Die zunehmende Anzahl an netzwerkfähigen Komponenten in der Produktion setzt neue Ansprüche an die Vernetzung in der Smart Factory. Mesh-WLAN bietet dazu einzigartige Vorteile und kann sich der industriellen Umgebung anpassen.
Die Industrie 4.0 steht für die nächste Stufe der Digitalisierung und Vernetzung der Produktion. Konfrontiert mit neuen Herausforderungen, müssen Unternehmen ihre Produktion so effizient wie möglich gestalten. Die eigenen Maschinen sollen nicht stillstehen, sondern konstant ausgelastet werden. Dazu gesellt sich die zunehmend individualisierte Produktion von Kundenwünschen, die neben den Serienanfertigungen eingeplant werden müssen.
Im Zentrum steht die Smart Factory, mit einer Produktionsumgebung, die sich selbst organisiert. Jedes Fertigungsstück soll über ein digitales Produktgedächtnis verfügen. Ziel ist, dass das Fertigungsstück den Produktionsmaschinen die notwendigen Informationen bereitstellt, wie das Stück zu produzieren ist. Die Smart Factory passt die Produktionsumgebung mit den übermittelten Informationen an das Fertigungsstück an. In einer Smart Factory müssen alle am Fertigungsprozess beteiligten Komponenten miteinander vernetzt werden, um eine Kommunikation zwischen den Geräten zu ermöglichen. Die Kommunikation ist von essenzieller Bedeutung für die Smart Factory.
Anforderungen an die Vernetzung
In Zukunft wird die Zahl an netzwerkfähigen Geräten zunehmen, denn Informationen sollen so weit wie möglich in Echtzeit zur Verfügung stehen, um den Fertigungsprozess zu kontrollieren und Optimierungen vorzunehmen. Dies stellt neue Anforderungen an das Netzwerk. Die grosse Zahl an netzwerkfähigen Geräten führt zu mehr Verkabelung, längeren Installationszeiten und entsprechend höheren Kosten bei der Inbetriebnahme. Das Netzwerk soll dabei auf einfache Art neue Komponenten integrieren können, eine grosse Verfügbarkeit und Abdeckung bieten und zudem grosse Mengen an Daten übertragen können.
Einsatz von Mesh-WLAN
Obwohl die Stern Topologie weitverbreitet ist in der Netzwerkabdeckung durch WLAN, nimmt die Bedeutung von Mesh-WLAN als Netzwerktopologie zu. Gerade in den letzten Jahren hat sich dabei Mesh-WLAN bewährt im Zusammenhang mit der Anbindung von IoT-Geräten bei weniger kritischen Applikationen. Dabei können Daten wie Konfigurationen, Monitoring oder Steuerung übertragen werden.
Vorteile von Mesh-WLAN
Beim WLAN mit einer Sterntopologie sind die Geräte mit genau einem Access Point verbunden (siehe untenstehende Grafik). Fällt dieser aus oder bereitet Schwierigkeiten, ist das Gerät in seiner Konnektivität eingeschränkt. Bei Mesh-WLAN verbinden sich die Access Points untereinander zu einem flächendeckenden Netzwerk (siehe untenstehende Grafik). Dies ermöglicht einen unterbrechungsfreien Übergang von einer Mesh Access Point zur nächsten. Fällt ein Access Point aus, wird das per WLAN-verbundene Gerät automatisch mit dem nächststehenden Access Point verbunden. Eine unterbrechungsfreie Konnektivität ist somit gewährleistet. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Mesh-WLAN prüft, welcher Access Point die beste Leitung mit der höchsten Bandbreite liefern kann. Verbindungen und Geräte können so priorisiert werden. Das WLAN ist einfach erweiterbar. Ein neuer Access Point kann installiert werden und wird automatisch dem Mesh hinzugefügt. Der Verwaltungs- und Konfigurationsaufwand wird dadurch minimiert.
Der Einsatz von Mesh-WLAN in der Smart Factory bietet jene Flexibilität und Dynamik, die eine industrielle Umgebung erfordert. Es passt sich automatisch der Umgebung an und optimiert die Nutzung des Netzwerkes.
Das folgende Video zeigt die Funktionsweise von Mesh-WLAN:
Weiterführende Informationen
Für Interessierte empfehle ich folgende Artikel:
Quellen
- https://www.belden.com/blog/industrial-ethernet/the-smart-factory-of-the-future
- https://www.seebo.com/iot-connectivity/
