Ein industrielles Campusnetz muss hohe Anforderungen an Bandbreite, Latenz und Verfügbarkeit erfüllen. Gleichzeitig hängt die Qualität einer Funkverbindung stark von der jeweiligen Umgebung ab.

In einer Produktionshalle ist diese Umgebung dynamisch: Maschinen, Regale, Materialien oder Fahrzeuge können Funksignale beeinflussen und beispielsweise Abschattungen verursachen. Gleichzeitig können sich durch neue Produktionsprozesse oder mobile Systeme die Anforderungen an die Konnektivität innerhalb kurzer Zeit verändern.

Ein Funknetz, das zu einem bestimmten Zeitpunkt optimal konfiguriert wurde, muss sich kontinuierlich an veränderten Bedingungen anpassen.

ADAPT verfolgt deshalb einen anderen Ansatz: Netzplanung wird als kontinuierlicher Prozess verstanden, der den gesamten Lebenszyklus eines Campusnetzes umfasst – von der ursprünglichen Planung über den laufenden Betrieb bis zur fortlaufenden Optimierung.

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines umfassenden Tools für 5G-/6G-Campusnetze.

Unternehmen sollen damit ihre Netze nicht nur initial planen, sondern diese automatisiert und sicher an dynamische Betriebsbedingungen anpassen können. Dazu verbindet ADAPT mehrere technologische Ansätze miteinander.

Eine zentrale Rolle spielen hybride digitale Zwillinge. Produktionsanlagen, Logistikstrukturen und Materialflüsse werden virtuell abgebildet. Dadurch lassen sich unterschiedliche Netzkonfigurationen, Lastszenarien und Anpassungsstrategien simulieren und bewerten, bevor Veränderungen in der realen Umgebung umgesetzt werden. Gleichzeitig fließen Informationen aus dem laufenden Betrieb zurück in das virtuelle Modell.

Ergänzt wird dieser Ansatz durch KI-gestützte Netzoptimierung. KI-Modelle sollen Veränderungen der Funkfeldausbreitung erkennen, verschiedene Netzkonfigurationen bewerten und daraus geeignete Optimierungsmaßnahmen ableiten.

ADAPT hinterfragt außerdem ein grundlegendes Prinzip klassischer Funknetze: fest installierte Antennenpositionen.

In einer dynamischen Umgebung kann der Bedarf an Konnektivität an unterschiedlichen Orten entstehen. Neue Anlagen können hinzukommen, Produktionsbereiche umgestaltet oder temporär besonders hohe Datenraten benötigt werden.

Das Projekt untersucht deshalb flexible und programmierbare Radio Units, die dort positioniert werden können, wo zuverlässige Konnektivität erforderlich ist. So kann die Funkinfrastruktur flexibler auf veränderte Umgebungen oder temporäre Engpässe reagieren.

Der Ansatz verändert die Rolle des Campusnetzes grundlegend: Aus einer weitgehend starren Infrastruktur soll ein adaptives System werden, das sich an die Anforderungen der Produktion und Logistik anpassen kann.

Mit dieser Flexibilität entsteht jedoch eine weitere Herausforderung.

Wenn sich ein Netzwerk automatisiert verändert, reicht es nicht aus, seine Sicherheit nur bei der erstmaligen Inbetriebnahme zu überprüfen. Auch Sicherheitsmechanismen müssen den dynamischen Betrieb berücksichtigen.

ADAPT integriert deshalb Cybersicherheit und Manipulationsüberwachung direkt in das Konzept des Campusnetzes. Die Kommunikationsinfrastruktur soll über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg abgesichert werden.

Ein Forschungsansatz ist dabei die funkbasierte Umgebungsvalidierung. Das System soll kontinuierlich überprüfen können, ob das zugrunde gelegte Umgebungsmodell noch zur tatsächlichen physischen Umgebung passt. Veränderungen oder Abweichungen können so erkannt und in die Bewertung des Netzzustands einbezogen werden.

Damit greifen physische und digitale Sicherheit unmittelbar ineinander.

Genau hier zeigt sich die besondere Bedeutung cyber-physischer Sicherheitsansätze: Ein industrielles Kommunikationsnetz kann nicht vollständig abgesichert werden, wenn ausschließlich der digitale Datenverkehr betrachtet wird. Auch Veränderungen seiner realen Umgebung können relevant für Sicherheit und Zuverlässigkeit sein.

Die entwickelten Verfahren sollen nicht ausschließlich in Simulationen untersucht werden.

Zunächst wird das Campusnetz-Tool im PACE-Lab des Fraunhofer IML getestet. Dort stehen unter anderem ein O-RAN-basiertes 5G-Campusnetz, ein hochpräzises Motion-Capturing-System und verschiedene robotische Plattformen zur Verfügung. Unter kontrollierten Bedingungen können die verschiedenen Komponenten des Projekts so gemeinsam erprobt und optimiert werden.

Anschließend ist die Validierung in Industrieumgebungen vorgesehen. Laut Fraunhofer IML sollen die entwickelten Ansätze unter anderem beim Projektpartner KRONE sowie in einer Umgebung von RHENUS unter realen Bedingungen untersucht werden.

Langfristig sollen die Projektergebnisse zudem auf weitere Einsatzgebiete übertragen werden z. B. Landwirtschaft, Bauwirtschaft, Gesundheitswesen oder temporäre Großveranstaltungen.

ADAPT läuft von Januar 2026 bis Dezember 2028 und wird durch das EFRE/JTF-Programm Nordrhein-Westfalen 2021–2027 gefördert. Das Fördervolumen beträgt rund 2,8 Millionen Euro. Geleitet wird das Projekt vom Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML. Beteiligt sind außerdem KRONE, Techbros, PHYSEC, die Technische Universität Dortmund und die Ruhr-Universität Bochum.

Gemeinsam erforschen die Projektpartner, wie zukünftige Campusnetze automatisierter, flexibler und sicherer betrieben werden können.

Für PHYSEC knüpft ADAPT dabei an eine zentrale Herausforderung der industriellen Digitalisierung an: Mit der zunehmenden Vernetzung reicht es nicht, Kommunikation lediglich bereitzustellen. Unternehmen müssen auch nachvollziehen können, ob ihre Kommunikationsinfrastruktur zuverlässig arbeitet, auf Veränderungen richtig reagiert und weiterhin in einem vertrauenswürdigen Zustand betrieben wird.

ADAPT denkt das Campusnetz deshalb nicht als einmal fertiggestellte Infrastruktur.

Stattdessen entsteht ein kontinuierlicher Kreislauf: Die reale Produktionsumgebung liefert Informationen über ihren aktuellen Zustand. Ein digitaler Zwilling bildet diese Umgebung ab. KI-gestützte Verfahren bewerten notwendige Anpassungen. Flexible Netzkomponenten können auf neue Anforderungen reagieren. Gleichzeitig überwachen Sicherheitsmechanismen, ob Netz und Umgebung weiterhin den erwarteten Bedingungen entsprechen.

Damit verbindet das Forschungsprojekt vier Anforderungen, die für zukünftige industrielle Netze immer wichtiger werden: Konnektivität, Adaptivität, Resilienz und Sicherheit.

Für Unternehmen könnte daraus eine neue Art entstehen, private Mobilfunknetze zu planen und zu betreiben: nicht mehr als starre Infrastruktur, die auf eine möglichst konstante Umgebung angewiesen ist, sondern als intelligentes Kommunikationssystem, das Veränderungen erkennt und darauf reagieren kann.

Genau darin liegt das langfristige Potenzial von ADAPT: Das Campusnetz soll sich gemeinsam mit der Produktion weiterentwickeln können – ohne dass Sicherheit und Zuverlässigkeit dabei an Bedeutung verlieren.