STILL präsentiert Erkenntnisse aus dem Forschungsprojekt CampusOS

Eine effiziente Intralogistik basiert zunehmend auf Industrie-4.0-Anwendungen und auf der Automatisierung logistischer Prozesse. Forschungsprojekte wie das 2024 abgeschlossene ARIBIC-Projekt, das sich mit Echtzeit-3D-Kartierung befasste und an dem STILL ebenfalls beteiligt war, sowie offene Schnittstellenstandards wie VDA 5050 treiben diese Entwicklung voran. Doch eine reibungslose Kommunikation zwischen automatisierten Fahrzeugen, Lagerverwaltungssystemen (LVS) und Steuerungssystemen erfordert eine stabile Kommunikationsumgebung mit niedriger Latenz – also mit geringer Verzögerung in der Datenübertragung. Denn auch die modernste Flotte Fahrerloser Transportsysteme (FTS) bleibt ineffizient, wenn die Infrastruktur nicht mitspielt.

Ansgar Bergmann, bei STILL verantwortlicher Projektmanager für CampusOS, erläutert die Herausforderung mit einem Vergleich: „Die Möglichkeiten eines High-End-Smartphones sind sehr beschränkt, wenn ich mich in einem Funkloch befinde – genauso sind automatisierte und autonome Fahrzeuge am effizientesten, wenn eine stabile Netzabdeckung gewährleistet ist.“ Daher investierte STILL im Rahmen des CampusOS-Projektes bereits 2022 in ein 5G-SA-Campusnetz an der Hamburger Unternehmenszentrale, um zentrale Anwendungen wie die verzögerungsfreie Steuerung von FTS und die Übertragung hochauflösender Videodaten in Echtzeit zu erproben. Hohe Preise für die Systeme und dadurch eine geringe Marktdurchdringung bei den Kunden sowie wenig Anpassungsmöglichkeiten bei den bestehenden Netzen zeigten dem Intralogistikanbieter, dass es notwendig ist, nach weiteren Möglichkeiten für diese Technologie zu suchen. Hier kam das Projekt CampusOS ins Spiel, bei dem offene 5G Netze betrachtet wurden, die den Markt durch ihre besonderen Eigenschaften beleben sollen.

CampusOS: Offene 5G Campusnetze als Gamechanger

Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderte Forschungsprojekt CampusOSsollte den Einsatz offener, modularer 5G-Campusnetze für industrielle Anwendungen erproben. Bei einem offenen Campusnetz handelt es sich um eine disaggregierte 5G-Mobilfunklösung – das heißt, zentrale Komponenten des Netzes (etwa die Radio Unit oder der 5G Core) werden voneinander entkoppelt und durch offene, modulare Bausteine ersetzt, die sich flexibel kombinieren lassen, und das sogar mit Hardware und Software verschiedener Hersteller. Im Gegensatz zu den bislang vorherrschenden herstellergebundenen Gesamtlösungen großer Anbieter können offene Campusnetze individueller auf die Anwendung zugeschnitten werden und sind daher meist kostengünstiger und smarter.

Im Projekt wurde untersucht, wie ein offenes, modulares 5G-Campusnetzwerk konkret aufgebaut sein muss, damit autonome Fahrzeuge nicht nur theoretisch, sondern auch im anspruchsvollen Arbeitsalltag reibungslos kommunizieren.

Dabei zeigte sich erneut, dass 5G in der Intralogistik eine leistungsfähige Alternative zum WLAN ist, welches insbesondere durch die geringen systembedingten Sendeleistungen und die offenen Frequenzbänder anfällig für Störungen sein kann. „Vor allem garantierte Bandbreiten und die Verlässlichkeit von 5G machen den Unterschied“, erklärt Bergmann. „Das private 5G nutzt ein speziell für den Anwender lizensiertes Frequenzspektrum, das nicht öffentlich zugänglich ist. Durch die Nutzung von Network Slicing oder TSN-Ansätzen (Time-Sensitive Networking) wird für relevante Infrastrukturen eine Bandbreite garantiert und eine stabile Vernetzung zahlreicher Geräte ermöglicht – von autonomen Transportfahrzeugen über Handscanner bis hin zu KI-gestützten Kamerasystemen.“

Neue Perspektiven für die smarte Intralogistik

Die Erkenntnisse aus CampusOSsind für die gesamte Branche wegweisend, da Industrie-4.0-Konzepte und maschinelles Lernen leistungsstarke Datenprozesse voraussetzen. Insbesondere im Außenbereich, wo WLAN häufig nicht verfügbar ist, könnte 5G eine Schlüsselrolle übernehmen, etwa bei der Steuerung Fahrerloser Transportsysteme. Derzeit sind unternehmenseigene 5G-Netze zwar noch kostenintensiv, doch gerade der Einsatz offener 5G-Campusnetze dürfte zu sinkenden Kosten führen.

Bergmann zieht Parallelen zur Entwicklung des Smartphones: „Die Nutzung internetfähiger Handys war anfangs sehr teuer. Als sich die Anzahl an Anbietern und Nutzern erhöhte, sanken die Tarife. Dasselbe erwarten wir für 5G in der Industrie.“ Ziel von CampusOS war es daher auch, einen Katalog mit technischen Bausteinen bereitzustellen, der den Aufbau spezialisierter Campusnetzwerke vereinfacht und so den Zugang zur Technologie erleichtert.

STILL als Treiber der digitalen Transformation

„Offene 5G Systeme eröffnen völlig neue Möglichkeiten für die Intralogistik“, resümiert Bergmann und betont: „Wir treiben die Entwicklung dieser Technologie weiter voran – zum Vorteil unserer Kunden. Die in Hamburg entstandenen offenen Netze ließen sich direkt industrialisieren, sodass der Kunde einen unmittelbaren Nutzen aus den Ergebnissen von CampusOS ziehen könnte. Außerdem unterstützen die Erkenntnisse aus diesem Projekt auch bei weiteren Entwicklungen im Bereich des Mobilfunks, wie 6G oder das neue 26-GHz-Band.“