Industri proses dan industri pembuatan lain memperkenalkan teknologi digital untuk meningkatkan kecekapan pengeluaran. Sebagai teknologi teras, komunikasi tanpa wayar yang menyediakan sambungan di mana sahaja ia digunakan menjadi semakin penting. Pada masa yang sama, komunikasi tanpa wayar perlu memenuhi keperluan pelbagai aplikasi, yang menjadi semakin mencabar.
01 Gambaran Keseluruhan Ciri Komunikasi 5G
Selepas 3G dan 4G/LTE, "5G" adalah generasi kelima sistem komunikasi mudah alih. Walaupun generasi sistem ini telah dibangunkan lebih banyak untuk perkhidmatan komunikasi peribadi, 5G juga boleh digunakan untuk infrastruktur rangkaian Internet of Things (IoT), yang akan menghubungkan semua peranti dan objek dalam kehidupan seharian, pembuatan dan industri lain.
Tiga ciri komunikasi 5G dan aplikasi praktikal mereka.
● Jalur lebar mudah alih yang dipertingkatkan
5G memberi tumpuan kepada peningkatan data komunikasi tanpa wayar jalur lebar, yang telah dipertingkatkan pada generasi sebelumnya. Perkhidmatan jalur lebar untuk telefon pintar dan peranti mudah alih lain adalah contoh utama untuk mengambil kesempatan daripada ciri ini.
● Komunikasi kelewatan rendah yang boleh dipercayai ultra
5G direka untuk membolehkan komunikasi tanpa wayar yang sangat dipercayai, rendah latency dan masa nyata.
● Komunikasi mesin berskala besar
Ciri ini bermakna bahawa banyak terminal trafik rendah disambungkan serentak.
02 Spektrum khusus dalam 5g
Dengan kebanyakan teknologi komunikasi tanpa wayar yang sedia ada, spektrum yang tidak berlesen ini boleh digunakan untuk pelbagai senario dengan bilangan pengguna yang tidak terhad. Walau bagaimanapun, terdapat risiko gangguan antara sistem wayarles yang berbeza pada jalur frekuensi yang sama.
03 Rangkaian Peribadi Beroperasi (5G Tempatan)
Sistem komunikasi mudah alih yang sedia ada biasanya direka untuk menyediakan pelbagai perkhidmatan komunikasi dalam rangkaian di seluruh negara yang ditubuhkan oleh pengendali rangkaian mudah alih.
04 Standardisasi Antarabangsa 5G
Di sesetengah negara, syarikat dan kerajaan tempatan dijangka membina dan mengendalikan rangkaian 5G mereka sendiri. Selepas mendapatkan lesen, pengendali tempatan secara eksklusif boleh menggunakan band ini di rantau mereka.
5G dijangka digunakan dalam industri komunikasi mudah alih tradisional dan banyak industri lain. Kemasukan keperluan baru untuk aplikasi perindustrian merupakan faktor penting dalam pembangunan piawaian yang berjaya. Syarikat -syarikat utama dari industri pembuatan dan telekomunikasi secara aktif mengambil bahagian dan meneroka aplikasi teknologi 5G dalam industri pembuatan.
05 Lima aplikasi yang berpotensi dalam industri proses
Dalam sektor perkilangan, keperluan komunikasi untuk aplikasi lapangan yang berbeza berbeza -beza, dan seperti yang dinyatakan sebelum ini, 5G dijangka digunakan sebagai infrastruktur tanpa wayar yang mampu memperkenalkan pelbagai aplikasi kilang tanpa wayar. Di samping itu, aplikasi yang terbaik memanfaatkan ciri komunikasi 5G sedang dibangunkan untuk memudahkan operasi jauh digital dalam pembuatan.
1. Sokongan operasi di tempat untuk peranti mudah alih
Peranti mudah alih sedang dikerahkan ke medan untuk meningkatkan produktiviti, dan liputan rangkaian semasa dan batasan lebar jalur medan membatasi sokongan aplikasi melalui komunikasi tanpa wayar. 5G akan membolehkan komunikasi tanpa wayar jalur lebar pada kelajuan yang lebih tinggi dan latensi yang lebih rendah di mana -mana kawasan kilang.
Realiti Augmented (AR) adalah salah satu senario aplikasi 5G jalur lebar mudah alih yang dipertingkatkan. Walaupun AR memerlukan banyak data, ia boleh menanam imej definisi tinggi pada peranti sasaran dan memaparkannya dalam masa nyata pada tablet pekerja atau peranti terminal yang boleh dipakai, menyediakan penyelesaian intuitif. Pekerja lapangan boleh mengendalikan peralatan sasaran semasa merujuk prosedur kerja yang ditumpukan, atau berkongsi imej dalam masa nyata dengan juruteknik di lokasi terpencil dan mendapatkan cadangan khusus. Ia bukan sahaja membantu meningkatkan kecekapan, kebolehpercayaan dan keselamatan kerja lapangan, tetapi juga dapat menyampaikan kemahiran dengan lebih berkesan melalui amalan.
2. Pemantauan jauh dengan imej definisi tinggi
5G mempunyai lebih banyak kapasiti daripada generasi sebelumnya 4G/LTE, terutamanya dari segi komunikasi uplink. Ini memungkinkan untuk menstrim video dalam resolusi 4K atau lebih tinggi dalam masa nyata. Di kilang -kilang, satu penggunaan yang berpotensi ialah penggunaan kamera tanpa wayar untuk pemantauan jauh. Apabila kejelasan imej cukup tinggi untuk membezakan perubahan halus dalam warna permukaan cecair atau kakisan paip, pemeriksaan visual boleh dilakukan dari jauh. Imej resolusi tinggi juga boleh digunakan sebagai input untuk analisis AI, yang secara automatik dapat mengesan anomali seperti pencerobohan manusia atau situasi yang tidak dibenarkan seperti kebakaran.
3. Robot awan
Apabila penduduk yang bekerja menyusut, robot mudah alih dijangka memastikan kilang -kilang beroperasi dengan selamat dan boleh dipercayai. Robot bergerak secara autonomi di seluruh kilang, mengambil tempat pekerja untuk meronda kawasan berbahaya. Drone boleh melakukan kerja ketinggian tinggi, yang boleh berbahaya bagi pekerja. "Robotics Cloud" muncul sebagai teknologi yang menjanjikan. Oleh kerana fungsi kawalan di awan tidak terhad oleh prestasi pengiraan robot, fungsi kawalan lanjutan boleh digunakan.
Menggunakan sifat berkelajuan tinggi dan berkapasiti tinggi, 5G membolehkan robot mudah alih untuk menyambung secara wayarles untuk mengawal fungsi di awan dalam masa nyata. Gunakan sumber pengkomputeran besar -besaran dalam awan dan memproses sejumlah besar data sensor dalam masa nyata. Ciri-ciri ultra yang boleh dipercayai dan rendah yang ditawarkan oleh 5G membolehkan ia digunakan untuk kecemasan, komunikasi sensitif masa, yang boleh mengelakkan peristiwa seperti perlanggaran antara robot dan peralatan proses mudah alih.
4. Sistem kawalan wayarles/awan
Teknologi wayarles sedia ada tidak dapat mencapai kebolehpercayaan yang tinggi dan latensi rendah pada masa yang sama, tetapi dapat dicapai dengan 5G. Ini menjadikan 5G tersedia untuk aplikasi kritikal misi. Satu aplikasi yang mungkin adalah untuk bahagian tanpa wayar sistem kawalan yang diedarkan (DCS) untuk mengurangkan kos memasang dan mengekalkan kabel komunikasi di kawasan tumbuhan yang luas. Titik pemantauan juga boleh ditambah dan diubahsuai tanpa manipulasi kabel komunikasi.
Di samping itu, jika 5G memastikan komunikasi yang sangat dipercayai, rendah latensi antara peranti lapangan dan awan, pengawal dan fungsi DCS lain boleh dikonfigurasikan dalam awan sambil mengekalkan prestasi misi kritikal. Sebagai tambahan kepada sistem awan luaran, 5G juga boleh digunakan dengan pengkomputeran kelebihan pelbagai akses (MEC), yang akan membina platform pengkomputeran latensi rendah dalam rangkaian. Apabila aplikasi kawalan dilaksanakan di platform MEC, perkhidmatan kawalan awan boleh diaktifkan untuk memanfaatkan sepenuhnya kebolehpercayaan yang tinggi dan latensi rendah 5G tanpa memerlukan Internet atau rangkaian lain.
5. Sensor yang disambungkan untuk kembar digital
Kembar digital adalah realisasi digital kilang sebenar di ruang siber dan merupakan asas bagi transformasi digital operasi kilang. Aplikasi tidak terhad kepada maklumat reka bentuk loji digital statik. Kembar digital mencerminkan keadaan tumbuhan sebenar dalam masa nyata, membolehkan penyelenggaraan ramalan dan operasi yang dioptimumkan melalui simulasi dan analisis AI.
Untuk lebih tepat menyegerakkan keadaan kembar fizikal dan digital, syarikat mesti memahami dengan tepat keadaan peralatan, saluran paip, dan aset lain, serta cuaca dan keadaan lain. Untuk melakukan ini, kilang terpaksa memasang banyak sensor. Untuk memenuhi permintaan ini, setiap sensor mestilah tanpa wayar, murah, dan dapat beroperasi selama bertahun -tahun tanpa perlu menggantikan bateri. Keupayaan 5G untuk menyambungkan pelbagai peranti pada masa yang sama adalah kunci kepada aplikasi ini.
Kes -kes aplikasi 5G yang berpotensi di kilang termasuk sokongan untuk peranti mudah alih, pemantauan jauh, robot awan, sistem kawalan tanpa wayar/awan, dan sambungan sensor yang dipertingkatkan untuk pengoptimuman kembar digital.
06 Status dan Cabaran Aplikasi 5G Perindustrian
Walaupun terdapat banyak kes permohonan yang berpotensi di kilang, 5G masih belum dilaksanakan secara meluas dalam industri proses. Aplikasi 5G industri masih menghadapi banyak cabaran.
Untuk memenuhi keperluan aplikasi pengguna dan perindustrian, 5G mesti menyokong pelbagai fungsi. Standard 5G sedang dibangunkan secara bertahap dengan keutamaan yang berbeza. R16 dan kemudian versi standard 5G termasuk ciri -ciri yang boleh digunakan untuk aplikasi perindustrian. Mereka meningkatkan kebolehpercayaan tinggi, komunikasi latensi rendah dan rangkaian swasta, dan juga menyokong interoperasi dengan rangkaian sensitif masa (TSN), teknologi rangkaian penting dalam automasi.
Keupayaan sektor perindustrian akan dipertingkatkan lagi dalam piawaian R18 dan kemudian (5G-Advanced). Walaupun 5G menawarkan keupayaan perindustrian canggih seperti kebolehpercayaan yang tinggi, latensi rendah, dan sambungan serentak multipoint, pembangunan selanjutnya piawaian 5G, produk pematuhan, dan infrastruktur diperlukan untuk menyokong keupayaan ini.
Konfigurasi ujian bukti-konsep menggunakan algoritma baru dan 5G untuk menyelesaikan cabaran kawalan proses lanjutan yang sukar.
07 Bukti Konsep Teknologi Kawalan Jauh Menggunakan 5G
Walaupun POC adalah langkah yang menjanjikan, ujian selanjutnya diperlukan untuk membangunkan nilai komersil yang jelas untuk penyelesaian 5G industri. Satu penyelesaian yang mungkin adalah untuk menggunakan peranti kelebihan komunikasi tanpa wayar berkelajuan tinggi di kilang-kilang dan menggunakan teknologi AI autonomi berasaskan awan untuk mengawal peranti dalam masa nyata.
08 5 g dan kawalan autonomi berasaskan awan AI
Gabungan FKDPP dan awan dengan 5G, yang menawarkan kependaman yang rendah dan keupayaan untuk menyambungkan banyak peranti, dijangka menjadi teknologi teras untuk mencapai kawalan autonomi perindustrian.
Banyak industri mula mempertimbangkan penggunaan teknologi komunikasi tanpa wayar 5G untuk mempercepat transformasi digital. Kebolehpercayaan yang tinggi, latensi rendah dan keupayaan untuk menyambungkan pelbagai peranti secara serentak adalah kritikal untuk aplikasi perindustrian. Untuk mencapai pelbagai aplikasi yang lebih luas, perlu terus meningkatkan piawaian 5G, memberikan lebih banyak produk pematuhan dan infrastruktur yang lebih matang, dan menunjukkan pengguna kelebihan dan nilai unik yang dibawa oleh 5G.