NTT setzt auf 5G und Edge Computing Wertschöpfungsketten bei IIoT optimieren

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Industrielle IoT-Geräte produzieren wichtige Daten und Informationen in großer Zahl. Sie müssen rasch übertragen, analysiert und verarbeitet werden. Wie das optimal gelingt, zeigt NTT mit der Kombination von 5G und Edge Computing.

Im Zuge der Digitalisierung ist es unabdingbar, dass Hersteller ihre Maschinen und Werkzeuge vernetzen. Dies gelingt mit Industrial IoT (IIoT) und soll für mehr Produktionstransparenz und -effizienz sorgen. Allerdings erfordert es hohe Übertragungsraten bei zugleich niedrigen Latenzzeiten und der Datenverarbeitung vor Ort. NTT beleuchtet die Stärken der 5G-Technologie und dem Edge Computing an einer Reihe von Beispielen.

Mit Hilfe der von IIoT-Devices generierten großen Menge an Daten können Unternehmen ihre Produktion optimieren, die Lieferqualität verbessern, eine vorausschauende Wartung implementieren und die Automatisierung ihrer Lieferketten erzielen. Den Experten von NTT zufolge soll bei der Datenerfassung und -verarbeitung in Echtzeit die kombinierte Anwendung von 5G und Edge Computing punkten. Denn durch die Verarbeitung der IIoT-Daten am sogenannten Netzwerkrand (Edge) entfallen Beschränkungen bezüglich der Latenzen, die in zentralisierten Systemen auftreten können. Erst niedrige Latenzzeiten von wenigen Millisekunden ermöglichen Real-Time-Anwendungen von Robotersystemen oder eine exakte Steuerung mehrerer kombinierter Maschinen.

Schnelle Datenverarbeitung am Edge

Als ein Beispiel für den hohen Nutzen von Edge Computing identifiziert NTT das Monitoring von kritischen Anwendungen in Unternehmen. Neben herkömmliche Sensoren für Temperatur, Feuchtigkeit, Druck, Spannung oder der Beobachtung des jeweiligen Stands von Reglern und Steuerventilen gehören inzwischen längst auch Audio-, Video- oder Lidar-System zu überwachungsintensiven Aufgaben. Letztere Systeme liefern Daten deutlich schneller als einfache Sensoren, müssen jedoch ebenfalls in Echtzeit ausgewertet werden.

So können beispielsweise Hochgeschwindigkeitskameras in Verbindung mit KI-gestützter Software Störungen auf Fertigungsbändern schneller als das menschliche Auge erkennen. Edge-Computing sorgt für die direkt vor Ort stattfindende Datenverarbeitung und reduziert so die Latenzen. Beispielsweise stehen bei Sortierfunktionen von Produkten mittels Robotern nur wenige Millisekunden zur Verfügung, um schadhafte Teile auszusortieren. Für den Datentransport und die Verarbeitung in der Cloud würde die Zeit nicht ausreichen.

Campus schützt sensible Daten

Am Netzwerkrand punktet, den Netzwerkexperten zufolge, ein privates 5G-Netz beim Schutz sensibler Daten. Im Vergleich zu zentralisierten Systemen kann es bei der Datenverarbeitung von Geräte am Edge zu Sicherheitsproblemen führen, wenn verschiedene Geräte einbezogen werden. Ein Campus-Netz kann hier die Sicherheit durch individuell konfigurierbare Maßnahmen erhöhen. Die Daten bleiben dabei innerhalb des 5G-Netzwerks.Sofern sie hier auch direkt verarbeitet werden, ohne dass ein Umweg über die Cloud genommen wird, sinkt das Risiko von Cyberangriffen.

5G/Edge-Kombination reduziert Risiken

In der Kombination bieten 5G und Edge-Computing Fertigungsunternehmen zudem Vorteile einer gepufferten Rechenleistung, falls unerwartete Ereignisse oder Störungen auftreten. Als Beispiel kann hier die Automobilindustrie dienen. Während einfache Roboter-Anwendungen wie beispielsweise Lackierstraßen über 5G und die Cloud gesteuert werden können, steigen die Anforderungen an Transferrate, Latenz und Ausfallsicherheit bei automatisiertem Mehrschicht-Betrieb deutlich an. Das kann zu Verbindungs- und Übertragungsstörungen führen. Eine ergänzende Edge-Computing-Infrastruktur kann notfalls die benötigte Rechenleistung zur Verfügung stellen und sichert dadurch die Produktionsstabilität im Unternehmen. Eine Kombination aus Cloud und Lösungen wie Edge und 5G direkt in der Fabrikumgebung sei so mit geringeren Kosten realisierbar als herkömmliche Ansätze.

Unternehmen aus der Fertigungsindustrie können dadurch ihre Prozesse und demzufolge die Wertschöpfungsketten verbessern. „Durch die Technologien sind genauere Vorhersagen zu Maschinenausfällen und der Reduzierung von Ausfallzeiten, eine steigende Effizienz, Sicherheit und Produktqualität sowie sinkende Betriebskosten und geringeren Wartungsbedarf möglich“, sagt Marcus Giehrl, Practice Director Innovations and Smart Technologies bei NTT Ltd. Natürlich, führt Giehrl weiter aus, bedingt der Weg vom Laborbetrieb zur Produktionsumgebung ein stabiles Betriebsmodell. Für rentable Einsatzbereiche für 5G und Edge Computing ist eine individuelle und umfassende Analyse zwingend notwendig. Und einen weiteren Punkt sollten die Verantwortlichen ebenfalls nicht aus den Augen verlieren: die Nachhaltigkeit. Giehrl betont: „Technik nur um der Technik willen sollte nicht die einzige Motivation sein.“ Kann jedoch durch den Einsatz moderner Lösungen beispielsweise die Ausschussquote gesenkt werden, hilft das der Umwelt und es gehen weniger Rohstoffe verloren.

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