Hoe 5G de Productie Revolusioneren: Snelheid, Betrouwbaarheid en Real-Time Connectiviteit

Private 5G-netwerken bieden de datasnelheden, betrouwbaarheid, lage latentie en meer voor pervasive apparaatconnectiviteit om innovatieve data-gedreven productietoepassingen mogelijk te maken.

Waarom 5G in de Productie?

Industriële Ethernet is de ruggengraat van de operationele infrastructuur in veel productieomgevingen. Typisch draaiend op datasnelheden tot 100 megabit per seconde (Mbps), implementeren industriële Ethernet-netwerken protocollen om determinisme en real-time controle te bieden.

Wanneer het kostprohibitief of onuitvoerbaar is om bedraaide Ethernet-netwerken te installeren, zijn Wi-Fi en 3G/4G draadloze technologieën vaak de volgende beste alternatief. Deze "moeilijk-te-bedraden" use cases omvatten autonome mobiele robots (AMRs), vrachtwagentflotten en industriële installaties die een groot geografisch dekkingsgebied hebben.

Met Industry 4.0 verandert het gebruik van operationele data fundamenteel in die zin dat de massive hoeveelheid sensordata die gegenereerd wordt vanaf edge-apparaten, zal worden verzameld, opgeslagen en verwerkt met kunstmatige intelligentie (AI) in real-time op de industriële locatie, algemeen aangeduid als de Industrial Edge. Private 5G-netwerken hebben het potentieel om een sleutel-enabler te zijn in dit gedistribueerde compute-paradigma, met name bij apparaten die videodata genereren. Dit omdat 5G datasnelheden tot 20 gigabit per seconde (Gbps) biedt en de mogelijkheid van verbeterde beveiliging, datasnelheden, latentie, apparaatdichtheid, betrouwbaarheid en determinisme vergeleken met 4G.

Draadloze technologieën, inclusief 5G, verhogen ook de agiliteit van fabrikanten door hen meer flexibiliteit te geven om snel nieuwe netwerkverbindingen te installeren. Naarmate fabrikanten de noodzaak zien voor snellere en flexibelere netwerken in fabrieken, kunnen ze besluiten om een deel of al hun legacy industriële Ethernet-netwerken te vervangen door 5G-netwerken op de lange termijn.

5G Use Cases in Industriële Omgevingen

Veel remote en mobiele apparaten, zoals camera's, actuatoren, robots, machines, displayschermen en andere systemen, vereisen snelle en betrouwbare connectiviteit. Bij greenfield-implementaties kan 5G bedrade netwerken supersederen door lagere implementatiekosten over een breder dekkingsgebied te ondersteunen, en grotere mobiliteit en flexibiliteit. Hier zijn enkele voorbeelden waarin 5G operationele processen in industriële omgevingen kan verbeteren.

Geautomatiseerde geleide voertuigen (AGVs): Snellere routes, en minder verkeersopstoppingen en botsingen

• Overgang van AGVs die bewegen langs vooraf gedefinieerde banen naar AI en M2M-communicatie die helpen paden te optimaliseren en botsingen te vermijden.

Onderdeel- en productpickingen: Efficiënter en nauwkeuriger picken in magazijnen en fulfillment centers

• Overgang van het vereisen dat onderdelen in vaste locaties en oriëntaties staan naar het detecteren van onderdelen in verschillende posities en locaties met AI-gebaseerde visiesystemen.

Monitoring van werknemers in gevaarlijke gebieden: Verbeterde veiligheid en crisisvermijding

• Overgang van een gebrek aan elektronische monitoring van beperkte of onveilige gebieden naar AI-gebaseerde visiesystemen die werknemers waarschuwen wanneer ze afwijken van veiligheidsprotocollen of gevaar dreigt.

Apparatuurreparatie: Snellere en lagere kosten reparatie via remote samenwerking

• Overgang van reparatieassistentie zonder visuele ondersteuning (wat gespecialiseerde technici op locatie noodzakelijk maakte) naar augmented reality die off-site specialisten in staat stelt niet-experte technici te helpen.

5G is Ontworpen met de Capaciteit om Productie te Ondersteunen

• Beveiliging ingebouwd in de 5G-spec: Private 5G-netwerken
• Ultra-high-definition streaming: Datarates tot 20 Gbps
• Real-time controle: Latentie van 1 milliseconde of lager
• Ondersteuning van meer controllers en sensoren: Hoge dichtheid door geavanceerde antennetechnologie
• Minder uitvalpunten: Device-to-device communicatie redundantie
• Groter determinisme en dataprivacy: 5G-netwerk opgesplitst in meerdere virtuele netwerken

5G zal technische upgrades mogelijk maken naar strikte prestatiedoelen die eerder alleen met bedrade netwerken aangepakt konden worden.

5G Private Netwerken Verbeteren Beveiliging en Determinisme

Hoewel fabrikanten 5G publieke netwerken kunnen gebruiken, zullen velen kiezen voor 5G private netwerken die hoogst beveiligde en deterministische connectiviteit bieden. Private 5G-netwerken benutten mid-band 5G-frequenties om hoge niveaus van capaciteit en operationele controle te leveren om netwerkprestaties en latentie-eisen te garanderen. Private 5G-netwerken zijn het exclusieve eigendom van de eigenaren, wat hen exclusieve netwerktoegang geeft, waardoor grotere databescherming en privacy gewaarborgd worden.

5G en Deterministische Prestaties

Met Release 16 kan 5G de benodigde netwerkprestaties leveren met behulp van twee cruciale technologische inspanningen:

• Time-sensitive networking (TSN) over 5G: Deze technologie biedt gegarandeerde berichtleveringstijd met behulp van tijdsynchronisatie en verkeersplanning. Apparaten kunnen precies over het netwerk gesynchroniseerd worden, wat de noodzaak voor signaal-gebaseerde synchronisatiemethoden die vandaag gangbaar zijn, elimineert.

• 5G Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC): URLLC optimaliseert de levering van data op basis van verschillende verkeerseisen die lage latentie en hoge betrouwbaarheid omvatten.

5G en Industry 4.0

De reis naar Industry 4.0 vereist verbinding met alle apparaten die kritiek zijn voor industriële processen. 5G kan de sleutel zijn om verbinding te maken met moeilijk-te-bedraden apparaten, en in de toekomst kan het de primaire industriële netwerk worden.

Lees meer over 5G en de reis naar Industry 4.0 in Intel's nieuwe eBook: 5G Increases Mobility and Flexibility on the Path to Industry 4.0.

Lees meer over de technologieën die de toekomst van de industrie bouwen op de online Intel Industrial Summit 2020, 23-24 september. Registreer nu