Die Digitalisierung der Produktion ist gerade für Unternehmen in der Chemiebranche mit ihren weitläufigen Standorten unverzichtbar. Nur so lässt sich die Effizienz steigern und die Wettbewerbsfähigkeit auch in Zukunft garantieren. Dabei spielt die Netzinfrastruktur eine wichtige Rolle: Sie ist die Voraussetzung für einen schnellen und reibungslosen Datenaustausch. Mit der 5G-Technologie werden dabei Datenübertragungsraten von bis zu 10 Gigabit pro Sekunde möglich. Doch Planung, Umsetzung und Betrieb eines 5G-Campusnetzes erfordern ein hohes Maß an Expertenwissen und Know-how. Für kleinere und mittlere Unternehmen ist es deshalb ratsam, sich an einen erfahrenen Partner zu wenden.
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Wie Partner unterstützen
Für den Aufbau eines 5G-Campusnetzes muss zunächst eine Funklizenz bei der Bundesnetzagentur (BNetzA) beantragt werden. Dazu ist eine detaillierte Planung erforderlich, aus der die Größe des Netzes, der Verwendungszweck, die benötigte Bandbreite und die Nutzungsdauer hervorgehen. Ein Partner, der die lokalen Gegebenheiten analysiert und die Planung und Funklizenzbeantragung begleitet oder durchführt, ist deshalb bereits in der Planungsphase essenziell. Bei der Auswahl des Partners sollten Unternehmen darauf achten, dass dieser über IT- und Operative-Technologie (OT)-Kompetenz verfügt. Für die Planung und den Aufbau eines 5G-Campusnetzes in der Chemieindustrie ist es notwendig, beide Welten zu kennen und zu verstehen. Doch für welche konkreten Szenarien ist ein 5G-Campusnetz überhaupt ratsam?
Anwendungen für 5G-Campusnetze
Das 5G-Campusnetz lohnt sich in vielerlei Situationen. Je nach Use Case ergeben sich dabei unterschiedliche Anforderungen an Bandbreite, Netzabdeckung und Latenz. In der Chemieindustrie mit ihren weitläufigen Standorten kann es von Vorteil sein, Unternehmensfahrzeuge miteinander zu vernetzen. Dafür sind überlappende Funkzellen vonnöten, um einen nahtlosen Übergang von Zelle zu Zelle zu ermöglichen. Handelt es sich um ein ferngesteuertes Vehikel, das nur kleine Datenmengen überträgt, ist zwar eine optimale Netzabdeckung, aber keine große Bandbreite nötig. Fährt das Fahrzeug dagegen autonom oder übermittelt kontinuierlich hochauflösende Kamerabilder, braucht man eine hohe Bandbreite. Womöglich müssen mehr Antennen eingefügt werden, um die erforderliche Datenrate zu erzielen. In puncto Latenz gilt: Je größer der Abstand zur Antenne ist, desto länger dauert die Datenübertragung. Für zeitkritische Anwendungen werden die Antennen daher dichter angeordnet. Eine höhere Anzahl an Antennen ist ebenfalls nötig, um beispielsweise Fahrzeuge zu orten.
Viele Unternehmen in der Chemieindustrie haben mittlerweile Anlagen weitestgehend vernetzt. Die Kommunikation zwischen Mitarbeitern und Anlagen erweist sich jedoch oftmals als schwierig. Die 5G-Funktechnologie ermöglicht es auch, in Stahlbetonumgebungen und auf einem großen Werksgelände eine durchgängige Netzabdeckung mit hoher Bandbreite und minimaler Latenz sicherzustellen. So können Mitarbeiter jederzeit und überall auf dem Gelände wichtige Informationen auf ihrem Tablet oder Smartphone abrufen. Sie erhalten digitale Unterstützung bei anspruchsvollen Aufgaben und haben die Möglichkeit, schneller bessere Entscheidungen zu treffen. Dadurch werden Prozesse verbessert, die Effizienz gesteigert und die Sicherheit erhöht.
Sensoren und Aktoren bilden wiederum die Grundlage für anspruchsvolle IoT-Szenarien und unterstützen Unternehmen bei der Überwachung, Steuerung und Analyse des Zustands und Betriebs von Maschinen und Prozessen. Für die Interaktion der
Systeme untereinander und mit zentralen Systemen wie Unternehmensdashboards
ist eine zuverlässige und leistungsfähige Kommunikationsinfrastruktur erforderlich, die über 5G-Campusnetze bereitgestellt werden kann.
Alle diese Technologien tragen dazu bei, Ausfallzeiten zu reduzieren, Wartungsarbeiten zu koordinieren und die Effizienz durch Predictive Maintenance zu steigern.
Ausfallsicherheit und Cybersecurity
Um die Ausfallsicherheit zu erhöhen, empfiehlt es sich, das Netz redundant anzulegen und wichtige Komponenten doppelt zu installieren. Fällt ein System aus, kann das zweite einspringen. Auch Maßnahmen zur Cybersicherheit sind unerlässlich. So gilt es, das Netzwerk zu segmentieren, um den Schaden von potenziellen Angriffen zu minimieren. Darüber hinaus ist es ratsam, die Interaktion zwischen den Systemen im Rahmen eines Zero-Trust-Ansatzes auf das Wesentliche zu beschränken. Um dies zu erreichen, muss zunächst untersucht werden, welche Systeme tatsächlich im Netz vorhanden sind und mit wem sie kommunizieren. Danach können gewisse Verbindungen gezielt erlaubt oder blockiert werden. Beispielsweise kann es sein, dass sich die chemische Produktion mit der IT austauschen muss, aber nicht mit der Anlage
in der Fertigung.
Ausblick: Potenziale von 5G nutzen
5G-Netze bilden das Fundament für Innovationen – sowohl im öffentlichen als auch im privaten Unternehmensbereich. Die Technologie entwickelt sich zudem rasant weiter. Beispielsweise soll in Zukunft eine genauere Ortung auf bis zu zehn Zentimeter möglich sein. Derzeit liegt die Genauigkeit noch im Meterbereich. Bereits jetzt ist 5G absolut unerlässlich für Smart-Factory-Projekte. Es lohnt sich deshalb auch für kleine und mittlere Unternehmen in der Chemieindustrie, die Möglichkeiten auszuloten und sich von einem spezialisierten Dienstleister beraten zu lassen. Das Network-as-a-Service-Modell (NaaS) ermöglicht in diesem Zusammenhang einen kostengünstigen Einstieg in die 5G-Welt, bei dem der eigene Aufwand geringgehalten wird.
VINCI Energies Deutschland ICT GmbH, Ludwigshafen
Autor: Hendrik Kahmann
Head of Innovation,
Axians Deutschland
