Die Digitalisierung von Produktionsabläufen mittels zuverlässiger 5G-Funk-systeme bietet große Chancen für die österreichische Wirtschaft.
Priv.-Doz. DI Dr. techn. Thomas Zemen
Principal Scientist Center for Digital Safety & Security
AIT Austrian Institute of Technology GmbH
© Foto: Johannes Zinner
Moderne 5G-Kommunikationssysteme ermöglichen einen sichereren, kostengünstigeren, zuverlässigeren und umweltfreundlicheren Betrieb vieler technischer Systeme – etwa in der Wirtschaft und im Verkehr, wo für zeitkritische Anwendungen zuverlässige drahtlose Kommunikationssysteme mit kurzer Latenz (maximal eine Millisekunde Verzögerung) und hoher Zuverlässigkeit (über 99,999 Prozent) erforderlich sind. Diese Fähigkeiten sind der Schlüssel zu einem wettbewerbsfähigen österreichischen Wirtschaftsstandort, da durch den Wegfall von fixen Kabelverbindungen Produktionsprozesse flexibler gestaltet und einfacher geändert werden können.
Ein zentrales Nervensystem für die Digitalisierung
5G-Funksysteme bilden das zentrale Nervensystem für die Digitalisierung von Transport- und Produktionsprozessen. Zuverlässige drahtlose Kommunikationssysteme erhöhen die Betriebssicherheit und senken die Betriebskosten von Verkehrssystemen, zum Beispiel indem verkabelte Sicherheitssysteme durch drahtlose Verbindungen ersetzt werden. In Produktionsprozessen ermöglichen 5G-Funksysteme die Roboter-Roboter- und Mensch-Roboter-Interaktion unter Berücksichtigung der Anforderungen der menschlichen Sinne. Die Latenzanforderung des menschlichen Tastsinns für taktile Rückmeldungen bei Schneidprozessen ist zum Beispiel eine Millisekunde.
Der digitale Zwilling
Die Qualität einer Funkverbindung unterliegt zufälligen Schwankungen, die durch die Funkwellenausbreitung und deren Reflexion an Objekten in der Umgebung (Gebäude, Maschinen, Fahrzeuge, oder Gelände) verursacht werden. Für die Etablierung von hochzuverlässigen Funkverbindungen ist daher ein digitaler Zwilling des Funksystems von großer Bedeutung, um die Entwicklung und den kostengünstigen Test konkreter Systeme zu unterstützen. Die Geometriedaten für den digitalen Zwilling können zum Beispiel aus OpenStreetMap importiert werden. Der digitale Zwilling ist auch in der Lage, konkrete Sender und Empfänger zu vermessen, um funkstandardunabhängig eingesetzt zu werden und auch mehrere Sender und Empfänger gleichzeitig in Echtzeit zu simulieren (Simulation auf Systemebene).
Das AIT unterstützt mit seinem Know-How und seinen Labors die österreichische und europäische Industrie in dem wichtigen Zukunftsfeld der Digitalisierung von Produktionsabläufen mittels zuverlässiger 5G-Funksysteme.