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Wie 5G intelligente Fabriken ermöglichen wird

Aktualisiert Oktober 21, 2025

9 Minuten

5G wird oft als etwas assoziiert, das eng mit Smartphones und dem Markt der einzelnen Nutzer verbunden ist. In der Praxis ist 5G jedoch eine allumfassende Technologie, die die Interaktion zwischen Menschen und Maschinen in vielen verschiedenen Bereichen vorantreiben wird - und zwar auf eine noch nie dagewesene Weise.

Einer der 5G-bezogenen Bereiche, der bemerkenswert schnell an Interesse gewinnt, ist Industrie 4.0, wobei Smart Factories und Smart Manufacturing an vorderster Front stehen. In diesem Beitrag werfen wir einen Blick darauf, wie die neueste Generation von Mobilfunknetzen diese Prozesse unterstützen kann.

Industrie 4.0 - Welche Bereiche brauchen Unterstützung?

Die moderne Fertigung steht seit einiger Zeit vor vielen Herausforderungen. Der Wettbewerb ist hart und zwingt dazu, die Prozesse ständig zu optimieren. Die Marktnachfrage ändert sich schnell und verlangt nach Flexibilität in der Produktion. Bestimmte Sektoren sind heute stark reguliert und benötigen den Nachweis der Rückverfolgbarkeit des Endprodukts. Aus diesem Grund gewinnt die erwähnte Industrie 4.0 - die auf eine allgegenwärtige Automatisierung abzielt - immer mehr an Dynamik.

Die Ursprünge der vierten industriellen Revolution gehen auf das Jahr 2011 zurück. Signifikante Anerkennung kam um 2015. Die vier grundlegenden Gestaltungsprinzipien, um die es geht, sind Vernetzung, Informationstransparenz, technische Unterstützung und dezentrale Entscheidungsfindung. Der gemeinsame Nenner dieser Prinzipien ist eine effiziente Kommunikation.

Und genau das ist der Punkt, an dem 5G einen so großen Unterschied machen kann.

5G - Was kann es in der Fertigung verändern?

Die neueste Generation des Mobilfunknetzes wurde als universelles, effizientes, schnelles und flexibles Netz für die Kommunikation von Maschine zu Maschine konzipiert. Es ist um zwei Größenordnungen schneller als die vorherige Generation. Gleichzeitig kann es bis zu einer Million Geräte pro Quadratkilometer miteinander verbinden.

Das Kernnetzwerk bietet Edge Computing-Leistung in Form von MEC-Servern zur Miete an. Die Latenzzeit ist auf den Bereich einer einstelligen Millisekunde gesunken. Die Zuverlässigkeit der Verbindung ist mit der eines Festkabels vergleichbar. Das Netzwerk kann in private Chunks aufgeteilt werden. Der Stromverbrauch wird reduziert.

All dies zusammen eröffnet völlig neue Möglichkeiten für intelligente Fabriken.

Kabelfreie Flexibilität

Um Roboter, Sensoren und andere Geräte mit sich selbst und mit der Steuerausrüstung zu verbinden, sind die meisten Fabriken immer noch auf Hunderte von Kilometern an Kabeln angewiesen. Die Verkabelung ist nicht umsonst und muss regelmäßig gewartet werden. Was vielleicht noch kritischer ist: Einmal verlegte Kabel lassen sich nur schwer austauschen. Sie zu verlegen kostet Geld und Zeit und erfordert oft eine erneute Zertifizierung. Mit 5G sind diese Probleme nicht mehr vorhanden.

Ein weiterer Vorteil liegt in der Benutzerfreundlichkeit. Auch die Verkabelung ist nicht immer eine perfekte Lösung. Bestimmte Geräte benötigen Mobilität, die physische Kabel möglicherweise nicht in vollem Umfang (oder sogar überhaupt nicht) bieten können. Außerdem kann ein drahtloses Gerät ohne großen Aufwand an einen anderen Ort gebracht werden. Und die Fähigkeit, eine Fabrik effizient auf ein neues oder maßgeschneidertes Produkt umzurüsten, ist in der Welt der sich schnell ändernden Anforderungen und des harten Wettbewerbs von größter Bedeutung.

Unveröffentlichte Einblicke

Ein Hochgeschwindigkeitsnetzwerk mit niedriger Latenz, das mit mehreren Sensoren zur Überwachung der Fabrik verbunden ist, liefert viele nützliche Erkenntnisse.

Dieser Strom von Big Data kann Modelle des maschinellen Lernens füttern, um die Fabrikhalle bei der Entscheidungsfindung in Sekundenbruchteilen zu unterstützen - und das alles dank der Leistung des Edge Compute in der Nähe der Fabrik. Für fortgeschrittene, längerfristige Optimierungen und Einblicke in die Produktionskette können die Daten in die Cloud geleitet werden, um die Modelle weiter zu trainieren, was massive Rechenkapazität erfordert.

Darüber hinaus helfen digitale Zwillinge - ein Spiegel eines physischen Geräts in einem IT-System - bei der Visualisierung des aktuellen Fabrikzustands für die menschliche Kontrolle. Bestimmte Sektoren, wie die pharmazeutische Produktion, sind stark reguliert und müssen die Rückverfolgbarkeit und Beobachtbarkeit der Vorgänge nachweisen. Ein hochauflösender Video-Feed hilft bei der komplizierten Qualitätskontrolle - vor allem in Branchen mit geringen Stückzahlen und hohen Gewinnspannen. Die genaue Überwachung von Parametern kritischer Anlagen ermöglicht die Vorhersage von Komponentenausfällen und die dynamische Planung einer vorbeugenden Wartung, um eine Verlangsamung oder einen Stillstand der Produktion zu vermeiden.

Erweiterte Kontrolle

Eine minimale Latenzzeit im Bereich einer einstelligen Millisekunde ist der Schlüssel zu Augmented Reality und zur Aufrechterhaltung der Illusion von Echtzeit. Mit intelligenten Brillen können Mitarbeiter in der Fabrik sofort zusätzliche Informationen zu dem erhalten, was sie gerade betrachten - sei es ein Teil einer Produktionslinie, das überprüft werden muss, oder ein bestimmtes Gerät, das eine Fehlersuche erfordert.

Logistikunternehmen testen derzeit Smart-Guided Picking in ihren Lagern, um die manuelle Handhabung von Paketen zu optimieren. Mit Hilfe dieses Systems muss sich ein Lagerarbeiter nicht mehr am selben Ort, im selben Gebäude oder sogar im selben Land aufhalten. Mit Hilfe futuristischer Geräte - wie einem Roboterarm - kann der Bediener den gesamten Prozess aus der Ferne steuern, und zwar mit einer bisher undenkbaren Präzision.

Dies ist besonders wichtig in verteilten Wertschöpfungsketten, wenn die Zahl der Experten, die anspruchsvolle Aufgaben oder Beratungen durchführen können, gering ist. Hersteller von maßgeschneiderten Maschinen schätzen die Möglichkeit, ihre Kunden an deren Standorten, die oft abgelegen und schwer persönlich zu besuchen sind, aus der Ferne zu unterstützen oder zu schulen.

Autonome Bodenfahrzeuge

FTS sorgen für Effizienz und Flexibilität, wenn es darum geht, Pakete, Teile oder Produkte in der Fabrikhalle oder im Außenbereich zu transportieren. Um in einer komplexen und dynamischen Umgebung mit vielen anderen beweglichen Teilen erfolgreich zu navigieren, ist es entscheidend, eine große Anzahl von Fahrzeugen zu koordinieren und gleichzeitig mit ihnen zu kommunizieren.

Umfangreiche Berechnungen für Routing-Algorithmen können auf Edge-Computing-Server verlagert werden, die sich in der Nähe des Kerntelekommunikationsnetzes befinden und über genügend Leistung verfügen, um sie schnell auszuführen. Dank der geringen Latenzzeit von 5G können die Ergebnisse nahezu in Echtzeit angewendet werden.

Die genaue Lokalisierung von Fahrzeugen ist für einen reibungslosen und sicheren Verkehr unerlässlich. 5G bietet in dieser Hinsicht eine hervorragende Lösung - es ist in der Lage, Fahrzeuge auf der horizontalen Ebene mit einer Genauigkeit von nur wenigen Zentimetern zu orten, was viel besser ist als bei der vorherigen Generation.

https://www.youtube.com/watch?v=C9qhdjKHgXA&feature=youtu.be

Sicherheit und Schutz

Der Wechsel von internen Kommunikationsmechanismen zu öffentlichem 5G ist in der Regel mit einer großen Sorge verbunden - der Sicherheit. Diese Sorge ist jedoch nicht unbedingt gerechtfertigt.

5G bietet einen Mechanismus namens Network Slicing. Damit kann der einzelne Frequenzbereich in einer bestimmten Region exklusiv einem einzigen Kunden zugewiesen werden. Dadurch entsteht ein privates, physisch isoliertes Netzwerk, das weiter aufgeteilt werden kann, um kritische industrielle Kommunikation vom Unternehmensverkehr zu trennen. Es kann auch eine einfache externe Konnektivität für Lieferanten ermöglichen, die Wartungsarbeiten durchführen, ohne komplexe Firewall-Regeln einrichten zu müssen.

Abgesehen von der Cybersicherheit ist die physische Sicherheit der Menschen in der Fabrikhalle zweifellos noch wichtiger. Mehr vernetzte Geräte und eine höhere Bandbreite führen zu mehr Daten, die zur frühzeitigen Erkennung von Bedrohungen genutzt werden können, wie z.B. Brandgefahr, Fehlfunktionen schwerer Geräte oder die Anwesenheit unbefugter Eindringlinge. Edge Computing und KI helfen dabei, diese zusätzlichen Daten lokal zu verarbeiten und automatisch auf Bedrohungen zu reagieren.

Durch die zunehmende Automatisierung und Fernsteuerung ist es im Allgemeinen nicht mehr notwendig, dass sich Menschen in potenziell gefährlichen Bereichen aufhalten. Eine niedrige Latenzzeit ermöglicht es dem Bediener, den Roboterarm einen Sekundenbruchteil früher zu stoppen, was manchmal Schäden oder Verletzungen verhindern kann. Die extrem hohe Zuverlässigkeit des 5G-Netzes verringert das Risiko eines Zwischenfalls, der durch einen möglichen Verbindungsverlust verursacht wird.

Und mehr

In diesem Beitrag haben wir nur einige der wichtigsten Vorteile von 5G in einer Smart Factory erwähnt. Es gibt natürlich noch mehr, und das Spektrum der Möglichkeiten und Innovationen wächst ständig. Zum Beispiel benötigt ein 5G-Empfänger viel weniger Strom als in der vorherigen Generation. Die Batterie dieser Geräte kann deutlich länger halten, was die Wartungskosten senkt (vorausgesetzt natürlich, dass das Gerät nicht so autonom ist, dass es sich selbst auflädt!).

Wie die Automobilindustrie berichtet, vereinfacht die hohe Bandbreite auch das Hochladen und Aktualisieren von Firmware in einer zunehmenden Anzahl von intelligenten Maschinen- oder Produktteilen. Die Abfallreduzierung schont nicht nur die Budgets der Unternehmen, sondern hilft auch, die Umwelt sauberer zu halten.

Konnektivität ist nicht nur in der Fabrikhalle und in der näheren Umgebung wichtig, sondern auch in der gesamten Lieferkette bis hin zum Nutzer des Produkts. Die Verfolgung des Standorts von Teilen und Maschinen und ihres Zustands, bevor sie die Fabrik erreichen, kann Überraschungen und Verlangsamungen in den Produktionslinien verhindern.5G ist auch eine Gelegenheit, die fragmentierte und begrenzte Konnektivität der Lieferkette mit intelligenten Fabriken zu vereinheitlichen und zu integrieren. Auf der anderen Seite hilft die Überwachung von Produkten beim Kunden in vielen Branchen, einen besseren Service zu bieten.

Was birgt die Zukunft?

Die Branche verändert sich in diesem Moment, und 5G ist das Herzstück davon. Oder sollten wir sagen - am Nervensystem?

Angesichts der weltweit steigenden Kosten für manuelle Arbeit und der fortschreitenden Automatisierung steht die globale Wertschöpfungskette kurz vor einer Revolution. Einige Veränderungen sind bereits im Gange, allen voran die südkoreanische Industrie.

Es ist nicht ausgeschlossen, dass Fabriken physisch an ihren historischen Ursprung zurückkehren werden - näher an die Kunden. Mit dem Wachstum spezialisierter Hardware und Software wird der Arbeitsmarkt wahrscheinlich andere Fähigkeiten erfordern. Die Fähigkeit, eine effiziente Kommunikation zwischen verschiedenen Systemen und Geräten zu ermöglichen, zu automatisieren, Daten zu sammeln - und daraus zu lernen - wird mit der Zunahme von Kooperationsmöglichkeiten zwischen Herstellern von physischen Gütern und Softwareanbietern immer gefragter werden.