Roboter, die Pakete selbständig aus dem Lager holen, unbemannte Drohnen, die Pakete liefern, all das ist bereits im Test. Der Weihnachtsmann verlässt sich dafür auf zukunftsweisende Kommunikationsstandards. Denn ohne 5G und Co. ist die dafür notwendige Vernetzung nicht möglich. Was Phoenix Contact damit zu tun hat, erfahrt ihr in dem folgenden Beitrag.

Industrie 4.0 – das ist die Produktion der Zukunft. Alles wird „smart“, nicht nur das „phone“ und die „watch“, auch unser Arbeitsalltag verändert sich im Rahmen der Digitalisierung rasant. Wir halten euch auf dem Laufenden darüber, was die vierte industrielle Revolution eigentlich bedeutet. Anhand von praxisnahen Beispielen erklären wir, wie wir den Weg der digitalen Transformation Richtung Zukunft beschreiten.

In Singapur dockt ein unbemanntes Luftfahrzeug an einer dafür vorgesehenen Paketstation auf einem Dach an. Der erste Schritt für Paketlieferungen, wie sie in Zukunft aussehen könnten. Lieferroboter, die vor der Tür stehen und klingeln, sind allerdings noch nicht ganz so weit. Vor einigen Jahren war das alles noch reine Fiktion, nur zu sehen in Filmen. Dass wir dieser Vision heute schon so nah sind, ist nur möglich, weil Menschen an neuen Technologien arbeiten.

5G – Die nächste Generation des Mobilfunks

Imagebild zu 5G

Ähnlich wie selbstfahrende Autos brauchen auch die Weihnachtsmänner der Zukunft eine vollständig vernetzte Welt. Großes Thema für die drahtlose Kommunikation ist 5G, der zuverlässige Mobilfunk für mobile Anwendungen. Bisherige Mobilfunkstandards bieten keine garantierte Zuverlässigkeit, keine Diagnose der Verbindungsqualität und sind länderspezifisch unterschiedlich.

Das 3GPP (3rd Generation Partnership Project) erarbeitet daher in verschiedenen Arbeitsgruppen die Systemspezifikationen für die nächste Generation Mobilfunk, allgemein als 5G bezeichnet. Mit dem Ziel, 5G von vornherein industriefähig zu gestalten und in der Produktion zu etablieren, wurde Anfang 2018 im ZVEI die globale Initiative 5G-ACIA (5G Alliance for Connected Industries and Automation) gegründet. Als einer der Pioniere für den Einsatz von Wireless-Technologien in der Automatisierungstechnik hat Phoenix Contact dieses Projekt mit initiiert und stellt entsprechende Ressourcen in den Arbeitsgruppen zur Verfügung.

Grundgerüst für die industrielle Kommunikation der Zukunft

Intelligente Roboter transportieren Pakete - eine super Unterstützung für den Weihnachtsmann

Intelligente Roboter erledigen in Lagern bereits heute Aufgaben, die bis vor kurzem noch dem Menschen zugefallen sind. Sie fahren durch die Gänge, um Waren zu holen und diese zu den menschlichen Kollegen zu bringen. Für diese komplexen Automatisierungsaufgaben ist natürlich nicht nur ein neuer Mobilfunkstandard nötig.

In vielen Gremien und Standardisierungsprojekten entsteht im Moment das Grundgerüst für die Zukunft der industriellen Kommunikationstechnik. Neue Kommunikationsstandards wie OPC UA, TSN, SPE und 5G werden bisherigen Systemen in Bezug auf Kosten, Datendurchsatz, Latenz und Deterministik überlegen sein. Als Technologieführer mit mehr als 30 Jahren Erfahrung im Bereich der industriellen Kommunikationstechnik engagieren wir uns in allen wichtigen Standardisierungsgremien. Dort gestalten wir einen neuen, herstellerübergreifenden Kommunikationsstandard für die Automatisierung mit. Sozusagen die helfenden Weihnachtselfen für den Weihnachtsmann der Zukunft.

Ein Überblick über die Kommunikation der Zukunft

Die neuen Technologien TSN, SPE/APL, 5G und auch OPC UA sind nicht unabhängig voneinander zu sehen, sondern bilden gemeinsam die Kommunikation der Zukunft.

Der Kommunikationsstandard OPC UA ist auf überlagerten Kommunikationsschichten bereits etabliert. Nun wird dieser Standard weiterentwickelt für die direkte Feldkommunikation, sodass auch dort eine durchgängige, herstellerübergreifende Kommunikation ermöglicht wird. In Verbindung mit Time Sensitive Networking (TSN) erlaubt OPC UA eine echtzeitfähige und konvergente Kommunikation bis ins Feld oder zwischen Steuerungen.

Gleichzeitig wird auch an der Übertragungsphysik gearbeitet. Single Pair Ethernet (SPE) ermöglicht zukünftig eine Ethernet-Übertragung über nur zwei Drähte für die Ethernet-Anbindung bis zum Sensor. Mit 5G wird ein neuer Mobilfunkstandard spezifiziert, der deutlich zuverlässiger und performanter ist – für eine zuverlässige Anbindung der wachsenden mobilen Anwendungen. Bei all diesen Projekten ist dabei immer das Thema der Cyber Security zu betrachten, die kontinuierlich auf die neuen Systeme und Gefahren hin angepasst werden muss. Alle gerade entstehenden Standards zusammengenommen bilden das Grundgerüst für die Zukunft der industriellen Kommunikationstechnik.

Daten müssen geschützt sein

Übersicht zur Sicherheit von Daten

Eine durchgängige Kommunikation ist ohne entsprechende Sicherheitsmaßnahmen nicht möglich. Denn die Daten müssen insbesondere in großen, offenen Systemen vor ungewollten Veränderungen und Diebstahl geschützt werden. Sonst gibt es keine Weihnachtsgeschenke oder das falsche Paket liegt unter dem Baum. Obwohl also theoretisch jeder mit jedem reden kann, sollte nur gewollte Kommunikation zugelassen werden.

Neben der Mitarbeit in zahlreichen anderen Arbeitsgruppen hat Phoenix Contact das Forschungsprojekt IUNO als das nationale Referenzprojekt zur IT-Sicherheit in Industrie 4.0 unterstützt. Ziel war es, Bedrohungen und Risiken für die intelligente Fabrik der Zukunft zu identifizieren und dazu geeignete Schutzmaßnahmen zu entwickeln. Zusammen wurden allgemein verwendbare Lösungen für die Herausforderungen der IT-Sicherheit im industriellen Umfeld entwickelt und getestet. Diese können nun als Blaupause für IT-Sicherheit in Industrie 4.0 herangezogen werden. Das Projekt wurde im September 2018 erfolgreich abgeschlossen und der Abschlussbericht an das Ministerium für Bildung und Forschung übergeben. Vielleicht kann der Weihnachtsmann im nächsten Jahr bereits auf Kommunikationsstandards zurückgreifen, die ihn bei der Organisation der Geschenke unterstützen.

Driving home for christmas: Wenn der Weihnachtsmann bald vor der Tür steht, zieht es die meisten von uns zurück in die Heimat. Wo ihr auf eurem Heimweg auf Phoenix Contact-Produkte und -Lösungen trefft, erfahrt ihr in diesem Beitrag!

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