Процесните индустрии и други производствени индустрии въвеждат цифрови технологии за по -нататъшно подобряване на ефективността на производството. Като основна технология безжичната комуникация, която осигурява свързаност, където и да се разгърне, става все по -важна. В същото време безжичната комуникация трябва да отговори на нуждите на различни приложения, което става все по -предизвикателно.
01 Преглед на 5G функции за комуникация
След 3G и 4G\/LTE, "5G" е петото поколение системи за мобилна комуникация. Въпреки че тези поколения системи са разработени повече за лични комуникационни услуги, 5G може да се използва и за мрежовата инфраструктура на Интернет на нещата (IoT), която ще свързва всички устройства и обекти в ежедневието, производството и други индустрии.
Три характеристики на 5G комуникация и техните практически приложения.
● Подобрена мобилна широколентова връзка
5G е фокусиран върху увеличаване на пропускателната способност на широколентовите безжични комуникации, които са подобрени в предишните поколения. Услугите за широколентови услуги за смартфони и други мобилни устройства са отличен пример за възползване от тази функция.
● Ултра надеждна комуникация с ниско забавяне
5G е проектиран така, че да позволява високо надеждна, ниска латентност и безжична комуникация в реално време.
● Мащабна комуникация на машината
Тази функция означава, че много терминали с нисък трафик са свързани едновременно.
02 Специален спектър в 5G
С повечето съществуващи технологии за безжична комуникация този нелицензиран спектър може да се използва за различни сценарии с неограничен брой потребители. Съществува обаче риск от смущения между различни безжични системи на една и съща честотна лента.
03 Оперативна частна мрежа (Local 5G)
Съществуващите системи за мобилна комуникация обикновено са проектирани да предоставят широк спектър от комуникационни услуги в национална мрежа, създадена от оператор на мобилна мрежа.
04 Международна стандартизация на 5G
В някои страни се очаква компаниите и местните власти да изграждат и управляват собствени специални 5G мрежи. След получаване на лиценз местните оператори могат изключително да използват тези ленти в своя регион.
Очаква се 5G да се използва в традиционната индустрия за мобилни комуникации и много други индустрии. Включването на новите изисквания за индустриалните приложения е важен фактор за успешното развитие на стандартите. Основните компании от производствената и телекомуникационната индустрия активно участват и изследват прилагането на 5G технологията в производствената индустрия.
05 Пет потенциални приложения в процесорната индустрия
В производствения сектор изискванията за комуникация за различни полеви приложения варират и както беше споменато по -рано, 5G се очаква да се използват като безжична инфраструктура, способна да въведе различни безжични фабрични приложения. В допълнение, тези приложения, които най -добре използват комуникационните функции на 5G, се разработват, за да улеснят цифровите дистанционни операции в производството.
1. Поддръжка на операция на място за мобилни устройства
Мобилните устройства се разгръщат на полето, за да се увеличи производителността, а текущото покритие на мрежата и ограниченията на честотната лента ограничават поддръжката на приложението чрез безжична комуникация. 5G ще даде възможност за широколентова безжична комуникация при по -високи скорости и по -ниска латентност във всяка област на фабриката.
Augmented Reality (AR) е един от сценариите на приложение на 5G подобрена мобилна широколентова връзка. Въпреки че AR изисква много данни, той може да наслагва изображения с висока разделителна способност на целевото устройство и да ги покаже в реално време на таблета на работника или носещо терминално устройство, осигурявайки интуитивно решение. Полевите работници могат да управляват целевото оборудване, докато се позовават на наслагваните работни процедури или споделят изображения в реално време с техници на отдалечени места и получават конкретни препоръки. Той не само помага да се подобри ефективността, надеждността и безопасността на работата на полето, но и може да премине по -ефективно уменията чрез практика.
2. Дистанционно наблюдение с изображения с висока разделителна способност
5G има повече капацитет от предишното поколение 4G\/LTE, особено по отношение на комуникациите между връзката на връзката. Това дава възможност да се предава видео с 4K или по -висока разделителна способност в реално време. Във фабриките една потенциална употреба е използването на безжични камери за дистанционно наблюдение. Когато яснотата на изображението е достатъчно висока, за да се разграничат фините промени в цвета на течната повърхност или корозия на тръбата, визуалната проверка може да се извърши дистанционно. Изображенията с висока разделителна способност могат да се използват и като вход за AI анализи, които могат автоматично да открият аномалии като неразрешено проникване на човека или ситуации като пожари.
3. Облачни роботи
Тъй като работещото население се свива, се очаква мобилните роботи да гарантират, че фабриките работят безопасно и надеждно. Роботите се движат автономно в цялата фабрика, заемайки мястото на работниците, за да патрулират опасни райони. Дроновете могат да извършват работа с висока надморска височина, която може да бъде опасна за работниците. „Облачната роботика“ се очертава като обещаваща технология. Тъй като контролните функции в облака не са ограничени от изчислителната ефективност на робота, могат да бъдат внедрени разширени функции за управление.
Използвайки своите свойства с висока скорост и висок капацитет, 5G позволява на мобилните роботи да се свързват безжично с функции за управление в облака в реално време. Използвайте масивни изчислителни ресурси в облака и обработвайте големи количества данни за сензора в реално време. Ултра-надеждните и ниския латентни функции, предлагани от 5G, позволяват да се използва за спешни, чувствителни към времето комуникации, които могат да избегнат събития като сблъсъци между роботи и мобилно оборудване.
4. Система за управление на безжична\/облак
Съществуващата безжична технология не може да постигне висока надеждност и ниска латентност едновременно, но тя може да бъде постигната с 5G. Това прави 5G на разположение за критични за мисията приложения. Едно от възможните приложение е безжичната част от разпределената система за управление (DCS), за да се намали разходите за инсталиране и поддържане на комуникационни кабели в широка зона на растението. Точките за мониторинг също могат да се добавят и модифицират без манипулиране на комуникационните кабели.
В допълнение, ако 5G осигурява високо надеждна, комуникация с ниска латентност между полеви устройства и облака, контролерите и други DCS функции могат да бъдат конфигурирани в облака, като същевременно поддържат критична за мисията производителност. В допълнение към външните облачни системи, 5G може да се използва и с много достъпни крайни изчисления (MEC), която ще изгради компютърна платформа с ниска латентност в мрежата. Когато приложенията за контрол са внедрени на платформата MEC, услугите за контрол на облаците могат да бъдат позволени да се възползват изцяло от високата надеждност и ниската латентност на 5G, без да е необходимо интернет или други мрежи.
5. Свързани сензори за цифрови близнаци
Цифровият близнак е цифровата реализация на действителната фабрика в киберпространството и е основата за цифровата трансформация на фабричните операции. Приложенията не се ограничават до статична информация за дизайна на цифрови растения. Цифровите близнаци отразяват реалните условия на растенията в реално време, което позволява прогнозна поддръжка и оптимизирани операции чрез симулация и AI анализи.
За да синхронизират по -точно състоянието на физическите и цифровите близнаци, компаниите трябва точно да разберат състоянието на оборудването, тръбопроводите и други активи, както и времето и други условия. За да направи това, фабриката трябваше да инсталира много сензори. За да отговори на това търсене, всеки сензор трябва да бъде безжичен, евтин и да работи с години, без да се налага да сменя батерията. Способността на 5G да свързва множество устройства едновременно е ключова за това приложение.
Потенциалните случаи на приложения 5G във фабрики включват поддръжка за мобилни устройства, дистанционно наблюдение, облачна роботика, безжични\/облачни системи за управление и подобрена свързаност на сензора за цифрова оптимизация на близнаците.
06 Статус и предизвикателства на индустриалните 5G приложения
Въпреки многото потенциални случаи на кандидатстване във фабриката, 5G все още не е широко приложен в процесорната индустрия. Индустриалните 5G приложения все още са изправени пред много предизвикателства.
За да отговори на нуждите на потребителските и индустриалните приложения, 5G трябва да поддържа множество функции. Стандартът 5G се разработва по поетапен начин с различни приоритети. R16 и по -късните версии на стандарта 5G включват функции, които могат да се използват за индустриални приложения. Те подобряват високорежимността, комуникациите с ниска латентност и частните мрежи, а също така поддържат взаимодействието с чувствителни към времето мрежи (TSN), основна технология за работа в мрежа в автоматизацията.
Възможностите на индустриалния сектор ще бъдат допълнително подобрени в стандартите R18 и по-късно (5G-напреднали). Докато 5G предлага усъвършенствани индустриални възможности като висока надеждност, ниска латентност и едновременна свързаност, е необходимо по -нататъшно разработване на 5G стандарти, продукти за съответствие и инфраструктура, за да се подкрепят тези възможности.
Тестови конфигурации на Proof of Concept използват нови алгоритми и 5G за решаване на трудни предизвикателства за контрол на процеса.
07 Доказателство за концепцията за технологията за дистанционно управление с помощта на 5G
Докато POC е обещаваща стъпка, е необходимо по -нататъшно тестване за разработване на ясна търговска стойност за индустриални 5G решения. Едно от възможните решение е да се внедрят високоскоростни устройства за безжична комуникация във фабрики и да се използва облачна базирана автономна AI технология за контрол на устройствата в реално време.
08 5 G и облачно базиран автономен контрол AI
Комбинацията от FKDPP и облак с 5G, която предлага ниска латентност и възможността за свързване на много устройства, се очаква да се превърне в основната технология за постигане на индустриален автономен контрол.
Много отрасли започват да обмислят използването на 5G безжична комуникационна технология за ускоряване на цифровата трансформация. Високата надеждност, ниската латентност и възможността за свързване на множество устройства едновременно са от решаващо значение за индустриалните приложения. За да се постигне по -широк спектър от приложения, е необходимо непрекъснато да се подобрява стандартът 5G, да се осигурят по -зрели продукти и инфраструктура за съответствие и да се покаже на потребителите уникалните предимства и стойност, донесени от 5G.