Kommt die "Kabeldämmerung"? Mit 5G-Fabriknetzen zu schlankeren Prozessen und mehr Umsatz

Ericsson und ABI Research haben eine Studie veröffentlicht, die anhand von Modellrechnungen im Bereich Fertigung und Logistik Investitionsvolumen für eine 5G- und LTE-Vernetzung und die daraus resultierenden möglichen Ertragssteigerungen analysiert. In beiden Use Cases ist mit Einsparungen bzw. Mehrumsätzen zu rechnen, die den Invest in private Mobilfunknetze erheblich übersteigen.

Kabellos angebundene Roboter, vernetze Produktionsprozesse und das Echtzeit-Monitoring von Lagerbeständen - die Vorteile von 5G und Co. im Bereich Industrie 4.0 liegen auf der Hand. Doch was kosten Beschaffung und Einsatz der Technik und welchen ROI (Return on Investment - Kapitalrendite) bringt der Technologieeinsatz mit sich.

Im Vorfeld der Messe SPS 2019 in Nürnberg beantwortet die Studie "Unlocking the Value of Industry 4.0" von Ericsson und ABI Research diese Fragen. ABI Research hat dazu in China, Deutschland, Südkorea, UK sowie in den USA Betriebe aus folgender Bereiche untersucht: Fertigung (Automotive, Elektronik), Retail-Logistik sowie Third-Party-Logistik (3PL).

Auch zwei deutsche Beispiele wurden untersucht

Grundsätzlich gilt: Fertiungs- und Logistikmanager müssen die Betriebskosten senken, indem sie Ausfallzeiten minimieren, die Bestandsverwaltung synchronisieren und Personal und Ausrüstung effizienter organisieren. Zu diesem Zweck sind Unternehmen aus dem Fertigungsbereich und der Supply Chain zunehmend bestrebt, im Rahmen ihrer Strategie der digitalen Transformation neue Technologien einzusetzen - natürlich auch um neue Dienstleistungen zu ermöglichen.

ABI Research prognostiziert, dass der Markt für Smart Manufacturing bis 2030 auf eine Billion US-Dollar mit 4,3 Milliarden drahtlosen Verbindungen wachsen wird. Darüber hinaus hat der Wechsel zu privaten Mobilfunknetzen (Campusnetze) das Potenzial, die Bruttomarge um 5 bis 13 Prozent in Produktions- und Logistikbetrieben zu erhöhen, wenn sie die Anforderungen der Industrie 4.0 vollumfänglich erfüllen.

Marktstudie

Campusnetze: Wer macht das Geschäft?

Private Mobilfunknetze basierend auf 4G/LTE und 5G ermöglichen den Einsatz zahlreicher Industrie-4.0-Tools. Dazu gehören Condition-Based Monitoring (CBM), Real-Time Location (RTLS), Asset Tracking, Bestandsmanagement, Augmented Reality, Wearables, Gebäudeautomation, Robotern und verschiedenes mehr.

Unter den von den Experten untersuchten acht Modellrechnungen zum Einsatz von Mobilfunktechnologie zur Vernetzung von Prozessen im Industrie-4.0-Kontext sind auch zwei deutsche Beispiele in den Bereichen Fertigung und Logistik. Konkret untersuchten die Autoren der Studie eine 500.000 Quadratmeter große deutsche Autofabrik, wie führende deutsche Autobauer sie nutzen, mit Blick auf eine Laufzeit von fünf Jahren.

Einem Investitionsvolumen von 50 Millionen US-Dollar für den Einsatz der benötigten Mobilfunktechnik (exklusive Kosten für Frequenzen) stehen allein 505 Millionen US-Dollar an potenziellen operativen Einsparungen gegenüber. Eine 4,9-prozentige Ertragssteigerung sowie das zusätzliche Produktionsvolumen von bis zu 17.500 Fahrzeugen unterstreichen den Mehrwert der vernetzten Produktion.

Private Mobilfunknetze: Maßanzüge und keine Stangenware

"Die Forschungsergebnisse sind eine gute Indikation für Kosten und Nutzen von Mobilfunktechnologie im industriellen Einsatz", ordnet Jan-Peter Meyer-Kahlen, Leiter des Ericsson Forschungs- und Entwicklungszentrums Eurolab, die Studie ein. "Klar ist aber auch, dass private Mobilfunknetze ein Maßanzug sind und keine Stangenware. Gemeinsam mit unseren Partnern, den Mobilfunknetzbetreibern, nehmen wir daher immer gemäß individuellen Anforderungen des Kunden Maß und konzipieren eine Lösung, deren Kosten natürlich variieren können."

Die maßgeschneiderten Lösungen basieren zu Teilen auch auf den angestrebten Anwendungsfällen. So wurden in der Modellrechnung rund um die Produktionsfläche des exemplarischen deutschen Autobauers Robotik, Bestandsverwaltung und Zustandsüberwachung von vernetzten Geräten angestrebt.

Im Bereich Logistik untersuchten die Autoren das Beispiel eines 50.000 Quadratmeter großen deutschen Warenlagers über eine Laufzeit von fünf Jahren. Das Investitionsvolumen in diesem Fall betrug sechs Millionen US-Dollar für den Einsatz der benötigten Mobilfunktechnik (exklusive Kosten für Frequenzen). Exemplarische Anwendungsfälle im Warenlager: Robotik, Warenverfolgung und die Zustandsüberwachung von vernetzten Geräten. Im Ergebnis identifizierten die Experten eine Ertragssteigerung von 13,2 Prozent, ein zusätzliches Durchlaufvolumen von 15,9 Millionen Paletten und operative Einsparungen in Höhe von 355,5 Millionen Dollar.

Wi-Fi-Einsatz ist nicht beliebig hochskalierbar

Die Autoren der Studie empfehlen (erwartungsgemäß) den Switch zur Mobilfunkverbindung, also zum Fabriknetz auf der Basis von 4G/LTE bzw. 5G. Denn nur so könne die für den Betrieb einer hochautomatisierten Lagers erforderliche Hardware-Infrastruktur wie Lagereinrichtungen, FTS, Roboter und Warehouse-Management-Systemen optimal vernetzt werden.

#experte

Drahtlosnetze

WLAN oder 5G: Wozu brauchen Fabriken Campus-Netze?

Das Gleiche gilt für die Fertigung. In der Vergangenheit wurde dies über Industrial Ethernet oder Wi-Fi erreicht, doch wird die wachsende Gerätedichte immer mehr zum Nadelöhr für Wi-Fi und anderen Systeme, die in einem nicht lizenziertem Frequenzspektrum funken. geht es lediglich darum, eine "überschaubare" Anzahl von Geräte zu verbinden, ist dies mittels Wi-Fi (WLAN) meist problemlos machbar. Soll jedoch die Anzahl der Endgeräte in der Produktion hochskaliert werden, stößt man unweigerlich an die Grenzen von Wi-Fi. Hinzu kommt, dass Mobilfunk-Module und GSM-Chipsätze bereits heute günstiger produziert werden als Wi-Fi-Module.

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