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Vodafone und e.Go bereiten Autofertigung für 5G-Mobilfunk vor

Startschuss in Aachen: Die moderne Autofabrik steuert autonome Transportfahrzeuge und sogar drahtlose Drehmomentschlüssel per Mobilfunk.

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(Bild: Dusan Zivadinovic)

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Der Mobilfunknetzbetreiber Vodafone präsentierte am heutigen Mittwoch in Aachen seinen zurzeit vielleicht wichtigsten Kunden: Den kleinen, aber aufstrebenden Elektroautohersteller e.Go. Die beiden Unternehmen haben zusammen mit Ericsson die Werkshalle 1 von e.Go mit einem firmeneigenen Netz abgedeckt und die mobilfunkvernetzte Produktion gestartet. Wegweisend für die 5G-Zukunft von Vodafone könnte diese Zusammenarbeit sein, denn sie demonstriert nicht nur den Einsatz der neuen Mobilfunktechnik in der Industrie, sondern belegt auch, dass Mobilfunknetzbetreiber dabei weiterhin eine wichtige Rolle als Industriepartner spielen können.

Das konnte man zuletzt durchaus bezweifeln seitdem etliche Industrieschwergewichte eigene Campusnetze auf 5G-Mobilfunkbasis aufsetzen wollen, darunter die Autohersteller Audi, BMW und VW oder auch der nach Umsatz weltweit größte Chemie-Konzern BASF. Für Vodafone & Co. gilt diese Unabhängigkeitsbestrebung als Alarmzeichen, die Branche befürchtet Umsatzeinbußen. Deshalb kann man die Zusammenarbeit mit e.Go auch als Signal an die Geschäftskunden verstehen: Seht her, selbst ein Startup kann sich unsere Dienste leisten.

Für Autohersteller eröffnet der Mobilfunk in der Produktion den Weg zu drahtlos gesteuerten Fertigungsrobotern und zum durchgehenden digitalen Materialmanagement. Transportfahrzeuge, Maschinen und Werkzeuge tauschen über das Campusnetz Informationen aus – über den aktuellen Standort, zum momentanen Batteriezustand oder zur geplanten Fahrroute, so Vodafone.

Campusnetze kann man sich allerdings in verschiedenen Ausprägungen vorstellen. Unternehmen können zum Beispiel ab Herbst 2019 eigene Frequenz-Segmente bei der Bundesnetzagentur beantragen, um eine komplett unabhängige eigene Mobilfunkinfrastruktur auf ihrem Gelände aufzubauen; die Hardware könnten sie von Zulieferern wie Ericsson, Nokia und anderen nach Gutdünken beziehen. So hätten sie maximale Unabhängigkeit von den Mobilfunknetzbetreibern und behielten die Hoheit über ihre Daten, ohne dass ein externer Dienstleiter gewissermaßen am Steuer sitzt.

Allerdings braucht man für die maximale Unabhängigkeit nicht nur Frequenzen und Hardware, sondern auch sachkundiges Personal. Für große Konzerne könnte das dennoch lukrativ sein; sie dürften dann wie Mobilfunknetzbetreiber und -Provider um Fachleute konkurrieren.

Die meisten Unternehmen können es sich aber finanziell nicht leisten, eigenes Mobilfunk-Know-how aufzubauen und gliedern die Netzverwaltung daher aus. Das Campusnetz kann dann zwar nicht-öffentliche Frequenzen nutzen, muss aber nicht: Wenn die Verwaltung ein Netzbetreiber übernimmt, kann dieser das Werksgelände mit seinen öffentlichen Frequenzbändern abdecken. Prinzipiell kann er auch die Infrastruktur stellen (Switche, Router, Server, Software, etc.); das ist Verhandlungssache.

Es gibt aber einen wesentlichen Unterschied zu nicht-öffentlichen Frequenzen: Um zu vermeiden, dass der öffentliche Mobilfunkverkehr den Netzbetrieb des Kunden ausbremst, reserviert der Netzbetreiber mittels Network-Slicing Teile der Funkressourcen vor Ort für seinen Industriekunden. Zudem lässt sich das Campusnetz auch schon physisch vom öffentlichen Mobilfunknetz separieren, einfach, indem es mit so niedriger Sendeleistung funkt, sodass die Zellen nicht über das Firmengelände hinausreichen. Und natürlich erhalten Industriekunden individuelle SIM-Karten, sodass sich nur die damit laufenden eigenen Geräte in ihr Campusnetz einbuchen können.

Der Autohersteller e.Go setzt mit Vodafone dieses zweite Szenario um. e.Go konnte sogar noch einen Schritt weitergehen und sogar die Netzplanung Vodafone überlassen, denn zu Beginn des gemeinsamen Projekts war die neue Werkshalle 1 leer. Nun wird eine 8.500 Quadratmeter große Fertigungsfläche von sechs Mobilfunkzellen abgedeckt. Dafür setzt Vodafone laut seinem Projektmanager David Rose 36 spezielle "Antennen", sogenannte Radio-Dots ein. Sie arbeiten LTE-gemäß im 2,6-GHz-Band. Laut Rose liegt die Sendeleistung der Radio-Dots unter 100 mW, sodass sie praktisch nur die Werkshalle abdecken und jenseits des Firmengeländes für übliche Mobilfunkgeräte nicht erreichbar sind. Ab August kommen dann echte 5G-Radio-Dots für das 3,5-GHz-Band hinzu.

Die Radio-Dots sollen Bandbreiten im Gigabit-Bereich liefern. Sie übermitteln die Signale von Produktionsobjekten oder autonomen Transportfahrzeugen an einen ebenfalls in der Halle installierten EDGE-Server von Ericsson mit Latenzen von etwa 10 Millisekunden. 5G verspricht zwar Latenzen bis zu 1 Millisekunde, aber für die Anwendungen von e.Go sei das nicht erforderlich, so Rose.

e.Go nutzt sein Campusnetz schon beim Wareneingang. Wenn Zulieferer ihre Bausteine, Produktionsstoffe und Materialien mittels RFID kennzeichnen, lassen sie sich schon nach dem Auspacken per Scanner automatisiert identifizieren; das spart viel Zeit und einige Arbeitskräfte. Eingehende Waren erfasst ein RFID-Scanner im Flug und gibt sie per Mobilfunk an die Produktionssteuerung weiter. Die Steuerung "weiß dann schon", in welchem Fahrzeugexemplar welche Schraubenart an welcher Stelle eingesetzt wird und weist zum Beispiel einem vernetzten, akkubetriebenen Drehmomentschlüssel das passende Drehmoment zu. So lassen sich laut e.Go und Vodafone bei der Montage auch Kundenwünsche automatisiert berücksichtigen.

Wichtige Produktionsdetails landen letztlich im Fertigungsprotokoll eines jeden Autoexemplars. Der Gewinn liegt auf der Hand: Die Fehlerwahrscheinlichkeit sinkt, der Hersteller spart Arbeitskräfte, bekommt eine lückenlose Dokumentation und erspart sich im Idealfall jegliche Inventuren.

Die optimale Autofabrik verzichtet zudem auf das Fließband, die Bauteile bringen autonome Fahrzeuge an die vorgesehenen Fertigungsstationen. Ausgestattet mit Sensoren, erfassen die Transport-Roboter eigenständig die benötigten Umgebungsinformationen. Die Sensordaten wertet direkt in der Produktionshalle ein kleines Rechenzentrum aus (Mobile Edge Computing) und füttert das Fahrzeug seinerseits per Mobilfunk mit Analysedaten. Dieses passt darauf basierend die Fahrtrichtung an und lenkt, bremst und beschleunigt selbstständig, erklärt Vodafone.

Über die Kosten ließen die Partner nur wenig verlauten – die Einstiegskosten liegen laut e.Go-Chef Günther Schuh im Millionenbereich, wobei Vodafone dem kleinen Startup Rabatte eingeräumt hat. (dz)