Die Smart Factory von e.GO: So revolutioniert Vodafone die Datenvernetzung der Industrie

Voda­fone startet jet­zt gemein­sam mit Eric­s­son erst­mals ein autarkes Mobil­funknetz und sorgt so mit 5G-Tech­nolo­gie für die smarteste Indus­triehalle Deutsch­lands. Das Werk des Elek­troau­to­her­stellers e.GO Mobile wird mit den Tech­nolo­gien 5G Edge Com­put­ing und Net­work Slic­ing zu ein­er echt­en Smart Factory. 

Datenüber­tra­gun­gen von bis zu 10 Giga­bit in der Sekunde, größere Band­bre­it­en und Laten­zen unter 10 Mil­lisekun­den: Nicht nur Smart­phone-Nutzer wer­den von 5G in Zukun­ft prof­i­tieren, auch die Indus­trie kann mit der verbesserten mobilen Daten­ver­net­zung deut­lich effizien­ter, flex­i­bler und sicher­er arbeit­en. Das zeigen jet­zt erste 5G-Tech­nolo­gien in der e.GO-Produktionsstätte in Aachen.

Smart Factory: Das Fabrikmodell der Zukunft

Das Auto­mo­bil-Start-up e.GO Mobile will saubere Elek­troau­tos her­stellen, die für jed­er­mann bezahlbar sind. Um dies zu erre­ichen, müssen die Her­stel­lung­sprozesse in der Fab­rik so präzise und effizient wie möglich ablaufen. Der Infor­ma­tions­fluss nimmt dabei eine uner­set­zliche Rolle ein. Die Serien­pro­duk­tion kom­plex­er Maschi­nen wie eben die neuar­ti­gen Elek­troau­tos erfordert dig­i­tale Über­tra­gungsrat­en in Echtzeit, ein für die indi­vidu­ellen Anforderun­gen entwick­eltes IoT-Netz und größt­mögliche Sicher­heit. Die von Voda­fone und Eric­s­son zur Ver­fü­gung gestell­ten 5G-Tech­nolo­gien ver­wan­deln eine kon­ven­tionelle Aut­o­fab­rik in ein dig­i­tales Werk der Indus­trie 4.0.

„Daten sind wichtiger Treibstoff“

Es ist keine Frage, dass die Indus­trie, um den Anschluss an eine effiziente Zukun­ft nicht zu ver­passen, auf dig­i­tale High­speed- und Net­zw­erk-Inno­va­tio­nen angewiesen ist. Prof. Gün­ther Schuh, CEO der e.GO Mobile AG ist überzeugt, dass die 5G-Unter­stützung sein Werk weit nach vorne brin­gen wird: „Unser Werk 1, das Mon­tage-Werk für den e.GO Life, ist eine echte Indus­trie 4.0 Fab­rik. Die Kon­nek­tiv­ität verknüpft die physis­che mit der dig­i­tal­en Welt. Das 5G-Netz von Voda­fone ermöglicht es uns, dass diese Abläufe in Zukun­ft noch schneller und sicher­er in Echtzeit umge­set­zt wer­den kön­nen. Zu jedem Zeit­punkt ist der Zugriff auf rel­e­vante Infor­ma­tio­nen gewährleis­tet und erlaubt sofor­tiges Ein­greifen.“ Und auch der Voda­fone Deutsch­land-Chef Hannes Amet­sre­it­er weiß, dass ein schnelles Netz die Zukun­ft der Auto­mo­bilin­dus­trie ist. „Dat­en sind ein wichtiger Treib­stoff für die mod­erne Auto­mo­bil­pro­duk­tion. Umso wichtiger ist es, dass diese Dat­en die Pro­duk­tion­shalle nicht mehr verlassen.“

Eigen­schaften wie „Abläufe in Echtzeit“ und „Dat­en, die die eige­nen Hallen nicht mehr ver­lassen“ sind speziell zwei 5G-Tech­nolo­gien zu ver­danken, die dank Voda­fone bei e.GO Mobile ab sofort zum Ein­satz kom­men: Net­work Slic­ing und 5G Edge Com­put­ing.

Was ist Network Slicing?

Unter­schiedliche Anwen­dun­gen haben unter­schiedliche Ansprüche an das Netz. Ein autonomes Fahrzeug ist zum Beispiel während der Fahrt in erster Lin­ie auf niedrige Latenzzeit­en angewiesen, damit es ohne Verzögerung auf äußere Ein­flüsse reagieren kann. Der Beifahrer, der im sel­ben Auto einen Videostream auf seinem Tablet schaut, braucht aber keine blitzschnelle Latenz, son­dern einen möglichst hohen Daten­durch­lauf an hochau­flösenden Bildern. In ein­er indus­triellen Pro­duk­tion­shalle hinge­gen müssen tausende von Einzel­teilen, Robot­er und Trans­port­fahrzeuge gle­ichzeit­ig dig­i­tal erfasst und ges­teuert wer­den, was wiederum ganz andere Anforderun­gen an das Netz stellt.

Net­work Slic­ing macht es möglich, dass sich mobile Net­ze für ihre jew­eili­gen Her­aus­forderun­gen spezial­isieren kön­nen. Ein einzel­ner Betreiber kann mit dieser Tech­nolo­gie sein eigenes virtuelles Net­zw­erk kreieren, das spezielle Anforderun­gen an die indi­vidu­ellen Anwen­dun­gen vor Ort erfüllt. Er schnei­det (engl. to slice) sich also salopp for­muliert ein Stück aus dem Netz her­aus, das dann nur auf seine Bedürfnisse angepasst ist und auf ihn zugeschnit­ten ist.  Für eine Smart Fac­to­ry wie das e.GO Werk 1 bedeutet dies max­i­male Effizienz bei der inter­nen Datenüber­tra­gung, etwa bei der Kom­mu­nika­tion zwis­chen den Maschinen.

Was ist 5G Edge Computing?

Derzeit ist es die Regel, dass Online-Anwen­dun­gen ihre Rechenar­beit auf Servern erledi­gen, die oft an weit ent­fer­n­ten Orten sta­tion­iert sind. Cloud-Dien­ste spe­ich­ern Deine Dat­en auf ihren Servern und Stream­ing-Anbi­eter liefern Dir Inhalte vom anderen Ende der Welt inner­halb von Sekun­den. Das funk­tion­iert soweit auch sehr gut, allerd­ings wer­den mit dem Wach­s­tum der mobilen Anwen­dun­gen in Zukun­ft auch die Ansprüche an Daten­trans­fers steigen. Ger­ade in der Indus­trie und im Verkehr kommt es auf Echtzeitkom­mu­nika­tion und Daten­sicher­heit an.

Hier kommt 5G Edge Com­put­ing ins Spiel. Mit dieser Tech­nolo­gie kön­nen sich einzelne Betreiber unab­hängig von weit ent­fer­n­ten Server­far­men machen. Kleine Echtzeit-Rechen­zen­tren ermöglichen es, Rechen­op­er­a­tio­nen direkt am Rand (Edge) eines inter­nen Net­zw­erkes zu vol­lziehen. Es geschieht also alles an Ort und Stelle. Edge Com­put­ing inner­halb der Fab­rik ver­ringert die Latenzzeit­en und beschle­u­nigt die Kom­mu­nika­tion zwis­chen den Maschi­nen auf Echtzeit. Dazu bleiben die sen­si­blen Dat­en in der Halle, was das Risiko von äußeren Angrif­f­en min­imiert. Gle­ichzeit­ig wer­den die umliegen­den mobilen Net­ze entlastet.

Vodafones Speed Stunts: Edge Computing im Einsatz

Die sehbe­hin­derte Ski­fahrerin Noe­mi Ris­tau fährt zum ersten Mal alleine eine Piste hinab – Anweisun­gen erhält sie nahezu in Echtzeit über Voda­fones 5G Ready-Tech­nolo­gie. Bei dieser wage­muti­gen Aktion hängt alles von ein­er Echtzeitüber­tra­gung mit min­i­mal­ster Latenz (Verzögerung) ab. Das für den Stunt errichtete, dezen­trale 5G-Netz ermöglicht der Par­a­lym­pi­onikin erst­mals eine neue Art der Autonomie. Dieses Behind-the-Scenes-Video zeigt Dir, wie das Voda­fone Tech­nik-Team den Speed Stunt ermöglichen konnte:

So läuft die Smart Factory von e.GO

In der 8.500 Quadrat­meter großen Fab­rikhalle Werk 1 sind 36 kleine Mobil­funkan­ten­nen ver­baut. Diese Anten­nen ermöglichen die oben genan­nten 5G-Tech­nolo­gien. Sobald Pro­duk­tion­sstoffe und Mate­ri­alien in die Pro­duk­tion­shalle geliefert wer­den, erhält jedes einzelne Teil einen eige­nen RFID-Code (RIFD = Radio Fre­quen­cy Iden­ti­fi­ca­tion. Zu Deutsch: automa­tis­ches Iden­ti­fika­tionsver­fahren), mit dem es per Scan­ner jed­erzeit automa­tisch iden­ti­fiziert wer­den kann. Mitar­beit­er kön­nen über smarte Screens jed­erzeit ver­fol­gen, an welch­er Stelle genau sich welch­es Ele­ment befind­et. Die Karosse­rien kom­men auf autonome Trans­portwä­gen – fahrende Plat­tfor­men, die mit Sen­soren aus­ges­tat­tet sind – und wer­den von dort aus indi­vidu­ell bestückt. Fließbän­der gehören hier der Ver­gan­gen­heit an.

In der smarten Fab­rik sind sog­ar die Werkzeuge ver­net­zt. Die Drehmo­mentschlüs­sel lassen sich für jeden einzel­nen Pro­duk­tion­ss­chritt auf das richtige Drehmo­ment ein­stellen und kön­nen Fehlfunk­tio­nen von sel­ber an die zuständi­ge Abteilung melden.

NRW als Ausgangpunkt für die Industrie 4.0

Dass die Zusam­me­nar­beit der Tech­nolo­gie-Inno­va­toren Voda­fone und Eric­s­son mit dem fortschrittsori­en­tierten Elek­troau­to­her­steller e.GO ger­ade in Nor­drhein-West­falen geschieht, ist kein Zufall. Prof. Dr. Andreas Pinkwart, NRW-Min­is­ter für Wirtschaft, Inno­va­tion, Dig­i­tal­isierung und Energie kom­men­tiert: „Wir müssen 5G durch Anwen­dun­gen erleb­bar machen, um auf dem Weg zu smarter Mobil­ität, Indus­trie 4.0 und inno­v­a­tiv­en Prozessen deut­lich voranzukom­men. Nor­drhein-West­falen hat durch seine dichte Forschungs- und Unternehmensland­schaft ide­ale Voraus­set­zun­gen für die umfassende Dig­i­tal­isierung der indus­triellen Pro­duk­tion. Die e.GO Smart Fac­to­ry ist hier ein Leucht­turm und Vor­bild für die Indus­trie in ganz Deutschland.“

Wie siehst Du die Entwick­lung von Smart Fac­to­ries inner­halb der Indus­trie 4.0? Schreib uns Deine Mei­n­ung in die Kommentare!