Procesa rūpniecība un citas ražošanas nozares ievieš digitālās tehnoloģijas, lai vēl vairāk uzlabotu ražošanas efektivitāti. Būdama galvenā tehnoloģija, bezvadu komunikācija, kas nodrošina savienojamību visur, kur tā tiek izvietota, kļūst arvien svarīgāka. Tajā pašā laikā bezvadu komunikācijai ir jāatbilst dažādu lietojumprogrammu vajadzībām, kas kļūst arvien izaicinošākas.
01 5G komunikācijas funkciju pārskats
Pēc 3G un 4G/LTE "5G" ir mobilo sakaru sistēmu piektā paaudze. Kaut arī šīs sistēmas paaudzes ir vairāk izstrādātas personīgo sakaru pakalpojumiem, 5G var izmantot arī lietu interneta (IoT) tīkla infrastruktūrai, kas savienos visas ierīces un objektus ikdienas dzīvē, ražošanā un citās nozarēs.
Trīs 5G komunikācijas pazīmes un to praktiskā pielietošana.
● Uzlabota mobilā platjosla
5G ir vērsta uz platjoslas bezvadu sakaru datu caurlaidības palielināšanu, kas ir uzlabota iepriekšējās paaudzēs. Platjoslas pakalpojumi viedtālruņiem un citām mobilajām ierīcēm ir lielisks piemērs, kā izmantot šo funkciju.
● Īpaši uzticama zema slāņa komunikācija
5G ir paredzēts, lai nodrošinātu ļoti uzticamu, zemu latentumu un reāllaika bezvadu sakaru.
● Liela mēroga mašīnu komunikācija
Šī funkcija nozīmē, ka daudzi zemas satiksmes termināļi ir savienoti vienlaicīgi.
02 veltīts spektrs 5g
Ar lielāko daļu esošo bezvadu sakaru tehnoloģiju šo nelicencēto spektru var izmantot dažādiem scenārijiem ar neierobežotu lietotāju skaitu. Tomēr pastāv risks traucēt dažādām bezvadu sistēmām vienā un tajā pašā frekvenču joslā.
03 Darbības privāts tīkls (vietējais 5G)
Esošās mobilās sakaru sistēmas parasti ir paredzētas, lai nodrošinātu plašu komunikāciju pakalpojumu klāstu valsts mēroga tīklā, ko izveidojis mobilā tīkla operators.
04 Starptautiskā 5G standartizācija
Paredzams, ka dažās valstīs uzņēmumi un pašvaldības veidos un vadīs paši savus specializētos 5G tīklus. Pēc licences iegūšanas vietējie operatori var izmantot tikai šīs joslas savā reģionā.
Paredzams, ka 5G tiks izmantots tradicionālajā mobilo sakaru nozarē un daudzās citās nozarēs. Jaunu prasību iekļaušana rūpnieciskām lietojumiem ir svarīgs faktors veiksmīgā standartu attīstībā. Lielākie ražošanas un telekomunikāciju nozares uzņēmumi aktīvi piedalās un pēta 5G tehnoloģijas pielietojumu ražošanas nozarē.
05 Piecas iespējamās lietojumprogrammas procesu nozarē
Ražošanas nozarē sakaru prasības dažādām lauka lietojumprogrammām ir atšķirīgas, un, kā minēts iepriekš, tiek sagaidīts, ka 5G tiks izmantots kā bezvadu infrastruktūra, kas varētu ieviest dažādas bezvadu rūpnīcas lietojumprogrammas. Turklāt tiek izstrādātas šīs lietojumprogrammas, kas labākās 5G komunikācijas funkcijas tiek izstrādātas, lai atvieglotu digitālās attālās darbības ražošanā.
1. Uz vietas esošās operācijas atbalsts mobilajām ierīcēm
Mobilās ierīces tiek izvietotas laukā, lai palielinātu produktivitāti, un pašreizējie tīkla pārklājuma un lauka joslas platuma ierobežojumi ierobežo lietojumprogrammas atbalstu, izmantojot bezvadu sakarus. 5G nodrošinās platjoslas bezvadu komunikāciju ar lielāku ātrumu un zemāku latentumu jebkurā rūpnīcas apgabalā.
Papildinātā realitāte (AR) ir viens no 5G uzlabotās mobilās platjoslas lietojumprogrammu scenārijiem. Lai arī AR prasa daudz datu, tas var uzklāt augstas izšķirtspējas attēlus mērķa ierīcē un reālā laikā tos parādīt strādnieka planšetdatorā vai valkājamā termināla ierīcē, nodrošinot intuitīvu risinājumu. Lauka darbinieki var darbināt mērķa aprīkojumu, vienlaikus atsaucoties uz uzliktajām darba procedūrām vai reālā laikā dalīties ar attēliem ar tehniķiem attālās vietās un saņemt īpašus ieteikumus. Tas ne tikai palīdz uzlabot lauka darba efektivitāti, uzticamību un drošību, bet arī efektīvāk pārnest prasmes, izmantojot praksi.
2. Attālā uzraudzība ar augstas izšķirtspējas attēliem
5G ir vairāk jaudas nekā iepriekšējās paaudzes 4G/LTE, it īpaši augšupsaites sakaru ziņā. Tas ļauj straumēt video ar 4K vai augstāku izšķirtspēju reālā laikā. Rūpnīcās viena iespējama izmantošana ir bezvadu kameru izmantošana attālinātai uzraudzībai. Ja attēla skaidrība ir pietiekami augsta, lai atšķirtu smalkas šķidruma virsmas krāsas izmaiņas vai caurules koroziju, vizuālu pārbaudi var veikt attālināti. Augstas izšķirtspējas attēlus var izmantot arī kā ievadi AI analītikā, kas var automātiski noteikt tādas anomālijas kā neatļauta cilvēka ielaušanās vai situācijas, piemēram, ugunsgrēkus.
3. Mākoņu roboti
Sadarbojoties strādājošajiem iedzīvotājiem, tiek gaidīts, ka mobilie roboti nodrošinās, ka rūpnīcas darbojas droši un droši. Roboti autonomi pārvietojas pa visu rūpnīcu, dodot darbinieku vietu, lai patrulētu bīstamās teritorijās. Droni var veikt augstkalnu darbu, kas var būt bīstams darbiniekiem. "Mākoņu robotika" parādās kā daudzsološa tehnoloģija. Tā kā vadības funkcijas mākonī neierobežo robota aprēķina veiktspēja, var izvietot uzlabotas vadības funkcijas.
Izmantojot ātrgaitas un lielas ietilpības īpašības, 5G ļauj mobilajiem robotiem bezvadu režīmā izveidot savienojumu ar vadības funkcijām mākonī reālā laikā. Izmantojiet masīvus skaitļošanas resursus mākonī un reālā laikā apstrādājiet lielu daudzumu sensoru datu. Ultra uzticamās un zemās latentuma funkcijas, ko piedāvā 5G, ļauj to izmantot ārkārtas, laika ziņā jutīgam sakariem, kas var izvairīties no tādiem notikumiem kā sadursmes starp robotiem un mobilo procesu aprīkojumu.
4. Bezvadu/mākoņu vadības sistēma
Esošā bezvadu tehnoloģija vienlaikus nevar sasniegt augstu uzticamību un zemu latentumu, bet to var sasniegt ar 5G. Tas padara 5G pieejamu misijai kritiskiem lietojumiem. Viena no iespējamām lietojumprogrammām ir sadalītās vadības sistēmas (DCS) bezvadu daļa, lai samazinātu komunikācijas kabeļu uzstādīšanas un uzturēšanas izmaksas plašā augu zonā. Uzraudzības punktus var arī pievienot un modificēt, bez jebkādām manipulācijām ar sakaru kabeļiem.
Turklāt, ja 5G nodrošina ļoti uzticamu, zemu latentuma komunikāciju starp lauka ierīcēm un mākoni, kontrolleriem un citām DC funkcijām var konfigurēt mākonī, saglabājot misijai kritisku veiktspēju. Papildus ārējām mākoņu sistēmām 5G var izmantot arī ar vairāku piekļuves malu skaitļošanu (MEC), kas tīklā izveidos zemas latentuma skaitļošanas platformu. Kad MEC platformā tiek ieviestas vadības lietojumprogrammas, mākoņa vadības pakalpojumi var būt iespējoti, lai pilnībā izmantotu 5G augsto uzticamību un zemo latentumu, bez nepieciešamības pēc interneta vai citiem tīkliem.
5. savienoti sensori digitāliem dvīņiem
Digitālais dvīnis ir faktiskās rūpnīcas digitālā realizācija kibertelpā un ir pamats rūpnīcas darbību digitālai pārveidošanai. Lietojumprogrammas neaprobežojas tikai ar statisko digitālo augu dizaina informāciju. Digitālie dvīņi atspoguļo reālus augu apstākļus reālā laikā, ļaujot prognozēt apkopi un optimizētas operācijas, izmantojot simulāciju un AI analītiku.
Lai precīzāk sinhronizētu fizisko un digitālo dvīņu stāvokli, uzņēmumiem precīzi jāsaprot aprīkojuma, cauruļvadu un citu aktīvu stāvoklis, kā arī laika apstākļi un citi apstākļi. Lai to izdarītu, rūpnīcai bija jāinstalē daudz sensoru. Lai apmierinātu šo pieprasījumu, katram sensoram jābūt bezvadu, lētam un spējīgam darboties gadiem ilgi, neaizvietojot akumulatoru. 5G spēja vienlaikus savienot vairākas ierīces vienlaikus ir galvenā šai lietojumprogrammai.
Potenciālie 5G lietojumprogrammu gadījumi rūpnīcās ietver atbalstu mobilajām ierīcēm, tālvadības uzraudzību, mākoņa robotiku, bezvadu/mākoņu vadības sistēmas un uzlabotu sensoru savienojamību digitālā dvīņu optimizācijai.
06 Rūpniecisko 5G lietojumprogrammu statuss un izaicinājumi
Neskatoties uz daudzajiem iespējamiem rūpnīcas lietojumprogrammu gadījumiem, 5G vēl ir plaši jāīsteno procesu nozarē. Rūpnieciskās 5G lietojumprogrammas joprojām saskaras ar daudzām problēmām.
Lai apmierinātu patērētāju un rūpniecisko lietojumu vajadzības, 5G ir jāatbalsta vairākas funkcijas. 5G standarts tiek izstrādāts pakāpeniski ar dažādām prioritātēm. R16 un vēlākas 5G standarta versijas ietver funkcijas, kuras var izmantot rūpnieciskām lietojumiem. Tie uzlabo augstas ticamības, zemas latentuma komunikācijas un privātos tīklus, kā arī atbalsta sadarbību ar laika jutīgiem tīkliem (TSN), kas ir būtiska tīkla tehnoloģija automatizācijā.
Rūpnieciskās nozares iespējas tiks vēl vairāk uzlabotas R18 un vēlāk (5G-Advanced) standartos. Kamēr 5G piedāvā uzlabotas rūpniecības iespējas, piemēram, augstu uzticamību, zemu latentumu un daudzpunktu vienlaicīgu savienojamību, 5G standartu turpmākai izstrādei, atbilstības produktiem un infrastruktūrai ir nepieciešama, lai atbalstītu šīs iespējas.
Koncepcijas pierādīšanas testa konfigurācijās Izmantojiet jaunus algoritmus un 5G, lai atrisinātu smagas progresīvas procesa vadības problēmas.
07 Tālvadības kontroles tehnoloģijas koncepcijas pierādījums, izmantojot 5G
Kamēr POC ir daudzsološs solis, ir nepieciešama turpmāka pārbaude, lai izstrādātu skaidru komerciālu vērtību rūpnieciskiem 5G risinājumiem. Viens no iespējamiem risinājumiem ir ātrgaitas bezvadu sakaru malu ierīču izvietošana rūpnīcās un izmantot mākonī balstītu autonomu AI tehnoloģiju, lai kontrolētu ierīces reālā laikā.
08 5 G un mākoņa bāzes autonomā vadība AI
Paredzams, ka FKDPP un mākoņu kombinācija ar 5G, kas piedāvā zemu latentumu un spēju savienot daudzas ierīces, kļūs par galveno tehnoloģiju, lai sasniegtu rūpniecisko autonomo vadību.
Daudzas nozares sāk apsvērt 5G bezvadu sakaru tehnoloģijas izmantošanu, lai paātrinātu digitālo pārveidi. Rūpnieciskām lietojumprogrammām kritiska ir augsta uzticamība, zema latentums un spēja vienlaicīgi savienot vairākas ierīces. Lai sasniegtu plašāku lietojumprogrammu klāstu, ir nepārtraukti jāuzlabo 5G standarts, jāsniedz nobriedušāki atbilstības produkti un infrastruktūra, kā arī parādīt lietotājiem unikālās priekšrocības un vērtību, ko rada 5G.