschen, kann dies Produktionsprozesse optimieren und gleichzeitig die Qualitätssicherung verbessern. IoT-Sensoren, die über 5G miteinander verbunden sind, erfassen und analysieren in Echtzeit wichtige Produktionsdaten.

Flexibilität in der Produktion

Die Fähigkeit von 5G, zahlreiche drahtlose Verbindungen herzustellen, bietet Unternehmen eine flexible Produktionsgestaltung. Maschinen und Produktionslinien lassen sich kabellos vernetzen und können so einfacher umgestellt oder an wechselnde Produktionsanforderungen angepasst werden. Dies ist besonders für Unternehmen interessant, die in variablen Losgrößen oder kundenindividuell fertigen. Auch die Reichweite liegt mit bis zu 10 Kilometern bei 5G deutlich höher als die 100 Meter, die WLAN maximal erreicht.

Hohe Sicherheit und Individualisierbarkeit

Mit 5G können Unternehmen eigene Campusnetze aufbauen, für die ihnen exklusive Frequenzbänder zugewiesen werden. Damit sind Unternehmen unabhängig von externen Providern und können ihr Netz individuell nach ihren Bedürfnissen auf ihrem Betriebsgelände umsetzen – etwa mit einer besonders geringen Latenzzeit oder einer hohen Anzahl von Geräten. Gerade im Vergleich zu WLAN ermöglicht dieses Feature eine wesentlich geschütztere und robustere Netzwerkumgebung.

Allgemeine Informationen zum Einsatz von 5G in der Industrie finden Sie auch auf der "Informationsplattform zu 5G-Technologien für die industrielle Kommunikation".

Auch bei 5G kommt es darauf an, die richtige Technologie für den richtigen Anwendungsfall einzusetzen. Folgende potenzielle Nachteile sollten bei der Entscheidung für eine drahtlose Kommunikation per 5G berücksichtigt werden.

Hohe Kosten

Der Aufbau von 5G-Netzen ist teuer und erfordert eine umfangreiche Infrastruktur. Die Kosten für den Ausbau und die Wartung der Netze können sich auf mehrere Milliarden Euro belaufen. Der Aufbau eines WLANs ist in der Regel kostengünstiger als der eines 5G-Netzes, da es hier keine umfangreiche Infrastruktur braucht.

Mittelmäßige Reichweite

Auch wenn die Reichweite von 5G höher ist als die eines WLANs: 4G/LTE hat eine höhere Reichweite als 5G, was bedeutet, dass weniger Basisstationen benötigt werden, um eine flächendeckende Abdeckung zu erreichen.

Kompatibilität

Nicht alle Geräte sind mit 5G kompatibel. Ältere Geräte könnten mit 5G möglicherweise nicht mehr funktionieren oder müssen nachgerüstet werden.

5G eröffnet Unternehmen neue Möglichkeiten in verschiedenen Branchen. Hier einige der wichtigsten Anwendungsfelder, in denen 5G heute bereits eingesetzt wird oder zukünftig von Nutzen sein wird.

Fernwartung und Augmented Reality (AR)

Mit 5G können Wartungsarbeiten an Maschinen oder Systemen aus der Ferne durchgeführt werden. Dies ist besonders dann nützlich, wenn spezialisierte Techniker nicht vor Ort sein können. Durch den Einsatz von Augmented Reality (AR) können Fachkräfte virtuelle Anweisungen direkt in das Sichtfeld der Techniker vor Ort einblenden, um den Reparaturprozess zu unterstützen. Dies spart Zeit und reduziert Ausfallzeiten von Maschinen​.

Predictive Maintenance

5G ermöglicht die Echtzeitüberwachung von Maschinen und Anlagen. Mithilfe von IoT-Sensoren können Unternehmen kontinuierlich Maschinendaten erfassen und vorausschauende Wartungsmaßnahmen planen. Dies verhindert ungeplante Ausfälle und verbessert die langfristige Effizienz der Produktion.

Autonome Systeme und Logistik

In der Logistik und Produktion spielt 5G eine Schlüsselrolle bei der Steuerung autonomer Fahrzeuge und Roboter. Die geringe Latenz ermöglicht eine präzise Steuerung dieser Systeme in Echtzeit, was besonders in Lagerhäusern oder bei der Zustellung von Waren von Vorteil ist. Unternehmen, die bereits auf autonome Flotten setzen, können durch den Einsatz von 5G ihre Prozesse weiter optimieren. Auch die intelligente Vernetzung von LKW/Trailern bspw. mit Frachtenbörsen zur Auslastungsoptimierung sowie die Nutzung von Transportdrohnen bietet Potenziale. Das Fraunhofer IOSB-INA hat Ansätze für die Mobilität mit 5G im Projekt 5G SIMONE erforscht. Weitere Informationen dazu finden Sie hier. Auch im Projekt 5G4Industry wurden verschiedene Use Cases untersucht. Entstanden ist u.a. ein Demonstrator, der die Überwachung eines Hochregallagers und eines autonomen Fahrzeuges per 5G zeigt. Weitere Informationen dazu finden Sie hier.

Industrie 4.0 und flexible Produktionslinien

Mit der Einführung von 5G in die Industrie 4.0 können Produktionslinien dynamischer gestaltet werden. Retrofitting von Maschinen mit 5G-fähigen Sensoren ermöglicht es, auch ältere Maschinen in moderne, vernetzte Produktionsprozesse zu integrieren. Unternehmen können dadurch ihre Produktionsumgebungen flexibler gestalten und schneller auf Marktveränderungen reagieren. Wie 5G für die Automatisierung eingesetzt werden kann, wurde im Projekt 5G4Automation erforscht. Weitere Informationen finden Sie hier.

Wir helfen Ihnen gerne weiter.

Carsten Pieper
Fraunhofer IOSB-INA
05261 942 90 50
​​​​​​​carsten.piepernoSpam@iosb-ina.fraunhofer.de