Das Internet der Dinge (IOT) wird Auswirkungen auf fast alle Branchen haben, die größten Auswirkungen wird es jedoch auf die Fertigungsindustrie haben. Tatsächlich hat das Internet der Dinge das Potenzial, traditionelle lineare Systeme in dynamische, miteinander verbundene Systeme zu verwandeln, und könnte die größte treibende Kraft für die Transformation von Fabriken und anderen Einrichtungen sein.

Wie andere Branchen streben auch das Internet der Dinge in der Fertigungsindustrie und das industrielle Internet der Dinge (IIoT) danach, durch drahtlose Verbindungen und Technologien, die es unterstützen, realisiert zu werden. Heutzutage ist das Internet der Dinge auf geringen Stromverbrauch und große Entfernungen angewiesen, und der Schmalbandstandard (NB) löst dieses Problem. Der PCB-Redakteur weiß, dass NB-Verbindungen viele IoT-Anwendungsfälle unterstützen können, darunter Ereignisdetektoren, intelligente Mülleimer und intelligente Zähler. Zu den industriellen Anwendungen gehören Asset-Tracking, Logistik-Tracking, Maschinenüberwachung usw.

Da jedoch weiterhin landesweit 5G-Verbindungen aufgebaut werden, wird ein völlig neues Maß an Geschwindigkeit, Effizienz und Leistung dazu beitragen, neue IoT-Anwendungsfälle zu erschließen.

5G wird für höhere Datenübertragungsraten und Anforderungen an extrem niedrige Latenzzeiten verwendet. Tatsächlich wurde in einem Bericht von Bloor Research aus dem Jahr 2020 darauf hingewiesen, dass die Zukunft von 5G, Edge Computing und dem Internet der Dinge die wichtigsten Treiber von Industrie 4.0 sind.

Laut einem Bericht von MarketsandMarkets wird beispielsweise erwartet, dass der IIoT-Markt von 68,8 Milliarden US-Dollar im Jahr 2019 auf 98,2 Milliarden US-Dollar im Jahr 2024 wachsen wird. Was sind die Hauptfaktoren, die den IIoT-Markt voraussichtlich antreiben werden? Fortschrittlichere Halbleiter und elektronische Geräte sowie eine stärkere Nutzung von Cloud-Computing-Plattformen – beides wird durch die 5G-Ära vorangetrieben.

Wenn es andererseits kein 5G gibt, wird es laut einem Bericht von BloorResearch eine große Netzwerklücke bei der Verwirklichung von Industrie 4.0 geben – nicht nur bei der Bereitstellung von Verbindungen für Milliarden von IoT-Geräten, sondern auch bei der Übertragung und Verarbeitung der riesigen Datenmengen, die generiert werden.

Die Herausforderung besteht nicht nur in der Bandbreite. Unterschiedliche IoT-Systeme haben unterschiedliche Netzwerkanforderungen. Einige Geräte erfordern absolute Zuverlässigkeit, bei der eine geringe Latenz unerlässlich ist, während in anderen Anwendungsfällen das Netzwerk mit einer höheren Dichte an verbundenen Geräten zurechtkommen muss, als wir es bisher gesehen haben.

Beispielsweise könnte in einer Produktionsanlage eines Tages ein einfacher Sensor Daten sammeln und speichern und mit einem Gateway-Gerät kommunizieren, das Anwendungslogik enthält. In anderen Fällen müssen IoT-Sensordaten möglicherweise in Echtzeit von Sensoren, RFID-Tags, Ortungsgeräten und sogar größeren Mobiltelefonen über das 5G-Protokoll erfasst werden.

Mit einem Wort: Das zukünftige 5G-Netzwerk wird dazu beitragen, eine Vielzahl von IoT- und IIoT-Anwendungsfällen und Vorteilen in der Fertigungsindustrie zu realisieren. Seien Sie mit Blick auf die Zukunft nicht überrascht, wenn sich diese fünf Anwendungsfälle mit der Einführung leistungsstarker, zuverlässiger Verbindungen und kompatibler Geräte im derzeit im Aufbau befindlichen Multispektrum-5G-Netzwerk verschieben.

Sichtbarkeit der Produktionsanlagen

Durch IoT/IIoT können Hersteller Produktionsanlagen und andere Maschinen, Werkzeuge und Anlagen in Fabriken und Lagern verbinden und so Managern und Ingenieuren mehr Einblick in Produktionsabläufe und etwaige auftretende Probleme verschaffen.

Die Nachverfolgung von Vermögenswerten ist eine Schlüsselfunktion des Internets der Dinge. Es kann die Schlüsselkomponenten von Produktionsanlagen leicht lokalisieren und überwachen. Demnächst wird das Unternehmen mithilfe intelligenter Sensoren die Bewegung von Teilen während des Montageprozesses automatisch verfolgen können. Durch die Verbindung der von den Bedienern verwendeten Werkzeuge mit jeder in der Produktion verwendeten Maschine kann der Werksleiter einen Echtzeitüberblick über die Produktionsleistung erhalten.

Hersteller können diese höhere Sichtbarkeit in der Fabrik nutzen, um Engpässe mithilfe von Dashboards und dem neuesten Internet der Dinge schnell zu erkennen und zu beheben und so eine schnellere und qualitativ hochwertigere Produktion zu erreichen.

Vorausschauende Wartung

Die Sicherstellung, dass Anlagenausrüstung und andere Vermögenswerte in gutem Betriebszustand sind, hat für den Hersteller oberste Priorität. Ein Ausfall kann zu schwerwiegenden Produktionsverzögerungen führen, was wiederum zu erheblichen Verlusten durch unerwartete Reparaturen oder Austausche von Geräten sowie zur Unzufriedenheit der Kunden aufgrund von Verzögerungen oder sogar der Stornierung von Aufträgen führen kann. Durch den laufenden Betrieb der Maschine können die Betriebskosten erheblich gesenkt und der Produktionsprozess reibungsloser gestaltet werden.

Durch den Einsatz drahtloser Sensoren an Maschinen im gesamten Werk und die anschließende Verbindung dieser Sensoren mit dem Internet können Manager herausfinden, wann ein Gerät ausfällt, bevor es tatsächlich ausfällt.

Neue IoT-Systeme, die durch drahtlose Technologie unterstützt werden, können Warnsignale in Geräten erkennen und die Daten an das Wartungspersonal senden, damit dieses die Geräte proaktiv reparieren kann, wodurch größere Verzögerungen und Kosten vermieden werden. Darüber hinaus ist die Leiterplattenfabrik davon überzeugt, dass auch Hersteller davon profitieren können, beispielsweise von einer potenziell sichereren Fabrikumgebung und einer längeren Lebensdauer der Geräte.

Verbesserung der Produktqualität

Stellen Sie sich vor, dass die Übermittlung hochwertiger kritischer Zustandsdaten über Umgebungssensoren zur kontinuierlichen Überwachung von Produkten während des gesamten Herstellungszyklus den Herstellern dabei helfen kann, qualitativ hochwertigere Produkte herzustellen.

Wenn die Qualitätsschwelle erreicht ist oder Bedingungen wie Lufttemperatur oder Luftfeuchtigkeit für die Produktion von Lebensmitteln oder Medikamenten nicht geeignet sind, kann der Sensor den Werkstattleiter alarmieren.

Supply Chain Management und Optimierung

Für Hersteller wird die Lieferkette immer komplexer, insbesondere wenn sie beginnen, ihr Geschäft global auszuweiten. Das aufkommende Internet der Dinge ermöglicht es Unternehmen, Ereignisse in der gesamten Lieferkette zu überwachen und Zugriff auf Echtzeitdaten durch die Verfolgung von Vermögenswerten wie LKWs, Containern und sogar einzelnen Produkten zu ermöglichen.

Hersteller können mithilfe von Sensoren den Lagerbestand verfolgen und überwachen, während er sich in der Lieferkette von einem Ort zum anderen bewegt. Dies umfasst den Transport der für die Herstellung des Produkts benötigten Materialien sowie die Lieferung der fertigen Produkte. Hersteller können ihre Sichtbarkeit des Produktbestands verbessern, um eine genauere Materialverfügbarkeit und Zeitpläne für den Versand von Produkten an Kunden bereitzustellen. Die Analyse von Daten kann Unternehmen auch dabei helfen, ihre Logistik zu verbessern, indem sie Problembereiche identifiziert.

Digitaler Zwilling

Das Aufkommen des Internets der Dinge wird es Herstellern ermöglichen, digitale Zwillinge zu erstellen – virtuelle Kopien physischer Geräte oder Produkte, mit denen Hersteller Simulationen durchführen können, bevor sie die Geräte tatsächlich bauen und einsetzen. Aufgrund des kontinuierlichen Flusses von Echtzeitdaten, die das Internet der Dinge bereitstellt, können Hersteller einen digitalen Zwilling praktisch jeder Art von Produkt erstellen, wodurch sie Fehler schneller finden und Ergebnisse genauer vorhersagen können.

Dies kann zu qualitativ hochwertigeren Produkten führen und auch die Kosten senken, da die Produkte nach dem Versand nicht zurückgerufen werden müssen. Der Redakteur der Platine erfuhr, dass die aus den digitalen Nachbildungen gesammelten Daten es Managern ermöglichen, zu analysieren, wie das System unter verschiedenen Bedingungen vor Ort funktioniert.

Mit einer Reihe potenzieller Anwendungen kann jeder dieser fünf potenziellen Anwendungsfälle die Fertigung revolutionieren. Um das volle Potenzial von Industrie 4.0 auszuschöpfen, müssen Technologieführer in der Fertigungsindustrie die wichtigsten Herausforderungen verstehen, die das Internet der Dinge mit sich bringen wird, und wissen, wie die Zukunft von 5G auf diese Herausforderungen reagieren wird.