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Bereits heute erheben produzierende Unternehmen mehr Daten als jede andere Branche. In Echtzeit bereitgestellte Informationen aus dem Betrieb von Maschinen und Anlagen schaffen Transparenz und sind Grundlage für Prozessoptimierungen und Produktivitätssteigerungen. Im Zuge der fortschreitenden Digitalisierung entstehen so Plattformökosysteme mit einer immer größeren Anzahl vernetzter Endgeräte.
Das Fundament dieser Plattformökosysteme ist eine leistungsfähige Infrastruktur. Erst sie ermöglicht es, die durch Digitalisierung und Vernetzung generierten Daten in Echtzeit bereitzustellen und zu verarbeiten. 5G und Wi-Fi 6 werden in diesem Zusammenhang seit 2019 als besonders leistungsstarke Technologien gehandelt. Erstmals bieten sie die erforderliche Qualität, Geschwindigkeit und Kapazität für die sichere und zuverlässige Übertragung großer Datenmengen. Durch die Möglichkeit der kabelfreien Vernetzung wird die Flexibilität erhöht, sodass auch Kostenvorteile gegenüber kabelgebundener Konnektivität entstehen.
Das ganzheitliche Modell des Digital Architecture Management (DAM) soll Unternehmen in die Lage versetzen, ihre IT-Infrastruktur kontinuierlich aus verschiedenen Perspektiven zu betrachten. Richtig eingesetzt entsteht eine Informationsbasis zur Harmonisierung der IT-Systemlandschaft unter Berücksichtigung von neuen Strategien, Technologien und Prozessen.
Der Technologie- und Trendradar 2022 enthält die neusten Technologien und Trends des vergangenen Jahres. Im aktualisierten Radar wurden die Technologiereifegrade in den Steckbriefen neu bewertet, die Anwendungen, Potenziale und Herausforderungen der Technologien wo nötig aktualisiert und neue Technologien aufgenommen.
Der Technologie- und Trendradar 2022 enthält elf neue Steckbriefe. Das Technologiefeld Vernetzung wurde um Eventgetriebene IT-Architekturen, Internet of Behaviors und Web3 erweitert. Dem Feld Virtualisierung wurde die Technologie Metaverse hinzugefügt. Das Technologiefeld Datenverarbeitung wurde um den Trend Data-Centric AI ergänzt, das Feld Prozesse um den Trend Digitale Souveränität. Im Technologiefeld Produkte wurden die Technologien Edge AI, Inter Planetary File System (IPFS), Photonische Siliziumchips, Soft-Robotik und Neuromorphic Computing aufgenommen.
In diesem Leitfaden werden vier Phasen („Identifikation von Anwendungsfällen“, „Ist-Analyse der Infrastruktur“, „Konzeption in der BaSys-4.0-Umgebung“ und „Umsetzung der Entscheidungsunterstützung“) zur Umsetzung der BaSys-Architektur empfohlen, die hier näher beschrieben werden. Darauf folgt ein Glossar, das die wesentlichen Begrifflichkeiten rund um BaSys 4 und ‚BaSys4Dash‘ erläutert.
Industrial 5G applications
(2019)
In der Demonstrationsfabrik werden 3 exemplarische 5G-Anwendungsfälle entlang der gesamten Wertschöpfungskette eines produzierenden Unternehmens vorgestellt. Das Future Warehouse ermöglicht neben der Datenerfassung und -verfolgung in Echtzeit auch die einfache Nachrüstung von Technologie-Upgrades. 5G-Intralogistik zeichnet sich durch autonome Antriebssysteme aus, die durch niedrige Latenzen und Netzwerk-Slicing in Echtzeit steuerbar und zuverlässig sind. Die 5G-Montage umfasst die vollständige drahtlose Vernetzung von Montagelinien und ermöglicht eine kontinuierliche und kurzzyklische Optimierung des Montageprozesses.
Der Betrieb lokaler privater Mobilfunknetze in lizenzierten Frequenzbändern ist eine der Kerninnovationen aktueller 5G- und zukünftiger 6G-Netze. Die prognostizierte Leistungsfähigkeit privat verfügbarer und störungsfreier Frequenzbereiche, wie z. B. privater 5G-Netze, sogenannter Campusnetze, ist für Industrieunternehmen oft von großem Interesse. Die Integration der 5G-Netzwerkinfrastruktur in bestehende Brownfield-Umgebungen muss jedoch erhebliche technische und Management-Herausforderungen überwinden. Im Vergleich zu selten anzutreffenden Greenfield-Szenarien kann das Potenzial von 5G nur gezeigt werden, wenn signifikante Leistungsvorteile gegenüber bestehender drahtloser Netzwerkinfrastruktur (z. B. Wi-Fi) nachgewiesen werden können und gleichzeitig eine nahtlose Integration in die Prozessumgebung in der Praxis gewährleistet werden kann.
Vor diesem Hintergrund stellt das Competence Center 5G.NRW in diesem Beitrag ein agiles System zur kontinuierlichen, netzwerkübergreifenden Überwachung von Ende-zu-Ende-Leistungsgarantien in Bezug auf Durchsatz, Latenz und Zuverlässigkeit vor. Während einzelne punktuelle Messungen während der Netzwerk-Inbetriebnahme und -Erprobung oft die erwarteten Leistungsspitzen anzeigen, untersucht dieser Beitrag speziell das Potenzial eines räumlich verteilten Stresstests, der die Netzwerkqualität aktiv und kontinuierlich während des Produktivbetriebs überwacht. Anhand einer umfangreichen Fallstudie wird die Leistungsfähigkeit des verteilten Ansatzes für die Leistungsbewertung von Mehrbenutzer- und Zellenrandumgebungen demonstriert.
Die Kulmbacher Brauerei AG schafft mit der Auswahl einer geeigneten ‚Tracking & Tracing‘-Lösung die Grundlage für digitale Prozesse bei dem Zusammenstellen und der Rücknahme von Leihartikeln. Gemeinsam mit dem FIR an der RWTH Aachen wurden dafür Anforderungen und Potenziale einer ‚Tracking & Tracing‘-Lösung aufgenommen, verschiedene Technologiekonzepte entwickelt und schließlich potenzielle Anbieter identifiziert und bewertet.
Das „Competence Center 5G.NRW“ (CC5G) bildet für Unternehmen in NRW eine zentrale Anlaufstelle rund um das Zukunftsthema 5G. Dabei unterstützt das CC5G die Entwicklung des Landes NRW zum Leitmarkt 5G über drei Kernmaßnahmen: Technische Eintrittshürden für Unternehmen werden reduziert und das wirtschaftliche Potenzial von 5G wird durch die Identifikation neuer Anwendungen entwickelt. Zudem werden Unternehmen – Anwender sowie Anbieter – in einem starken Netzwerk verbunden, sodass die Adoption von 5G deutlich beschleunigt wird. Im August dieses Jahres wurde das CC5G vom Wirtschaftsminister des Landes NRW, Professor Pinkwart, bei einem Besuch am FIR eröffnet. Das „Competence Center 5G.NRW“ wird über den Projektträger Jülich vom Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen gefördert.
Ziel des Forschungsprojekts ‚BaSys4Dash‘ (Laufzeit: 01.06.2019 – 31.12.2021) ist es, eine teilautomatisierte Entscheidungsunterstützung auf Basis von Dashboards in zwei Anwenderunternehmen zu entwickeln. Dabei dient das Softwaresystem BaSys 4.0 als Grundlage, um Auswertungen teilautomatisiert durchzuführen und Informationen situations- und anwendungsgerecht auf Dashboards zu visualisieren. Die Architektur von BaSys 4.0 wird genutzt, um das Potenzial zu heben, indem einheitliche Schnittstellen für den Informationsaustausch geboten werden. Eine Möglichkeit dafür ist die Verwendung standardisierter Schnittstellen wie die des Verwaltungsschalenkonzepts, das einen Grundbaustein von BaSys 4.0 darstellt. Damit werden Entscheidungsfindungsprozesse digital unterstützt, sodass nicht mehr nur auf Erfahrungen und Wissen zurückgegriffen werden muss. Das diesem Bericht zugrundeliegende Vorhaben wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 01IS19006A gefördert.