Procesna industrija i druga prerađivačka industrija uvode digitalne tehnologije za dodatno poboljšanje proizvodne učinkovitosti. Kao osnovna tehnologija, bežična komunikacija koja pruža povezivanje gdje god se raspoređuje postaje sve važnije. Istovremeno, bežična komunikacija treba zadovoljiti potrebe različitih aplikacija, što postaje sve izazovnije.
01 Pregled 5G komunikacijskih funkcija
Nakon 3G i 4G \/ LTE, "5G" je peta generacija mobilnih komunikacijskih sustava. Iako su ove generacije sistema razvijene više za lične komunikacijske usluge, 5G se može koristiti i za internetske mrežne infrastrukture (IOT) mrežnu infrastrukturu koja će povezati sve uređaje i predmete u svakodnevnom životu, proizvodnji i drugim industrijama.
Tri karakteristike 5G komunikacije i njihove praktične primjene.
● Poboljšana mobilna širokopojasna mreža
5G je fokusiran na povećanje propusnosti podataka širokopojasne bežične komunikacije, koje je poboljšano u prethodnim generacijama. Širokopojasne usluge za pametne telefone i druge mobilne uređaje glavni su primjer iskorištavanja ove funkcije.
● Ultra pouzdana komunikacija sa niskim odlaganjem
5G je dizajniran da omogući visoko pouzdanu, nisku latenziju i bežičnu komunikaciju u stvarnom vremenu.
● Velika mašina za mašinu
Ova značajka znači da su mnogi terminali sa niskim prometom povezani istovremeno.
02 Namjenski spektar u 5G
Uz većinu postojećih bežičnih komunikacijskih tehnologija, ovaj nelicencirani spektar može se koristiti za različite scenarije s neograničenim brojem korisnika. Međutim, postoji rizik od miješanja između različitih bežičnih sistema na istom frekvencijskom opsegu.
03 Operativna privatna mreža (lokalni 5g)
Postojeći mobilni komunikacijski sustavi obično su dizajnirani za pružanje širok spektar komunikacijskih usluga u mreži na međunarodnoj cijevnoj mreži koje je uspostavio operator mobilne mreže.
04 Međunarodna standardizacija od 5G
U nekim zemljama, očekuje se da kompanije i lokalne samouprave izgrade i upravljaju vlastitim posvećenim 5G mrežama. Nakon dobijanja licence, lokalni operateri mogu isključivo koristiti ove bendove unutar svoje regije.
Očekuje se da će 5G koristiti u tradicionalnoj industriji mobilne komunikacije i mnogim drugim industrijama. Uključivanje novih zahtjeva za industrijske primjene važan je faktor u uspješnom razvoju standarda. Glavne kompanije iz proizvodne i telekomunikacijske industrije aktivno sudjeluju i istražuju primjenu 5G tehnologije u prerađivačkoj industriji.
05 pet potencijalnih aplikacija u procesnoj industriji
U proizvodnom sektoru, komunikacijski zahtjevi za različite poljske aplikacije variraju, a kao što je ranije spomenuto, očekuje se da će 5G koristiti kao bežična infrastruktura koja može uvoditi razne bežične tvorničke aplikacije. Pored toga, one aplikacije koje najbolje iskoriste komunikacijske karakteristike 5G-a za olakšavanje digitalnih daljinskih operacija u proizvodnji.
1. Podrška za rad na licu mjesta za mobilne uređaje
Mobilni uređaji raspoređuju se na polje da bi povećali produktivnost i trenutnu mrežnu pokrivenost i ograničenja polja propusne propusne širine granične aplikacije putem bežične komunikacije. 5G će omogućiti širokopojasnu bežičnu komunikaciju pri većim brzinama i nižim kašnjenjem u bilo kojem području fabrike.
Povećana stvarnost (AR) jedan je od scenarija aplikacija od 5G poboljšane mobilne širokopojasne mreže. Iako AR zahtijeva puno podataka, on može nadmoriti slike visoke rezolucije na ciljnom uređaju i prikazati ih u stvarnom vremenu na tabletu radnika ili nosivim terminalnim uređajem, pružajući intuitivno rješenje. Terenski radnici mogu upravljati ciljnom opremom, a istovremeno referencirajući napisane radne procedure ili dijele slike u stvarnom vremenu sa tehničarima na udaljenim lokacijama i dobivaju posebne preporuke. Ne samo da pomaže u poboljšanju efikasnosti, pouzdanosti i sigurnosti terenskih radova, ali takođe mogu efikasnije prenijeti vještine kroz praksu.
2. Daljinski nadzor sa slikama visoke rezolucije
5G ima više kapaciteta od prethodne generacije od 4G \/ LTE, posebno u pogledu uplink komunikacija. To omogućava prenošenje videa u 4K ili većoj rezoluciji u stvarnom vremenu. U tvornicama je jedna potencijalna upotreba upotreba bežičnih kamera za daljinsko nadgledanje. Kada je jasnoća slike dovoljno visoka da razlikuju suptilne promjene u boji tečne površine ili korozije cijevi, vizualni pregled može se izvesti na daljinu. Slike visoke rezolucije mogu se koristiti i kao ulaz za AI analitiku, što može automatski otkriti anomalije poput neovlaštenog ljudskog upada ili situacija kao što su požari.
3. Cloud Roboti
Kako se radno stanovništvo smanji, očekuje se da će mobilni roboti osigurati da tvornice rade sigurno i pouzdano. Roboti se kreću autonomno širom tvornice, a mjesto radnika za patrolira opasne površine. Dronovi mogu obavljati visoke nadmorske radove, što može biti opasno za radnike. "Cloud Robotics" se pojavljuje kao obećavajuća tehnologija. Budući da kontrolne funkcije u oblaku nisu ograničene računskim performansama robota, napredne kontrolne funkcije mogu se rasporediti.
Koristeći svojstva velike brzine i velikog kapaciteta, 5G omogućava mobilnim robotima da se bežično povezuju sa kontrolnim funkcijama u oblaku u stvarnom vremenu. Koristite masivne računarske resurse u oblaku i obrađuju velike količine podataka senzora u realnom vremenu. Karakteristike ultra pouzdane i niske latency koji nude 5G omogućavaju da se koristi za hitnu, vremenski osjetljivu komunikacije, što može izbjeći događaje poput sudara između robota i opreme za mobilne procesne opreme.
4. Bežični \/ Cloud Control sistem
Postojeća bežična tehnologija ne može postići visoku pouzdanost i nisku kašnjenje u isto vrijeme, ali može se postići sa 5G. To čini 5G dostupnim za kritičke aplikacije za misiju. Jedna od moguća aplikacija je bežični dio distribuiranog upravljačkog sustava (DCS) za smanjenje troškova instaliranja i održavanja komunikacijskih kablova širom širokog postrojenja. Točke praćenja mogu se dodati i modifikovati bez ikakvih manipulacija komunikacijskim kablovima.
Pored toga, ako 5G osigurava visoko pouzdanu, komunikaciju s niskim latencijama između terenskih uređaja i oblaka, kontrolera i drugih DCS funkcija mogu se konfigurirati u oblaku uz održavanje kritičnih performansi misije. Pored vanjskih oblačnih sistema, 5G se može koristiti i sa višestupanjskim ivicama (MEC), koji će izgraditi računarsku platformu niske latency u mreži. Kada se kontrole primjene na platformi MEC, usluge kontrole oblaka mogu se omogućiti da u potpunosti iskorištavaju visoku pouzdanost i nisku kašnjenje od 5g bez potrebe za internetom ili drugim mrežama.
5. Povezani senzori za digitalne blizance
Digitalni blizanci je digitalna realizacija stvarne tvornice u cyber prostoru i temelj je za digitalnu transformaciju tvorničkih operacija. Aplikacije nisu ograničene na statičke informacije o digitalnom dizajnu biljaka. Digitalni blizanci odražavaju stvarne uvjete biljaka u stvarnom vremenu, omogućavajući prediktivno održavanje i optimizirane operacije kroz simulaciju i AI analitiku.
Za preciznije sinkronizirati stanje fizičkih i digitalnih blizanaca, kompanije moraju precizno razumjeti stanje opreme, cjevovoda i druge imovine, kao i vremenske uvjete i druge uvjete. Da bi to učinio, tvornica je morala instalirati mnoge senzore. Da biste ispunili ovu potražnju, svaki senzor mora biti bežični, jeftini i mogućnost da radi godinama, a da ne morate zamijeniti bateriju. Mogućnost 5G-a za povezivanje više uređaja istovremeno je ključno za ovu aplikaciju.
Potencijalni slučajevi primjene 5G u tvornicama uključuju podršku za mobilne uređaje, daljinsko nadgledanje, Cloud Robotics, bežični \/ Cloud Control sustavi i poboljšana senzorska povezanost za digitalnu dvostruku optimizaciju.
06 Status i izazovi industrijskih 5G aplikacija
Uprkos mnogim potencijalnim slučajevima aplikacija u fabrici, 5G se tek treba primijeniti u procesnoj industriji. Industrijske 5G aplikacije i dalje se suočavaju sa mnogim izazovima.
Da bi se zadovoljile potrebe potrošačkih i industrijskih primjena, 5G mora podržati više funkcija. Standard od 5 g razvija se na faziran način sa različitim prioritetima. R16 i noviji verzije 5G standarda uključuju značajke koje se mogu koristiti za industrijske primjene. Oni poboljšavaju visoku pouzdanost, komunikacije niske kašnjenja i privatne mreže, a također podržavaju interoperaciju s vremenskim osjetljivim mrežama (TSN), osnovnom mrežnoj tehnologiji u automatizaciji.
Mogućnosti industrijskog sektora bit će dodatno poboljšane u R18 i kasnije (5g-naprednim) standardima. Dok 5G nudi napredne industrijske mogućnosti poput velike pouzdanosti, niske kašnjenje i višenamjenske istodobne povezanosti, daljnji razvoj 5G standarda, sredstava za usklađenost i infrastrukturu.
Konfiguracije dokaznog koncepta Koristite nove algoritme i 5G za rješavanje teških naprednih izazova za kontrolu procesa.
07 dokaz o konceptu tehnologije daljinskog upravljanja pomoću 5g
Dok je POC obećavajući korak, potrebno je daljnje testiranje za razvoj jasne komercijalne vrijednosti za industrijska 5G rješenja. Jedno moguće rješenje je u tvornicama velike brzine bežične ivice komunikacije u tvornicama i koristiti autonomnu AI tehnologiju zasnovanu na oblaku za kontrolu uređaja u stvarnom vremenu.
08 5 G i autonomna kontrola na bazi oblaka Ai
Kombinacija FKDPP-a i oblaka sa 5G, koja nudi nisku kašnjenje i mogućnost povezivanja mnogih uređaja, postanu osnovna tehnologija za postizanje industrijske autonomne kontrole.
Mnoge industrije počinju razmatrati upotrebu 5G bežične komunikacijske tehnologije za ubrzanje digitalne transformacije. Velika pouzdanost, niska kašnjenja i mogućnost povezivanja više uređaja istovremeno su kritične za industrijske primjene. Da bi se postigao širi spektar primjene, potrebno je kontinuirano poboljšati 5G standard, pružiti više zrelih proizvoda za usklađenost i infrastrukturu i prikazati korisnicima jedinstvene prednosti i vrijednosti koje donosi 5G.