Wbudowane technologie 5G: jak dostosowane sieci mogą zmieniać całe sektory przemysłu?
Technologia 5G(odnośnik otworzy się w nowym oknie) zapewnia zupełnie nowy poziom łączności w porównaniu z poprzednimi standardami bezprzewodowymi, oferując ultrawysoką przepustowość i niewielkie opóźnienia. Dla naszych inteligentnych urządzeń oznacza to coś więcej niż tylko szybsze mobilne połączenie szerokopasmowe: sieci 5G mogą pomóc urzeczywistnić Przemysł 4.0, łącząc maszyny i inny sprzęt w dużej skali i w czasie rzeczywistym. Podczas gdy wdrażanie publicznych sieci 5G(odnośnik otworzy się w nowym oknie) nabiera tempa w całej Europie, wdrażanie prywatnych sieci 5G(odnośnik otworzy się w nowym oknie) dla inteligentnych fabryk wciąż pozostaje w powijakach. „Specjalnie zaprojektowane sieci często lepiej sprawdzają się, jeśli chodzi o wymogi sektorów wertykalnych, takich jak motoryzacja, produkcja, opieka zdrowotna lub bezpieczeństwo publiczne”, wyjaśnia Sven Wittig, pracownik naukowy w instytucie Fraunhofer Heinrich Hertz(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „Prywatne sieci 5G, działające lokalnie i zoptymalizowane pod kątem określonych zastosowań, są kluczem do pełnego wykorzystania potencjału 5G oraz Przemysłu 4.0”.
Przypadki przemysłowego wykorzystania 5G
Aby dostosować takie sieci do swoich potrzeb, instytut został gospodarzem finansowanego przez Unię Europejską projektu 5G CONNI(odnośnik otworzy się w nowym oknie). W ramach projektu utworzono dwa połączone ze sobą ośrodki testowe w Europie i na Tajwanie, aby zaprezentować przypadki przemysłowego wykorzystania 5G w międzynarodowej sieci prywatnej. Realizowane prace pomogły również zdefiniować wymagania dotyczące architektury i modeli wdrażania takich sieci. „Nasze działania stanowią solidną podstawę dla przedsiębiorstw rozważających wykorzystanie 5G w swojej działalności, w tym dla firm, które nie mają rozległego zaplecza ICT”, zauważa Wittig. Aplikacje opracowane i zaprezentowane przez zespół projektu 5G CONNI miały na celu zwiększenie wydajności przemysłowych procesów produkcyjnych, na przykład poprzez większą rekonfigurowalność, lepszy dostęp do danych procesowych lub centralizację funkcji konserwacji.
Elastyczna współpraca z ludźmi i robotami
Przypadki wykorzystania obejmują platformę robotów przemysłowych, której funkcje związane z inteligencją i sterowaniem przeniesiono z robota do pobliskiej chmury brzegowej(odnośnik otworzy się w nowym oknie), zamykając bezprzewodowo pętlę sterowania przez 5G. „Odciążone funkcje sterowania umożliwiają robotom bezprzewodowym swobodniejsze poruszanie się po hali produkcyjnej”, mówi Wittig. Usunięcie okablowania między zewnętrznym sterownikiem a mechanicznymi częściami robota pozwala na bardziej efektywne wykorzystanie robotów, ponieważ można je łatwo i szybko przemieszczać tam, gdzie są potrzebne. Inne zalety takiego rozwiązania obejmują bardziej elastyczną współpracę, ponieważ dane dotyczące zadań można wymieniać bezpośrednio za pośrednictwem odpowiednich interfejsów w chmurze. Centralne monitorowanie i zarządzanie robotami za pośrednictwem chmury brzegowej może również pomóc w osiągnięciu wyższej wydajności. Kolejną pomyślnie przetestowaną aplikacją był cyfrowy bliźniak fizycznej maszyny, synchronizowany w czasie rzeczywistym w odległej lokalizacji. Jeśli wystąpią problemy z procesem produkcyjnym, doświadczony personel może uzyskać dostęp do bliźniaka za pomocą tabletu lub zestawu do rzeczywistości wirtualnej, zapewniając natychmiastowe wsparcie zdalnie.
Rozwój na potrzeby wykorzystania w dużej skali
Oprócz wykazania wartości dodanej łączności 5G w zastosowaniach przemysłowych, zaprezentowane przypadki wykorzystania pomogły ustalić istniejące ograniczenia technologiczne oraz potencjał w zakresie przyszłych ulepszeń. Partnerzy pracowali również nad przyszłymi iteracjami technologii 5G: obejmowało to rozwój na poziomie sprzętu sieciowego, nowatorskie algorytmy projektowania sieci i modelowanie propagacji radiowej w pomieszczeniach. Mimo że prywatne sieci 5G przeznaczone dla zastosowań Przemysłu 4.0 są wciąż w powijakach, Wittig wierzy, że wkład jego zespołu może pomóc w osiągnięciu pełnego potencjału takich rozwiązań: „Produktywne wykorzystanie technologii na dużą skalę jest możliwe w przyszłości, jednak projekty takie jak 5G CONNI mają kluczowe znaczenie dla wypełnienia pozostałych luk”.
