Interview über Potenzial von 5G in der Fertigung „Echte Verkabelung ist immer noch die sicherste Variante für Datenaustausch“

Welche Bedeutung hat 5G für die Fertigungsindustrie?

Stefan Ehrlich:

Mit 5G entstehen vor allem neue Möglichkeiten für die Vernetzung von Systemkomponenten in Fertigungsunternehmen. 5G ist ein internationaler Standard mit höherer Bandbreite, kürzeren Latenzzeiten und der Möglichkeit, Infrastrukturen flexibler an den konkreten Anforderungen der Kunden auszurichten. Insbesondere der von 5G unterstützte automatisierte Datenaustausch zwischen Maschinen (M2M) ist für Unternehmen vielversprechend – wobei das Wort ‚Maschinen‘ hier verschiedene Arten von Endgeräten oder auch Anwendungen einschließt. Da 5G auch die Nutzung von privaten oder lokalen Funknetzen – sogenannter Campus-Netze – ermöglicht, erwarten wir einen deutlichen Anstieg der Vernetzung fertigungsrelevanter Systemkomponenten bei produzierenden Unternehmen und ihren Kunden. Die Visionen sind ‚Connected Factory‘, ‚Connected Value Chains‘ und ‚Connected Products‘.

Ist also in der produzierenden Industrie der Bedarf an 5G tatsächlich vorhanden?

Wir hatten die Chance, auf der diesjährigen Hannover Messe mit sehr vielen potenziellen Kunden und Partnern zu sprechen, und zwei potenzielle Bedarfe wurden immer wieder angesprochen: Beim ersten geht es darum, Sensordaten von Maschinen zu sammeln und auswerten. Nicht zuletzt die Anzahl an Start-ups mit diesem Leistungsversprechen zeigt, dass hier ein Bedarf bei den Unternehmen existiert. Mit 5G können Daten zukünftig leichter aus Quellen eingesammelt werden, die verteilter sind als heute. Sensoren auf großen Arealen oder verschiedene Standorte lassen sich genauso leicht anschließen wie beim Kunden im Einsatz befindliche Produkte. Diese so gesammelten Daten versprechen neue Erkenntnisse über die Fertigungsprozesse und damit vor allem Optimierungspotenziale für die Fertigungsprozesse und die Produkte selbst. Ob diese Möglichkeiten dann auch im vollen Umfang genutzt werden, wird jedoch mit Sicherheit weiterhin stark von den Kunden abhängen. Der zweite Bedarf findet sich in der direkten Vernetzung von Planungs- und Steuerungssoftware wie ERP- oder CAD-Systeme mit den Steuergeräten der Produktionsmaschinen. Treiber hier ist das zunehmend relevanter werdende Ziel der ‚Losgröße 1 mit den Stückkosten der Massenfertigung‘. Der Verbraucher möchte immer individuellere Produkte, aber keine Manufakturpreise dafür bezahlen. Schon heute kann man sich seine Schuhe im Internet konfigurieren, und der Preis dafür liegt nicht signifikant über dem der Massenware.

Welche Potenziale sehen Sie bei 5G im Fertigungsumfeld?

5G macht im Fertigungsumfeld vor allem Sinn, wo noch keine Kabel- oder WLAN-basierte Vernetzung vorhanden ist. WLAN gilt aktuell auch schon nicht mehr als sicher, der WPA2-Standard wurde geknackt und WPA3 bereits vor der Markteinführung zumindest unter Laborbedingungen ebenfalls. Grundsätzlich gilt eine echte ‚Verkabelung‘ immer noch als die sicherste Variante für den Datenaustausch, aber auch als die aufwendigste und unflexibelste. Wird das Layout der Produktion geändert, spielen funkbasierte Systeme ihre Stärken aus. Aber auch dort, wo Teile der Produktion ausgelagert, Logistiksysteme im Einsatz und Produkte beim Kunden zu überwachen sind, bietet sich 5G an. Alternative Kabel-basierte Infrastrukturen sind da oft unpraktikabel und teuer.

Was ermöglicht 5G ganz konkret, wo sind die Grenzen?

Mal ganz fokussiert und technisch gesprochen geht es um eine bessere Vernetzung. Besser heißt: mehr Endgeräte, höhere Bandbreite, kürzere Antwortzeiten. Die Grenzen werden anfänglich durch die zur Verfügung stehenden Ressourcen wie Personal und Geld definiert. Weiterhin müssen wir abwarten, wie schnell die neuen Potenziale und Möglichkeiten in echte tragfähige Geschäftsmodelle umgesetzt werden können. Und wie bei anderen früheren neuen Standards, wird auch die technische Spezifikation von 5G bald ausgereizt sein und wir freuen uns auf 6G.

Was muss ein Unternehmen investieren, um 5G vollumfänglich und vor allem sicher nutzen zu können?

Ich glaube, die tatsächlichen Preise für 5G-Komponenten werden sich noch bilden. Wichtig ist, dass die Buchung eines 5G-Campus-Netzwerkes und die Installation von Endgeräten nicht ausreicht. Es gilt, die bestehende Netzwerkinfrastruktur auf den neuen Mitspieler anzupassen. Der ‚Wir funken alles in die Cloud‘-Ansatz wäre hier zu kurzsichtig und wird von vielen deutschen Unternehmern insbesondere bei Produktionsdaten sowieso kritisch gesehen. Das IT-Personal des Unternehmens muss sich analog zur jetzigen Netzwerktechnologie zukünftig auch mit 5G auskennen, um auch weiterhin die Sicherheit der Daten und das Netzes gewährleisten zu können.

Was ist nötig, damit 5G für die Fertigungsindustrie ein Erfolg wird?

5G allein wird nicht reichen. Auf jeden Fall in Betracht gezogen werden muss eine Integrationssoftware (Integrationsschicht), welche die neu dazu kommenden Schnittstellen, die neuen Datenströme und die bestehenden Systeme miteinander verbindet. Ohne eine solche Softwareschicht dürfte sich das Mehr an Daten und Schnittstellen kaum beherrschen und das Ziel der Losgröße 1 kaum erreichen lassen. Die unternehmerischen Erwartungen an 5G und die prognostizierten Entwicklungen von der ‚Connected Factory‘ über ‚Connected Value Chains‘ hin zu ‚Connected Products‘ werden sich ohne eine flexible Integrationsschicht nicht erfüllen. Die Anforderungen an eine solche Schicht decken sich mit den neuen Möglichkeiten von Dezentralität, Hochverfügbarkeit, Sicherstellung von Datenschutzmechanismen und Informationssicherheit. Dazu kommen prognostizierbare Anschaffungs- und Betriebskosten (TCO). Mit einer solchen Integrationsschicht könnten vielseitige, hochflexible Szenarien (Plug & Produce), virtuelle Fabriken sowie flexible Ende-zu-Ende-Prozesse über den gesamten Produktlebenszyklus bis hin zum Recycling etabliert werden. Bereits die Auswertung von Sensordaten aus der Fertigung macht wesentlich mehr Sinn, wenn diese mit Werkzeugdaten, Auftragsdaten, Materialdaten und weiteren in den Planungs- und Steuerungssystemen vorhanden Daten ergänzt und in Beziehung gesetzt werden. Das Einsammeln dieser ergänzenden Daten erledigt idealerweise eine Integrationsschicht, welche dann auch Ergebnisse zurück spielen und automatische Prozesse ablaufen lassen kann.

Wie schätzen Sie die Sicherheitsrisiken bei dieser Mobilfunktechnologie ein?

Bei der Entwicklung von 5G wurde viel Wert auf Sicherheit gelegt. Schon der Ansatz von privaten 5G-Netzen zeigt hier die grundsätzlichen Überlegungen. Wie mit jeder neuen Technologie wird es aber auch bei 5G nur eine Frage der Zeit sein, bis erfolgreiche Hacks zum Sicherheitsrisiko werden. Das heißt, dass ergänzende Sicherheitsmechanismen auf anderen Ebenen benötigt werden. Hier spielt die für den Datenfluss eingesetzte Integrationssoftware eine wichtige Rolle. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Verkleinerung der Angriffsfläche. Die fortschreitende Miniaturisierung von Rechenleistung ermöglicht zukünftig die Dezentralisierung von Schritten in der Datenverarbeitung und Prozessautomatisierung. Komplexe Geschäftsprozesse können nun in Abhängigkeit von lokal vorhandenen Daten dezentral ausgeführt werden. Daten müssen nicht mehr potenziell korrumpierbar über große Distanzen übertragen werden. Dieser Ansatz reduziert zudem Verzögerungen in der Datenübertragung und ist robuster gegenüber Störungen und Ausfällen. Konzepte wie Fog- oder Edge-Computing beschreiben solche Lösungsansätze.

Ist 5G momentan nicht ganz klar anbietergetrieben?

Davon gehe ich aus. Dass Anbieter, insbesondere die Technologie-Riesen, Märkte selbst entwickeln und treiben, ist aber nichts Ungewöhnliches. Sehr oft kommt die Technologie-Innovation vor dem tatsächlichen Marktbedarf. Die Markteinführung hat dann aber immer noch einen großen Einfluss darauf, wie die neue Technologie dann tatsächlich genutzt wird und sich weiterentwickelt. Insofern glaube ich, dass wir in ein paar Jahren 5G auch in anderen Anwendungsszenarien sehen werden, als wir uns das heute vorstellen.