FIR e.V. an der RWTH Aachen
Zur Institution
Seit über 70 Jahren steht das FIR an der RWTH Aachen für die Steigerung der industriellen Wertschöpfung. Als Forschungsinstitut für Rationalisierung 1953 gegründet, ist das FIR heute führend in der digitalen Transformation der produzierenden Industrie.
Im Fokus steht die Transformation der industriellen Kernbereiche Produktion und Dienstleistung mit dem Ziel, die langfristige Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen zu stärken. Ein zentrales Element ist dabei die Wertsteigernde Kreislaufwirtschaft als Grundlage für profitables und nachhaltiges Wirtschaften. Zukunftsweisende Strategien für die produzierende Industrie zu entwickeln und die Potenziale bewährter und neuer Technologien zu erschließen, bilden dafür das Fundament. Als Johannes-Rau-Forschungsinstitut unterstützt das FIR die Forschungsstrategie des Landes Nordrhein-Westfalen und beteiligt sich aktiv an den Landesclustern, um den Standort NRW und Deutschland zu stärken. Im Rahmen des Forschungsprojekts CC5G.NRW hat das FIR seine Expertise in der digitalen Transformation der produzierenden Industrie gezielt eingebracht. Im Mittelpunkt stand die Erschließung der Potenziale der 5G-Technologie zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen.
In seiner 5G-Modellfabrik entwickelte das FIR ein Plattformkonzept für 5G-Basistechnologien und erprobte dieses unter realen Bedingungen. Dabei kamen ein systemisch agiler Entwicklungsansatz sowie ein gezieltes Management der Informationsflüsse zur Anwendung. Unternehmen wurde praxisnah aufgezeigt, welche Anwendungsfälle nur durch 5G möglich werden und welche Aspekte insbesondere KMU berücksichtigen müssen. Das FIR engagierte sich intensiv im Wissenstransfer. Über eine eigene eLearning-Plattform sowie durch die Teilnahme an Leitveranstaltungen wie der Hannover Messe wurde das Wissen rund um 5G breit verfügbar gemacht und die Innovationsdiffusion beschleunigt. So trug das FIR maßgeblich dazu bei, die technischen Eintrittshürden für Unternehmen zu senken und die wirtschaftlichen Potenziale von 5G zu erschließen.
Ausgangslage und strategische Zielsetzungen
Im Jahr 2019 galt 5G als Schlüsseltechnologie der digitalen Transformation, deren frühzeitige Erschließung die Wettbewerbsfähigkeit der Wirtschaft in Nordrhein-Westfalen stärken sollte. Ziel war es, die Potenziale von 5G schnell verfügbar zu machen, für die digitale Transformation nutzbar zu gestalten und in neue Geschäftsmodelle zu überführen. 5G versprach dabei die nötige Qualität, Geschwindigkeit und Kapazität für die industrielle Digitalisierung und sollte einen Innovationsschub in verschiedenen Branchen auslösen.
Das FIR an der RWTH Aachen verfolgte mit dem Projekt das Ziel, eine zentrale Plattform für den Austausch über branchenspezifische und -übergreifende Potenziale von 5G zu schaffen. Im Fokus stand die Förderung von Kooperationen – insbesondere dort, wo einzelne Unternehmen die Innovationspotenziale nicht allein erschließen konnten. Zudem sollte 5G als technologischer Baustein in einer wertsteigernden Kreislaufwirtschaft etabliert werden. Die Mobilfunktechnologie sollte helfen, nachhaltige Geschäftsmodelle zu entwickeln, industrielle Prozesse effizienter zu gestalten und langfristig Ressourcen zu schonen. 5G wurde als Enabler für profitables und zugleich nachhaltiges Wirtschaften in der produzierenden Industrie verstanden.
Herausforderungen und Chancen
Im Projektverlauf traten Herausforderungen auf, die zugleich Chancen für die industrielle Digitalisierung boten. Eine zentrale Aufgabe war, 5G nicht isoliert, sondern im Kontext realer industrieller Anforderungen zu betrachten. Es mussten Anwendungsfälle gefunden werden, bei denen 5G messbaren Mehrwert lieferte.
Zudem zeigte sich, dass der Nutzen von 5G erst im Zusammenspiel mit Technologien wie Sensorik, Edge Computing oder Künstlicher Intelligenz voll zur Geltung kommt. 5G allein bietet kein Wertversprechen, sondern entfaltet sein Potenzial nur als Teil eines integrierten Ökosystems.
Das Projekt ermöglichte es darüber hinaus, Unternehmen in Nordrhein-Westfalen frühzeitig Zugang zu 5G-Innovationen zu verschaffen und deren Herausforderungen im Umgang mit der Technologie gezielt aufzugreifen.
Fragestellungen
Für das FIR an der RWTH Aachen standen im Rahmen der Einführung von 5G in Nordrhein-Westfalen mehrere zentrale Fragestellungen im Vordergrund:
- Das FIR verfolgte die Frage, welche konkreten Anwendungsfälle durch 5G neu ermöglicht oder deutlich verbessert werden können und was sich daraus zur Steigerung der industriellen Wertschöpfung ableiten lässt.
- Von besonderer Bedeutung war die Überlegung, wie 5G als technologischer Enabler genutzt werden kann, um nachhaltige und zugleich profitable Geschäftsmodelle für die wertsteigernde Kreislaufwirtschaft zu entwickeln.
- Es galt zu klären, welche Anforderungen industrielle Anwendungen an 5G stellen und wie technologische Lösungen so gestaltet werden können, dass sie den realen industriellen Bedarf der Unternehmen adressieren.
- Ein weiterer Schwerpunkt lag auf der Fragestellung, wie insbesondere kleine und mittlere Unternehmen die Einstiegshürden überwinden und frühzeitig von den Potenzialen der neuen Technologie profitieren können.
Aufgaben und Beitrag zum Projekt
Neben der Unterstützung in den meisten Arbeitspaketen stand das Arbeitspaket Transfer im Zentrum der Aktivitäten des FIR. Dabei sollte sowohl die Interaktion mit Unternehmen als auch der Wissenstransfer aus dem Projekt heraus dazu dienen die Nutzung der Technologie zu Intensivieren und die Verbreitung von 5G, insbesondere im industriellen Kontext, zu beschleunigen. Neben der Demonstration eigener Anwendungsfälle durch die 5G-Modellfabrik fanden viele interaktive Veranstaltungen und Formate wie Webinare, Transferevents, Kooperationsveranstaltungen, Tagesworkshops, Special Interest Groups und Round tables statt.
Highlights und Erfolge
Das größte Highlight war und ist die hervorragende Zusammenarbeit innerhalb des Konsortiums. Daneben stets die gemeinsamen Veranstaltungen und Events, wie beispielsweise die Hannover Messe, der Mobile World Congress und die jährliche 5G.NRWeek als Jahreshöhepunkt.
Daneben selbstverständlich die stetige Weiterentwicklung der 5G-Technologie sowie die immer stärkere Annahme der solchen durch die Industrie. Ein besonderer Meilenstein im Projekt 5G.NRW war der Campusnetz-Planer als überragender Schritt und als große Vereinfachung für Unternehmen, um diese bei der Planung eigener 5G Campusnetze zu unterstützen. Das eLearning als Möglichkeit niedrigschwellig Wissen über 5G zu erlangen.
Beteiligt an diesen Forschungsprojekten
Safe Crossing Demonstrator eines AGV
Im Zuge des Competence Centers 5G NRW wurde ein Safe Crossing Demonstrator eines AGV entwickelt. Dieser zeigt, dass durch 5G und Kreuzungsüberwachung AGVs innerhalb von Produktionsumgebungen mit Personenverkehr durchaus höhere Geschwindigkeiten realisieren können bei gleichzeitiger Wahrung der Personensicherheit.
Abbildung: AGV in der 5G Modellfabrik
Erkenntnisse
Praxisnähe ist entscheidend für den Technologietransfer.
Der Aufbau der 5G-Modellfabrik und die direkte Erprobung konkreter Anwendungen haben gezeigt, dass Demonstratoren und realitätsnahe Testumgebungen entscheidend sind, um Vertrauen in neue Technologien aufzubauen und Innovationsprozesse anzustoßen.
Technologische Innovationsfähigkeit allein reicht nicht aus.
Es wurde deutlich, dass organisatorische, wirtschaftliche und kulturelle Faktoren ebenso entscheidend sind, um 5G erfolgreich in industrielle Anwendungen zu überführen. Veränderungsbereitschaft und Investitionsmut sind zentrale Erfolgsfaktoren.
Kooperation ist ein Schlüssel zum Erfolg.
Gerade für KMU erwies sich die Zusammenarbeit in Netzwerken als unverzichtbar, um die mit 5G verbundenen Chancen effizient zu nutzen und gemeinsam neue Geschäftsmodelle zu entwickeln.
Zusammenarbeit und Vernetzung
Aus dem Projekt CC5G.NRW sind zahlreiche Synergien und Kooperationen entstanden, die über das Thema 5G hinausreichen. Die stärkere Vernetzung von produzierenden Unternehmen, Technologieentwicklern und Forschungseinrichtungen führte dazu, dass neue Innovationspartnerschaften entstanden, die sich auch auf angrenzende Themen wie Digitalisierung, Kreislaufwirtschaft und datenbasierte Geschäftsmodelle erstrecken.
Auswirkungen und Nutzen
Aus der Arbeit des FIR im Projekt CC5G.NRW sind mehrere konkrete Ergebnisse und Innovationen hervorgegangen. Mit der 5G-Modellfabrik wurde eine praxisnahe Umgebung geschaffen, in der Unternehmen reale Anwendungsfälle testen und Erfahrungen mit 5G-Technologien sammeln konnten. Zudem wurde eine eLearning-Plattform entwickelt, die kompaktes, anwendungsorientiertes Wissen zu 5G für unterschiedliche Erfahrungsstufen bereitstellt. Weiterhin wurden im Rahmen verschiedener Publikationen die Themen Kostenstruktur und Erfolgsfaktoren von 5G Campusnetzen sowie eine Roadmap zur Einführung eines 5G Campusnetzes entwickelt.
Von den Ergebnissen des Projekts CC5G.NRW profitieren vor allem Branchen mit hohen Anforderungen an Vernetzung, Reaktionsgeschwindigkeit und Datenverarbeitung – insbesondere die produzierende Industrie, Logistik und Energieversorgung.
5G ermöglicht in der Industrie flexiblere Prozesse, bessere Maschinenvernetzung und mobile Robotik. In der Logistik verbessert es die Echtzeitüberwachung, Lageroptimierung und Steuerung autonomer Fahrzeuge. Im Energiesektor fördert 5G intelligente Netze und die Steuerung dezentraler Energiequellen.
Auch Unternehmen mit datengetriebenen Geschäftsmodellen oder Fokus auf Nachhaltigkeit profitieren. Die Kombination aus 5G, Sensorik und KI eröffnet neue Ansätze zur Effizienzsteigerung und Entwicklung innovativer Dienstleistungen.
Zukunftsausblick – Wie soll es weitergehen?
Das FIR an der RWTH Aachen geht davon aus, dass 5G sich schrittweise als eine Basistechnologie für industrielle Anwendungen etablieren wird. In vielen Fällen ist 5G allein jedoch kein Selbstläufer, sondern muss gezielt mit anderen Technologien wie Edge Computing und Künstlicher Intelligenz kombiniert werden, um echten Mehrwert zu schaffen. Zukünftige Entwicklungen werden von einer stärkeren Spezialisierung auf konkrete Anwendungsfälle geprägt sein, während die großen Erwartungen an 5G zunehmend einer pragmatischeren Sicht auf Wirtschaftlichkeit, Umsetzbarkeit und tatsächlichen Nutzen weichen. Perspektivisch wird auch der Übergang zu „Beyond 5G“-Technologien vorbereitet, allerdings mit einem klaren Fokus auf reale Anforderungen statt auf reine Technologievisionen. Es bleibt anzumerken, dass 5G große Potenziale bietet, die Kombinatorik der verschiedenen Technologien (bspw. Roboter-Schwarm-Steuerung) größtenteils allerdings noch in den Kinderschuhen steckt. Die Potenziale von 5G bzw. zukünftiger Mobilfunkstandards, wie 6G werden im Zuge der voranschreitenden Forschung in den Technologiekombinationen zunehmend an Relevanz gewinnen.
Kontakt
FIR e. V. an der RWTH Aachen
Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Boos, MBA
Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Günther Schuh
Campus-Boulevard 55
52074 Aachen
Tel.: +49 241 47705-0
Fax.: +49 241 47705-199
E-Mail: info@fir.rwth-aachen.de
Wissenschaftlicher Direktor: