LTE (4G) в Индустрии 4.0

Основные статьи:

• Long-Term Evolution - LTE - 4G
• Четвертая промышленная революция, Индустрия 4.0

2020: 4,9G - необходимая ступень для внедрения 5G в Индустрии 4.0

В 2020 году много говорится о необходимости о переходе к Индустрии 4.0 и промежуточным шагом перед использованием 5G должны стать технологии 4,9G.

Поскольку стандартизация 5G все еще продолжается, а внедрение технологии в промышленных целях находится лишь на ранних пилотных этапах, эксперты говорят, что производители не должны стоять на месте, ожидая объединения технологий 5G и совместимых продуктов в полномасштабную экосистему. Скорее, они советуют производителям продвигаться вперед с разработкой новых стратегий беспроводной связи, вариантов использования и развертыванием систем, построенных на основе новейшего варианта технологии 4.9G / LTE, которая, как они утверждают, может обеспечить работу многих из новых промышленных приложений, подготавливая при этом прямой путь к полноценной реализации 5G.

По данным ABI Research - до 90% компаний готовы рассматривать использование 4G/5G для автоматизации производства

Для того, чтобы 5G стал подходить для производителей и других сегментов отрасли, вам придется ждать более пяти лет. Существующее сегодня решение 4.9G / LTE при развертывании в качестве частной сети решает 85% задач, которые требуются для промышленных приложений. Стефан Дойбл, руководитель отдела маркетинга корпоративных решений в Nokia

Почему беспроводные соединения важны в 2020 году

Традиционная промышленная сеть, построенная на проводных технологиях, устаревшем оборудовании и проприетарных сетевых протоколах, плохо подходит для приложений IIoT, которые требуют надежных, адаптируемых и гибких сетей. В то время как производители годами экспериментируют с беспроводными технологиями, такими как Wi-Fi, Bluetooth и Zigbee, развертыванию мешают проблемы надежности и безопасности, а также ограничения, связанные с количеством поддерживаемых устройств и дальностью связи.

За последние 10–20 лет у нас было немало возможностей заменить провода, но проблема заключалась в том, что существующая технология имела недостатки, связанные с надежностью передачи, поведением в реальном времени или скоростью передачи данных. доктор Гюнтер Мэй. руководитель отдела технологий и инноваций в подразделении автоматизации и электрификации Bosch Rexroth AG

В отличие от старых стандартов, 5G, с его декларируемой высокой скоростью передачи данных (1-20 Гбит), низкой задержкой (1 мс) и масштабируемостью для размещения большого числа датчиков и устройств, учитывает прошлые недостатки для промышленных приложений. 5G также обещает обеспечить низкую задержку, высокую надежность и безопасную связь при меньших затратах, чем у конкурирующих технологий, обеспечивая при этом гибкость, позволяющую приспосабливаться к реконфигурации производства на заводе и изменениям компоновки, которые неразрывно связаны с появлением IIoT и Индустрии 4.0.

Задержка в 5G, пропускная способность и надежность сети - эти три суперспособности создают промышленную цифровую магистраль, которая позволяет вам решиться на перейти беспроводную связь Стефан Дойбл

Это утверждение только начинает резонировать с планами производителями. Согласно новому опросу, проведенному ABI Research в первой половине 2020 года, в 2019 году большинство (86%) глобальных заводских соединений были фиксированными, эта цифра, как ожидается, резко упадет до 40% к 2025 году и до 14% к 2030 году. Фактически, почти три четверти (74%) респондентов опроса планируют в ближайшие два года модернизировать свои сети связи и управления для продвижения приложений цифрового преобразования и Индустрии 4.0. Большинство респондентов (90%), согласно результатам опроса, исследуют возможность использования 4G / 5G для своих операций, и 84% тех, кто планирует запустить собственные частные беспроводные сети в рамках производственных операций. Производители ищут инвестиции в 4G / 5G по разным причинам, включая необходимость оцифровки и улучшения существующей инфраструктуры (63%), автоматизации с помощью робототехники (51%) и достижения новых уровней производительности сотрудников (42%). Как показывает исследование, Информационные технологии нацелены на модернизацию сетей связи с целью сокращения времени простоя и повышения эффективности и безопасности операций, в то время как операционные технологии «в той же лодке» из-за желания заменить устаревшую инфраструктуру, повысить эффективность и увеличить пропускную способность.

Эти тенденции создали идеальный шторм для резки кабелей и обеспечивают полную гибкость производства в будущем на заводе. Эрик Йозефссон, руководитель по передовым отраслям промышленности Ericsson

Йозефссон обосновывает необходимость внедрения 4.9G сегодня, поскольку утверждает, что это обеспечивает четкий путь к будущим беспроводным технологиям.

Производители не могут позволить себе инвестировать в крупную инфраструктуру, а затем застревать с низкой производительностью. Им нужны сетевые технологии, которые надежны, стабильны и безопасны Эрик Йозефссон

5G в работе

Ericsson считает, что сетевой путь 4,9G-5G позволит использовать четыре типа внедрения IIoT. Первый - это масштабный вариант использования Интернета вещей, с применением сотовой технологии для масштабного подключения устройств для профилактического обслуживания и других приложений. Ericsson в сотрудничестве с China Mobile тестирует этот вариант использования на своем собственном заводе в Нанкине, где сотовые сети IoT и алгоритмы машинного обучения на основе облака автоматически отслеживают около 1000 высокоточных подключенных инструментов для улучшения отслеживания его использования, что помогает в профилактическом обслуживании. Эстонский завод Ericsson разрабатывает второй вариант использования - широкополосный IoT - с использованием AR для упрощенного поиска неисправностей электронных плат, замены громоздких бумажных рабочих инструкций и визуальной среды для общения между сотрудниками, которая обеспечивает своевременный обмен информацией. Оба эти варианта использования возможны с технологиями 4.9G, утверждает Йозефссон.

Последующие релизы 5G позволят внедрять следующий раунд сценариев использования, которые включают в себя критические коммуникации, позволяющие коботам работать бок о бок с людьми и, возможно, полную автоматизацию производства. В серии текущих экспериментальных проектов Ericsson и Audi тестируют такие варианты использования, в том числе безопасную работу самодвижущихся платформ в сети 5G и 5G URLLC (ультра-надёжные коммуникации с малым временем задержки), это обеспечивает низкую задержку и гарантирует возможность срабатывания аварийных остановок в системе - необходимый этап поддержания безопасного взаимодействие человека и робота, ранее возможный только через проводную сеть. Ericsson также поддерживает проект 5G Enabled Manufacturing (5GEM) - сотрудничество с производителем подшипников SKF и Технологическим университетом Чалмерса с целью использования сетей 5G для сбора и анализа данных в режиме реального времени, что облегчает настройку продукта и оптимизирует выпуск продукции.

Более широкое использование самодвижущихся платформ на заводах - это еще один важный пример использования промышленных сетей 5G, который может помочь в настройке продукта. В то время как большинство промышленных предприятий зависят от конвейерных лент и линейных производственных линий, растущий аппетит потребителей к более индивидуализированным продуктам увеличивает потребность в более гибких производственных мощностях, что подтверждается использованием платформ, которые будут опираться на облачный интеллект для доставки материалов. и компонентов туда, где они нужны. В новых производственных зонах у вас больше нет линейных конвейерных лент. Вместо этого существует необходимость в производственных участках, где незавершенные продукты транспортируются на различные станции, чтобы завершить следующий этап процесса. Этот продукт с этой конкретной опцией доставляется на определенную станцию, а другой продукт с другой опцией - на другую. Это увеличивает спрос на самодвижущиеся платформы и, в свою очередь, действительно увеличивает использование беспроводной связи. Интерактивность между машинами и системами с обратной связью, которые могут работать в пределах выделенного сегмента сети 5G - ключевая возможность, позволяющая распределять каналы связи для конкретных приложений, - другие основные случаи использования, разрешенные 5G. Есть машины, такие как печатные машины, где определенные части процесса должны идеально синхронизироваться. Если вы хотите избежать калибровки, вам нужно хорошее взаимодействие в реальном времени доктор Гюнтер Мэй

Перспективы развития

Потенциал для 5G в промышленных приложениях велик, но сначала необходимо преодолеть серьезные проблемы. Согласно опросу Ericsson о влиянии 5G на отрасль, безопасность и конфиденциальность данных являются главным барьером для принятия, о чем говорили 79% респондентов, за которыми следуют опасения по поводу отсутствия стандартов (76%) и проблем сквозного внедрения. (69%). Проблема усугубляется тем фактом, что обновление не будет легким или недорогим. Производители должны будут модернизировать все виды устаревшего оборудования новыми датчиками и сотовыми модемами 5G, в дополнение к партнерству с операторами 5G или получению лицензий на радиочастотный спектр для создания своих собственных частных сетей 5G. Согласно The Wall Street Journal, второй вариант будут предпочитать крупные производители в Европпе, включая BMW, Bosch, Volkswagen, BASF и Lufthansa; но этот вариант, не доступен для американских компаний. Существует также вопрос перехода от пилотных проектов к реальным вариантам использования - прогресс, осложненный медленным процессом стандартизации, а также обычным сценарием «курица и яйцо», когда компании не решаются инвестировать, прежде чем они будут иметь четкое представление о потенциальных вариантах использования.

Оглядываясь на 4G, никто не задумывался о потоковой передаче музыки или Netflix на мобильных телефонах, пока технология не была развернута, и люди не начали ее использовать. Многие люди сегодня говорят что 5G - это спекуляции. Я не думаю, что мы будем знать, каковы будут истинные варианты использования, пока технология не станет доступной, в течение нескольких лет, и люди не начнут возиться с ней Пол МакКласки, менеджер по вертикальному рынку телекоммуникаций / центров обработки данных в Phoenix Contact

В качестве альтернативы, поскольку такие компании, как Nokia и Ericsson, считают, что 4.9G - это ступенька к полной реализации 5G, они советуют производителям сосредоточиться на долгосрочных стратегических преимуществах и не зацикливаться на краткосрочной окупаемости инвестиций.

Производители, которые находятся на передовой, рассматривают 4G и 5G как стратегическое преимущество для них, а не только в том сценарии использования, который оправдывает внедрение сети. Вы должны рассматривать варианты использования в совокупности и не обязательно соединять все машины и ресурсы сразу Стефан Дойбл

Смотрите также

• 5G
• Развитие сетей 5G в мире
• Развитие сетей 5G в России
• 5G-решения для Индустрии 4.0
• Оборудование для LTE-сетей

• Оборудование связи (рынок России)
• Оборудование связи (мировой рынок)
• Мобильный ШПД интернет (мировой рынок)