Professionelles WLAN planen und optimieren: So gelingt der Aufbau stabiler Netzwerke

Viele Geräte und verschiedene Protokolle im Netzwerk führen oftmals zu unübersichtlichen Situationen und bergen Fehlerpotenziale. Mit der richtigen Analyse-Software für Netzwerke behalten Sie stets den Überblick und können im Falle von Problemen selbst eine Analyse und Fehlerbehebung durchführen.

Bewährte Wi-Fi Praktiken für Industrielle Umgebungen

Herausforderungen bei der Erstellung und dem Betrieb eines WLAN in industriellen Umgebungen

Einführung

Dieser Artikel behandelt die für die Fertigungsindustrie typischen Herausforderungen von WLAN, in dem dies von enormer Bedeutung ist.

Die Welt redet über IoT und Industrie 4.0. Also die Bezeichnung für das Netzwerk physischer Objekte, die mit Software, Sensoren und anderer Technologie ausgestattet sind. Damit ist dann eine meist drahtlose Vernetzung über das Internet möglich, sodass zwischen den Objekten Daten ausgetauscht werden können. Es wird erwartet, dass sich die Anzahl aller vernetzten IoT-Geräte von heute 13 Mrd auf über 22 Mrd. im Jahre 2026 ansteigen wird.

Wenn Sie für das Wi-Fi und seine Anwendungen in Ihrem Unternehmen verantwortlich sind, kommt hier eine Herkulesaufgabe auf Sie zu, bei der wir Sie unterstützen können. Denn die Planung, Implementierung und Wartung eines funktionierenden drahtlosen Netzwerks wird plötzlich ein zentraler Bestandteil Ihrer IT-Infrastruktur.

Das bedeutet, dass es bei der Wartung eines funktionierenden drahtlosen Netzwerks eine Menge zu berücksichtigen gibt, Fehler möglichst zu vermeiden sind, da diese immer mit hohen Kosten verbunden sind.

Die richtige Planung und Implementierung eines Wi-Fi-Netzwerks können die Anwender zufriedenstellen und zukünftige Probleme beseitigen oder zumindest minimieren. Im Umkehrschluss bedeutet ein nicht zuverlässiges WLAN Ärger, Verdruß und im schlechtesten Fall vermeidbare hohe Kosten für das Unternehmen.

Wi-Fi für Industrie und Fertigung

Die Herstellung, Lagerung und der Versand von Waren erfolgt in der Regel in Lagerhallen und Hochregallagern, wo die drahtlose Vernetzung und die richtige Positionierung der Access-Points wichtig, aber alles andere als trivial ist. Interferenzen durch Geräte, Maschinen und Metallstrukturen, bei chaotischer Lagerung sich laufend ändernde Dämpfungswerte durch unterschiedliche Lagerware, große Temperaturdifferenzen – die Liste der Herausforderungen ist unendlich lang.

In Produktionsumgebungen gibt es möglicherweise keinen lokalen IT-Support.

Das bedeutet, dass die Netzwerkimplementierung und ein sicheres Funktionieren der Anwendungen einfach und robust sein muss.

Die Fernverwaltung und -administration von Wifi-Clients im Werk ist in diesen Umgebungen gang und gäbe. Dort empfiehlt es sich oft, ein kleines Messgerät, wie z.B. Sidos Wave. Damit ist es auch einem Nichtfachmann möglich, gesteuert über die Cloud, von einem Fachmann Anweisungen entgegenzunehmen und Fehlerursachen zu erkennen und idealerweise zu beseitigen.

In Produktionsumgebungen gibt es außerdem viele Arten von Hindernissen und Umgebungen zu finden, die es in herkömmlichen Büroräumen nicht gibt. Zusätzlich zu den Störquellen, die in Büros vorkommen (Mikrowellen, drahtlose Kameras, Alarmanlagen usw.) verursachen auch die produktionsrelevanten Maschinen und die Beleuchtung, in und um Industrie- und Fertigungsnetzwerke herum Funk-Frequenzrauschen (RF) innerhalb der gleichen Frequenzen, die auch von WiFi verwendet werden. Häufig werden auch Näherungsschalter im 2,4GHz Band, die beim Annähern eines Fahrzeugs, z. B. eines Gabelstaplers das Öffnen eines Rolltores steuert, verwendet.

Dieses zusätzliche Rauschen macht die Entwicklung und Implementierung drahtloser Netzwerke in Lager- und Fabrikumgebungen zu einer Herausforderung. Jede Implementierung von drahtlosen Netzwerken in einer industriellen Umgebung muss Systeme hoher Qualität verwenden, die Staub und extremen Temperaturschwankungen standhalten und Fernverwaltungsfunktionen bieten. In Außenbereichen ist zusätzlich ein Schutz gegen eindringendes Regenwasser zu berücksichtigen.

Einsatzkritisches Wi-Fi – Mission Critical Wi-Fi

Einsatzkritisch bedeutet, dass ein Netzwerk nicht ausfallen darf, da sonst Ihre Produktionslinie zum Stillstand kommt, wodurch ein enormer Schaden verursacht werden kann. Bei der Beschaffung eines WLAN empfiehlt es sich, auch solche Risiken mit in die Kalkulation zu übernehmen. Logistik-Teams verwenden zum Beispiel Handheld-Geräte, Gabelstapler haben einen fest montierten Barcodescanner, um den Bestand zu verfolgen. Ohne Wi-Fi-Zugang können diese Geräte keine zuverlässigen Daten über den genauen Ort und über die Stückzahlen melden – Ihr Unternehmen hat dann zu viel oder zu wenig im Bestand. Es wird unter Umständen nicht erkannt, ob sich die Ware noch am Lagerort oder schon auf den Lkw verladen wurde. Dies hat weitreichende Auswirkungen auf Warenbestand, Betriebskosten und das Ergebnis. Wenn das Wi-Fi ausfällt, steht das Unternehmen!

So wie es überall Wi-Fi gibt, so gibt es auch schlechtes Wi-Fi. Verbindungsschwierigkeiten, abgehacktes Video, unterbrochene Anrufe, Umsatzeinbußen – all diese Probleme mit schlechtem Wi-Fi wirken sich auf das Unternehmen, seine Arbeitsabläufe und Kundendienste aus.

Was ist also die Definition von gutem Wi-Fi? Wenn es einfach funktioniert!

Dieser Fachartikel soll Ihnen helfen, die Lücke zwischen dem, was Sie im Unterricht lernen und dem, was es bedeutet, ein unternehmenskritisches drahtloses Netzwerk einzurichten, das in einer komplexen Fertigungsumgebung funktioniert. Die eudisa GmbH bietet dazu auch Workshops und Produkteinweisungen an, bei der wir unsere mehr als 20-jährige Erfahrung an Sie weitergeben, um teure Fehler zu vermeiden. Zusätzlich erhalten Sie Zugang zu unseren Consulting-Dienstleistungen, sollten Sie tatsächlich einmal vor einem schwierig lösbaren Problem stehen.

Probleme in der Fertigungsumgebung

Lager- und Produktionshallen sind von beliebiger Vielfalt – keine gleicht der anderen. Im Lager in den Gängen ist es notwendig, Barcodes mit Handheld-Geräten scannen zu können. Dazu brauchen Sie überall Wi-Fi – und haben keine Toleranz bei Signalstörungen durch Regale zu akzeptieren. Der Betrieb einer unternehmenskritischen drahtlosen Umgebung in einer Fertigungsanlage ist nie einfach und erfordert umfassende Kenntnisse über die vorhandene Infrastruktur und möglicherweise bereits bestehender Funkquellen.

Die physische Fläche einer Produktionshalle ist in der Regel sehr groß und offen. Neben einer umfassenden und sorgfältigen Planung ist eine Abnahmemessung bei der Inbetriebnahme immer ein „Muss“. Dabei können mit einem Spektrumanalysator auch non-Wi-Fi Störer erkannt werden.

Je geschlossener die Umgebung ist (z. B. in einem Büro), desto höher die Anzahl der zu verbauenden Access Points (AP). Sowohl in Lager- und Produktionshallen als auch in Büroumgebungen sollte man bei der Platzierung der AP darauf achten, dass sie zu Wartungszwecken gut zugänglich sind. Eine Montage in den Fluren und Gängen ist daher empfehlenswert.

Die einzustellenden Leistungspegel sind auch in der Produktion nur schwer vorhersehbar, weil Sie große Absorber und große Reflektoren haben. Diese Umgebungseinschränkungen bedeuten, dass Sie bei der Einrichtung von WLAN in Produktionsumgebungen sehr sorgfältig vorgehen, aber gleichzeitig agil und schnell sein müssen, um den unterbrechungsfreien Betrieb aufrechtzuerhalten.

Einige der Herausforderungen, mit denen Sie konfrontiert sein werden, sind:

• Tausende von Zugangspunkten
• Metall überall
• Flüssigkeiten in Stapeln
• Zwischengeschosse
• Unvorhersehbare Produktregale und täglich wechselnde Regalpositionen
• Sich bewegende Fahrzeuge wie Gabelstapler, die die Wi-Fi-Einrichtungen berühren und beschädigen können
• Sehr hohe Decken, die Probleme mit Deckenhalterungen verursachen
• Sicherheitsbeschränkungen, die Ihren Zugang einschränken

Wi-Fi Site Survey & Planung

Wenn Sie ein WLAN-Netzwerk ohne Vorplanung einrichten – oder sich nur auf die Erweiterung oder den Umbau konzentrieren, wenn es nötig ist, werden Sie Probleme bekommen.

Ein funktionierendes Wi-Fi muss geplant und installiert werden, bevor Sie es einrichten und in Betrieb nehmen.

Die heute verfügbaren Softwaretools, wie z.B. Ekahau AI Pro oder Sidos Wave, erlauben eine sehr genaue und detaillierte Planung. In komplexen Umgebungen empfehlen wir jedoch, zumindest stichprobenartig, das Ergebnis der Planung durch eine Simulation mit einem AP auf einem Stativ (eudisa WLAN-Messkoffer) zu überprüfen. Dabei messen Sie die Beacon Signale, die der AP aussendet und können die Ausbreitung des Funksignals messen. Dabei erkennen Sie möglicherweise unvorhersehbare Reflektionen und unerwartete Dämpfungswerte. Das versetzt Sie in die Lage, die geplanten Positionen von APs zu verifizieren und zu optimieren, um sich so teure Nacharbeit zu ersparen.

Eine Pre-Deployment Site Survey hilft Ihnen auch, alle benachbarten oder rogue APs und Endgeräte (nicht autorisierte) sowie nicht-Wi-Fi bezogene Störungen, die sich auf die Wi-Fi-Leistung beeinträchtigen können, rechtzeitig zu erkennen. Denken Sie daran, dass Lagerhäuser in der Regel keine hohe Dichte an APs aufweisen und es nicht ungewöhnlich ist, dass es in Lagerhäusern mehr APs als Clients (Endgeräte) gibt.

Fehleranalyse

Die Fehlerbehebung in einem unternehmenskritischen Wi-Fi-Netzwerk erfordert umfassende Kenntnisse, mit welchen Messmitteln die Probleme erkannt werden können und wie diese behoben werden können. Mit einer breiten Auswahl an Funktionen zur Fehlerbehebung ist die netAlly Sidos-Serie mit der besten Lösung in ihrem Bereich für viele Herausforderungen in Netzwerken ausgestattet. In Kombination mit der Cloud-basierten Fernanalyse sind Sie in der Lage, selbst nach kurzer Einarbeitung in die Tools und mit geringen Kenntnissen die Auswertung zu einem erfolgreichen Abschluss zu bringen.