A folyamatipar és más feldolgozóiparok bevezetik a digitális technológiákat a termelés hatékonyságának további javítása érdekében. Alapvető technológiaként egyre fontosabbá válik a vezeték nélküli kommunikáció, amely a csatlakoztathatóságot biztosítja, bárhol is telepítik. Ugyanakkor a vezeték nélküli kommunikációnak meg kell felelnie a különféle alkalmazások igényeinek, amelyek egyre kihívást jelentenek.
01 Az 5G kommunikációs funkciók áttekintése
A 3G és 4G/LTE után az "5G" a mobil kommunikációs rendszerek ötödik generációja. Míg ezeket a rendszerek generációit inkább a személyes kommunikációs szolgáltatásokra fejlesztették ki, az 5G felhasználható a tárgyak internete (IoT) hálózati infrastruktúrájához is, amely összeköti az összes eszközt és tárgyat a mindennapi életben, a gyártásban és más iparágakban.
Az 5G kommunikáció három tulajdonsága és gyakorlati alkalmazásai.
● továbbfejlesztett mobil szélessávú
Az 5G a szélessávú vezeték nélküli kommunikáció adatátviteli sebességének növelésére összpontosít, amelyet az előző generációkban javítottak. Az okostelefonok és más mobil eszközök szélessávú szolgáltatásai kiváló példa erre a szolgáltatás kihasználására.
● Rendkívül megbízható alacsony késleltetési kommunikáció
Az 5G-t úgy tervezték, hogy lehetővé tegye a rendkívül megbízható, alacsony késleltetésű és valós idejű vezeték nélküli kommunikációt.
● Nagyszabású gépi kommunikáció
Ez a tulajdonság azt jelenti, hogy sok alacsony forgalmú terminál egyszerre van csatlakoztatva.
02 Dedikált spektrum 5G -ben
A legtöbb meglévő vezeték nélküli kommunikációs technológiával ez az engedély nélküli spektrum különféle forgatókönyvekhez használható, korlátlan számú felhasználóval. Ugyanakkor fennáll az interferencia kockázata a különböző vezeték nélküli rendszerek között ugyanazon a frekvenciasávon.
03 Magánhálózat üzemeltetése (helyi 5G)
A meglévő mobil kommunikációs rendszereket általában úgy tervezték, hogy a kommunikációs szolgáltatások széles skáláját biztosítsák egy mobilhálózat -kezelő által létrehozott országos hálózatban.
04 Az 5G nemzetközi szabványosítása
Egyes országokban a vállalatok és az önkormányzatok várhatóan saját dedikált 5G hálózatukat építik és üzemelteti. Az engedély megszerzése után a helyi üzemeltetők kizárólag ezeket a sávokat használhatják a régiójukon belül.
Az 5G -t várhatóan a hagyományos mobil kommunikációs iparban és sok más iparágban fogják használni. Az ipari alkalmazásokra vonatkozó új követelmények beillesztése fontos tényező a szabványok sikeres kidolgozásában. A gyártó- és telekommunikációs ipar nagyvállalatai aktívan részt vesznek és feltárják az 5G technológia alkalmazását a feldolgozóiparban.
05 Öt potenciális alkalmazás a folyamatiparban
A feldolgozóiparban a különféle terepi alkalmazások kommunikációs követelményei eltérőek, és amint azt korábban már említettük, az 5G -t várhatóan vezeték nélküli infrastruktúraként használják, amely képes különféle vezeték nélküli gyári alkalmazások bevezetésére. Ezenkívül azokat az alkalmazásokat fejlesztették ki, amelyek a legjobban kihasználják az 5G kommunikációs funkcióit a gyártás digitális távoli műveleteinek megkönnyítése érdekében.
1. helyszíni működési támogatás a mobil eszközökhöz
A mobil eszközöket a mezőre telepítik, hogy növeljék a termelékenységet, és az aktuális hálózati lefedettség és a mező sávszélesség -korlátozásai korlátozzák az alkalmazás támogatását vezeték nélküli kommunikáció révén. Az 5G lehetővé teszi a szélessávú vezeték nélküli kommunikációt nagyobb sebességgel és alacsonyabb késéssel a gyár bármely területén.
A kibővített valóság (AR) az 5G továbbfejlesztett mobil szélessávú alkalmazási forgatókönyvek egyike. Noha az AR sok adatot igényel, felülmúlhatja a cél eszköz nagyfelbontású képeit, és valós időben megjelenítheti azokat a munkavállaló táblagépén vagy a hordható terminál eszközön, intuitív megoldást biztosítva. A terepi munkavállalók működtethetik a céleszközöket, miközben hivatkozhatnak a egymásra helyezett munka eljárásokra, vagy valós időben megoszthatják a képeket a távoli helyeken működő technikusokkal, és konkrét ajánlásokat kaphatnak. Ez nem csak elősegíti a terepi munka hatékonyságának, megbízhatóságának és biztonságának javítását, hanem a gyakorlat révén hatékonyabban továbbadhatja a készségeket.
2. Távoli megfigyelés nagyfelbontású képekkel
Az 5G több kapacitással rendelkezik, mint a 4G/LTE előző generációja, különösen a Uplink kommunikáció szempontjából. Ez lehetővé teszi a videó 4K vagy nagyobb felbontás valós időben történő streamingjét. A gyárakban az egyik potenciális felhasználás a vezeték nélküli kamerák használata a távoli megfigyeléshez. Ha a kép tisztasága elég magas ahhoz, hogy megkülönböztesse a folyékony felület színének finom változásait vagy a cső korrózióját, a vizuális ellenőrzés távolról végezhető. A nagy felbontású képek felhasználhatók az AI elemzéshez is, amely automatikusan kimutathatja az olyan rendellenességeket, mint például az illetéktelen emberi behatolás vagy olyan helyzetek, mint például a tűz.
3. felhő robotok
Ahogy a dolgozó népesség csökken, a mobil robotok várhatóan biztosítják, hogy a gyárak biztonságosan és megbízhatóan működjenek. A robotok önállóan mozognak a gyár egész területén, és a munkavállalók helyét veszik a veszélyes területek járőrzésére. A drónok nagy magasságú munkát végezhetnek, ami veszélyes lehet a munkavállalók számára. A "Cloud Robotics" ígéretes technológiává válik. Mivel a felhőben lévő vezérlési funkciókat nem korlátozza a robot számítási teljesítménye, a fejlett vezérlési funkciók telepíthetők.
A nagysebességű és nagy kapacitású tulajdonságainak felhasználásával az 5G lehetővé teszi a mobil robotok számára, hogy valós időben vezeték nélkül csatlakozzanak a felhőben lévő vezérlési funkciókhoz. Használjon hatalmas számítási erőforrásokat a felhőben, és valós időben dolgozzon fel nagy mennyiségű érzékelő adatot. Az 5G által kínált rendkívül megbízható és alacsony késleltetésű funkciók lehetővé teszik, hogy vészhelyzetben, időérzékeny kommunikációhoz használják, ami elkerülheti az olyan eseményeket, mint például a robotok és a mobil feldolgozó berendezések ütközése.
4. Vezeték nélküli/felhővezérlő rendszer
A meglévő vezeték nélküli technológia nem érheti el a nagy megbízhatóságot és az alacsony késleltetést egyszerre, de az 5G -vel elérhető. Ez lehetővé teszi az 5G-t a misszió-kritikus alkalmazásokhoz. Az egyik lehetséges alkalmazás az elosztott vezérlőrendszer (DCS) vezeték nélküli része, hogy csökkentse a kommunikációs kábelek telepítésének és karbantartásának költségeit egy széles növényi területen. A megfigyelési pontok hozzáadhatók és módosíthatók a kommunikációs kábelek kezelése nélkül.
Ezenkívül, ha az 5G biztosítja a rendkívül megbízható, az alacsony késleltetésű kommunikációt a terepi eszközök és a felhő között, akkor a vezérlők és más DCS funkciók konfigurálhatók a felhőben, miközben fenntartják a misszió-kritikus teljesítményt. A külső felhőrendszerek mellett az 5G használható a több hozzáférésű élszámítással (MEC) is, amely alacsony késleltetésű számítástechnikai platformot fog felépíteni a hálózatban. Amikor a vezérlő alkalmazásokat a MEC platformon valósítják meg, akkor a felhővezérlő szolgáltatások lehetővé teszik, hogy teljes mértékben kihasználhassa az 5G nagy megbízhatóságát és alacsony késleltetését az internet vagy más hálózatok szükségessége nélkül.
5. Csatlakozott érzékelők digitális ikrekhez
A digitális ikrek a kibertérben lévő tényleges gyár digitális megvalósítása, és alapja a gyári műveletek digitális átalakításának. Az alkalmazások nem korlátozódnak a statikus digitális növényi tervezési információkra. A digitális ikrek valós időben tükrözik a valós növényi körülményeket, lehetővé téve a prediktív karbantartást és az optimalizált műveleteket szimuláció és AI elemzés révén.
A fizikai és digitális ikrek állapotának pontosabb szinkronizálása érdekében a vállalatoknak pontosan meg kell érteniük a berendezések, csővezetékek és egyéb eszközök, valamint az időjárási és egyéb feltételek állapotát. Ehhez a gyárnak sok érzékelőt kellett telepítenie. Ennek a keresletnek a kielégítése érdekében minden érzékelőnek vezeték nélküli, olcsó és képesnek kell lennie évekig az akkumulátor cseréje nélkül. Az 5G azon képessége, hogy több eszközt egyszerre csatlakozzon, kulcsfontosságú az alkalmazáshoz.
A gyárakban a potenciális 5G alkalmazási esetek között szerepel a mobil eszközök, a távoli megfigyelés, a felhő robotika, a vezeték nélküli/felhővezérlő rendszerek támogatása és a digitális iker optimalizálásának fokozott érzékelői összeköttetése.
06 Az ipari 5G alkalmazások státusza és kihívásai
A gyárban a sok lehetséges alkalmazási eset ellenére az 5G -t még széles körben kell végrehajtani a folyamatiparban. Az ipari 5G alkalmazások továbbra is sok kihívással néznek szembe.
A fogyasztói és ipari alkalmazások igényeinek kielégítése érdekében az 5G -nek több funkciót kell támogatnia. Az 5G -standardot fokozatosan fejlesztik ki, különböző prioritásokkal. Az 5G szabvány R16 és későbbi verziói tartalmazzák az ipari alkalmazásokhoz felhasználható szolgáltatásokat. Fokozják a nagy megbízhatóságot, az alacsony késleltetésű kommunikációt és a magánhálózatokat, és támogatják az interoperációt az időérzékeny hálózatokkal (TSN), amely az automatizálás alapvető hálózati technológiája.
Az ipari szektor képességeit tovább javítják az R18 és későbbi (5G-Advanced) szabványokban. Míg az 5G fejlett ipari képességeket kínál, mint például a nagy megbízhatóság, az alacsony késleltetés és a többpontos egyidejű csatlakozás, az 5G szabványok továbbfejlesztése, a megfelelőségi termékek és az infrastruktúra szükséges ezen képességek támogatásához.
A Koncepciós tesztkonfigurációk új algoritmusokat és 5G-t használnak a kemény fejlett folyamatvezérlő kihívások megoldására.
07 A távirányító technológia koncepciójának igazolása az 5G használatával
Míg a POC ígéretes lépés, további tesztelésre van szükség az ipari 5G megoldások egyértelmű kereskedelmi értékének kidolgozásához. Az egyik lehetséges megoldás a nagysebességű vezeték nélküli kommunikációs élek telepítése a gyárakban, és felhőalapú autonóm AI technológiát használ az eszközök valós időben történő vezérlésére.
08 5 G és felhőalapú autonóm kontroll AI
Az FKDPP és a Cloud és az 5G kombinációja, amely alacsony késéssel és sok eszköz csatlakoztatására képes, várhatóan alapvető technológiává válik az ipari autonóm vezérlés elérése érdekében.
Számos iparág kezdi mérlegelni az 5G vezeték nélküli kommunikációs technológiát a digitális átalakulás felgyorsítása érdekében. A nagy megbízhatóság, az alacsony késés és a több eszköz egyszerre történő csatlakoztatásának képessége kritikus jelentőségű az ipari alkalmazások szempontjából. Az alkalmazások szélesebb körének elérése érdekében folyamatosan javítani kell az 5G szabványt, érettebb megfelelési termékeket és infrastruktúrát kell biztosítani, és meg kell mutatni a felhasználóknak az 5G által okozott egyedi előnyöket és értéket.