Как 5G революционизирует производство: скорость, надежность и связь в реальном времени

Частные 5G-сети предлагают скорости передачи данных, надежность, низкую задержку и многое другое для всепроникающей связности устройств, позволяя инновационные 데이터-ориентированные производственные приложения.

Зачем 5G в производстве?

Промышленный Ethernet — основа операционной инфраструктуры во многих производственных условиях. Обычно работает на скоростях до 100 Мбит/с, внедряя протоколы для детерминизма и управления в реальном времени.

Когда прокладка проводных сетей Ethernet нецелесообразна или невозможна, Wi-Fi и 3G/4G часто становятся лучшей альтернативой. Эти сценарии «трудно подключить проводами» включают автономные мобильные роботы (AMR), автопарки грузовиков, промышленные объекты с большой географической площадью.

С Индустрией 4.0 использование операционных данных фундаментально меняется: огромное количество сенсорных данных от периферийных устройств будет собираться, храниться и обрабатываться с ИИ в реальном времени на промышленных площадках, что называется Industrial Edge. Частные 5G-сети могут стать ключевым фактором в этой парадигме распределенных вычислений, особенно с устройствами, генерирующими видеоданные. Потому что 5G предлагает скорости до 20 Гбит/с и возможность улучшенной безопасности, скоростей, задержки, плотности устройств, надежности и детерминизма по сравнению с 4G.

Беспроводные технологии, включая 5G, также повышают гибкость производителей, давая большую свободу для быстрой установки новых сетевых подключений. По мере того как производители видят потребность в более быстрых и гибких сетях на заводах, они могут решить заменить часть или все устаревшие сети промышленного Ethernet на 5G-сети в будущем.

Сценарии использования 5G в промышленных средах

Многие удаленные и мобильные устройства — камеры, исполнительные механизмы, роботы, станки, дисплеи и другие системы — требуют быстрой и надежной связности. В greenfield-развертываниях 5G может заменить проводные сети, поддерживая более низкие затраты на развертывание на более широкой площади, большую мобильность и гибкость. Примеры, где 5G может улучшить операционные процессы:

Автоматические управляемые транспортные средства (AGV): Более быстрые маршруты, меньше пробок и столкновений

• Переход от AGV, движущихся по заданным полосам, к ИИ и M2M-коммуникациям, оптимизирующим пути и избегающим столкновений.

Комплектация деталей и продуктов: Более эффективная и точная комплектация на складах и центрах выполнения заказов

• Переход от требования фиксированных мест и ориентации деталей к их обнаружении в различных позициях и локациях с помощью ИИ-систем зрения.

Мониторинг рабочих в опасных зонах: Повышенная безопасность и предотвращение кризисов

• Переход от отсутствия электронного мониторинга ограниченных или небезопасных зон к ИИ-системам зрения, оповещающим рабочих при отклонении от протоколов безопасности или грядущей опасности.

Ремонт оборудования: Более быстрый и дешевый ремонт через удаленную коллаборацию

• Переход от помощи в ремонте без визуальной поддержки (требовавшей на месте узких специалистов) к дополненной реальности, позволяющей удаленным специалистам помогать неэкспертам.

5G спроектирован с возможностью поддержки производства

• Безопасность, встроенная в спецификацию 5G: Частные 5G-сети
• Стриминг в ультравысоком разрешении: Скорости до 20 Гбит/с
• Управление в реальном времени: Задержка 1 мс или ниже
• Поддержка большего числа контроллеров и датчиков: Высокая плотность за счет передовых антенных технологий
• Меньше точек отказа: Избыточность device-to-device коммуникации
• Больший детерминизм и конфиденциальность данных: 5G-сеть разделена на множество виртуальных сетей

5G позволит технические обновления до строгих целей производительности, которые ранее можно было решить только проводными сетями.

Частные 5G-сети усиливают безопасность и детерминизм

Хотя производители могут использовать публичные 5G-сети, многие выберут частные, обеспечивающие высоко безопасную и детерминированную связность. Частные 5G-сети используют средние частоты 5G для обеспечения высокой емкости и операционного контроля, гарантируя производительность и задержку. Частные 5G-сети — исключительная собственность владельцев, дающая эксклюзивный доступ, тем самым обеспечивая большую защиту данных и приватность.

5G и детерминированная производительность

С Release 16 5G может обеспечить необходимую производительность сети с помощью двух ключевых технологий:

• Time-sensitive networking (TSN) над 5G: Эта технология обеспечивает гарантированное время доставки сообщений с использованием временной синхронизации и планирования трафика. Устройства могут быть точно синхронизированы по сети, устраняя необходимость в сигнальных методах синхронизации, распространенных сегодня.
• 5G Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC): URLLC оптимизирует доставку данных на основе разных требований трафика, включающих низкую задержку и высокую надежность.

5G и Индустрия 4.0

Путь к Индустрии 4.0 требует подключения ко всем устройствам, критичным для промышленных процессов. 5G может стать ключом для подключения трудно-проводимых устройств, и в будущем может стать основной промышленной сетью.

Узнайте больше о 5G и пути к Индустрии 4.0 в новой электронной книге Intel: 5G Increases Mobility and Flexibility on the Path to Industry 4.0.

Узнайте больше о технологиях, строящих будущее промышленности, на онлайн-саммите Intel Industrial Summit 2020, 23–24 сентября. Зарегистрируйтесь сейчас