شبکه 5G در حال تحقق بخشیدن اتوماسیون صنعتی بی‌سیم است. در حال حاضر شرکت‌ها استقرار شبکه‌های 5G خصوصی را در کارخانه‌ها آغاز کرده‌اند و شاهد افزایش عملکرد، قطعیت، تأخیر کم و قابلیت اطمینان آن هستند.

جزئیات ظهور شبکه اتوماسیون صنعتی 5G

ایده اتوماسیون صنعتی بی‌سیم مدت‌هاست که در لیست آرزوهای بسیاری از کاربران قرار داشته است و هدفی دست ‌نیافتنی است. این هدف تاکنون محقق نشده است، به‌خاطر همین است که شبکه 5G در حال تحقق بخشیدن این هدف است. شرکت‌ها در حال حاضر استقرار شبکه‌های 5G خصوصی را در کارخانه‌ها آغاز کرده‌اند و شاهد افزایش عملکرد، قطعیت، تأخیر کم و قابلیت اطمینان آن هستند. یک نمونه از این پیشرفت‌ها در هانوفر مسی 2018 بود، جایی که Beckhoff و Huawei حرکت هماهنگ، پرسرعت و تعیین‌کننده‌ای را از طریق ارتباطات بی‌سیم 5G نشان دادند. با ظهور فناوری 5G، احتمالاً این نوآوری‌ها آخرین نمونه نخواهند بود.

طبق گفته IEEE، سه مزیت عمده برای شبکه‌های 5G وجود دارد:

• نرخ بالای داده (1 الی 20 گیگابایت در ثانیه)
• تأخیر کم (1 میلی‌ثانیه)
• ظرفیت و مقیاس‌پذیری شبکه بزرگ‌تر

علاقه روزافزونی به استفاده از 5G در تولید وجود دارد. در طی هانوفر مسی 2019، 5G Arena حضور گسترده‌ای داشت و آخرین تحولات 5G، محصولات و راهکارهای صنعت را به نمایش گذاشت.

Hannover Messe 2019 در 5G Arena با به نمایش گذاشتن آخرین تحولات شبکه 5G، محصولات و راه حل های صنعت، خبرساز شد.

فناوری 5G در مرحله استقرار توسط شبکه‌های اپراتور تلفن همراه است و همچنین انتظار می‌رود که به طور گسترده‌ای در حوزه شبکه‌های خصوصی همراه با برنامه‌های کاربردی برای IoT صنعتی، شبکه سازمانی و ارتباطات مهم مورد استفاده قرار گیرد.

این روند توسط گروه تحقیقات صنعتی SNS Worldwide Ltd در گزارش خود در مورد شبکه‌های خصوصی 5G، اکوسیستم شبکه خصوصی LTE و 5G: 2020-2030 – فرصت‌ها، چالش‌ها، استراتژی‌ها، صنایع عمودی و پیش بینی‌های صنعتی مورد بررسی قرار گرفته است. این گزارش خاطرنشان می‌کند که اولین شبکه‌های خصوصی 5G برای ارائه انواع متنوعی از سناریوها، از استفاده از ربات‌های کارخانه‌ای متصل و شبکه حسگر در مقیاس گسترده گرفته تا کنترل AVG (وسایل نقلیه با راهنمای خودکار) و AR / VR (واقعیت افزوده و مجازی) استفاده می‌کنند. یکی از موارد ذکر شده توسط SNS، تلاش بخش خودرو مرسدس‌بنز دیملر برای ایجاد یک شبکه محلی 5G جهت پشتیبانی از فرایندهای تولید خودرو در «کارخانه 56» خود واقع در سیندلفینگن آلمان است. SNS Telecom & IT تخمین می‌زند که حدود 30٪ از سرمایه‌گذاری‌های حدود 2.5 میلیارد دلاری به ساخت شبکه‌های خصوصی 5G اختصاص خواهد یافت که به شبکه اتصال بی‌سیم موردنظر مبدل می‌شود تا علاوه بر استفاده در برخی کاربردهای خاص، از انقلاب صنعتی چهارم در راستای اتوماسیون و دیجیتالی سازی کارخانه‌ها، انبارها، بندرها و سایر اماکن صنعتی پشتیبانی کند.

اتحادیه شبکه 5G در صنایع متصل و اتوماسیون

چه چیزی باعث می‌شود که 5G به یک نقطه عطف تبدیل شود؟ اتحادیه شبکه 5G در صنایع متصل و اتوماسیون (5G-ACIA) به‌عنوان مجمع مرکزی و جهانی جهت بحث و ارزیابی جنبه‌های فنی، نظارتی و تجاری در رابطه ‌با 5G در حوزه صنعتی است. اتحادیه 5G خاطرنشان می‌کند که یکی از تفاوت‌های اصلی بین شبکه 5G و نسل‌های قبلی شبکه‌های تلفن همراه در تمرکز شدید 5G بر ارتباط نوع ماشینی و اینترنت اشیا (IoT) است؛ بنابراین قابلیت‌های 5G بسیار فراتر از پهنای باند موبایل است و سرعت داده‌ها همیشه در حال افزایش است. به طور خاص، 5G از ارتباط با قابلیت اطمینان و تأخیر بسیار کم پشتیبانی می‌کند، درحالی‌که اتصال گسترده اینترنت اشیا (IoT) را نیز تسهیل می‌کند. این سازمان اعلام می‌کند که ممکن است شبکه 5G دارای تأثیر مخربی روی تولید باشد زیرا بلوک‌های ساختاری مرتبط، مانند اتصال بی‌سیم، رایانش مرزی یا Network Slicing، به کارخانه‌های هوشمند آینده راه پیدا ‌کنند. این سازمان گزارش 5G-ACIA، 5G برای صنایع متصل و اتوماسیون را منتشر کرده است که در آن مروری بر پتانسیل اصلی 5G برای صنایع متصل، به‌ویژه صنایع تولیدی و فرایندی داشته است و موارد استفاده، الزامات و سایر اطلاعات مربوطه را شرح می‌دهد.

کارخانه ورایزون و کورنیگ که در آینده به شبکه 5G مجهز می‌شوند

نمونه دیگری از تأثیر چشمگیر 5G در کارخانه ورایزون مشاهده می‌شود. آنها سرویس 5G Ultra Wideband را در مرکز تولید کابل فیبر نوری کورنینگ در هیکوری، کارولینای شمالی نصب کرده‌اند. کورنینگ از فناوری 5G ورایزون برای آزمایش اینکه 5G چگونه می‌تواند قابلیت‌هایی مانند اتوماسیون کارخانه و تضمین کیفیت را در یکی از بزرگ‌ترین مراکز تولید کابل فیبر نوری در جهان افزایش دهد، استفاده خواهد کرد. این شرکت‌ها در حال همکاری برای ابداع راه‌کارهای مجهز به 5G نیز هستند که می‌تواند به طور بالقوه انقلابی در نحوه تولید کالاها و خدمات ایجاد کند. تأخیر کم، سرعت بالا و پهنای باند زیاد 5G می‌تواند روند تولید را بهبود بخشد، قابلیت‌هایی مانند یادگیری ماشین، واقعیت افزوده و واقعیت مجازی (AR / VR) را افزایش دهد. مهندسان ورایزون و کورنینگ کشف خواهند کرد که چگونه کارخانه در آینده می‌تواند از 5G برای سرعت بخشیدن به جمع‌آوری اطلاعات استفاده کند، به ماشین‌آلات اجازه دهد تا در زمان واقعی با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و با استفاده از دوربین‌های متصل به 5G موجودی را به طور بی‌سیم پیگیری و بازرسی کنند. آنها همچنین آزمایش می‌کنند که چگونه 5G می‌تواند با کمک به حرکت مؤثرتر در اطراف محیط کارخانه، عملکرد وسایل نقلیه هدایت شده مستقل (AGV) را بهبود بخشد.

تامی اروین، معاون اجرایی و مدیرعامل گروه بازرگانی ورایزون، گفت: «شبکه 5G انقلاب چهارم صنعتی را آغاز می‌کند و گام‌های بزرگی را در روباتیک و اتوماسیون فراهم می‌سازد که مدیریت زنجیره تأمین را تغییر می‌دهد و کارخانه‌های هوشمندتر و کارآمدتری ایجاد می‌کند.» «ما خوشحال هستیم که با کورنینگ برای کشف چگونگی تغییر شکل صنعت تولید با استفاده از 5G همکاری نماییم.»

دکتر کلودیو مازالی، معاون ارشد فناوری بخش تجارت ارتباطات نوری کورنینگ گفت: «مهندسان ورایزون و کورنینگ انتظار دارند که با شناسایی قابلیت‌هایی که شبکه 5G در محیط تولید ارائه خواهد داد، زمینه جدیدی را برای خلاقیت فراهم سازند» «این موضوع، همکاری ما با ورایزون را قدرتمند می‌سازد: ورایزون به‌خاطر نوآوری‌های خود در فیبر، کابل و اتصال نوری که شبکه 5G آنها را زنده می‌کند، به کورنینگ متوسل شد. اکنون ورایزون قابلیت‌های 5G را به کارخانه‌ای وارد می‌کند، کارخانه‌ای که نوآوری‌های تولید کابل در آن وجود دارد (دایره فناوری را تکامل می‌بخشد).»

ارزش دیجیتال‌سازی

صنعت در حال یادگیری این موضوع است که ارزش زیادی در دیجیتال‌سازی وجود دارد و دامنه وسیع‌تری از اطلاعات را در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی و تجاری به ارمغان می‌آورد. چالش بزرگ، اتصال تعداد زیادی حسگر، ماشین‌آلات و اطلاعات تجهیزات است که می‌تواند توسط سیستم‌های تجاری اتوماسیون صنعتی مورد استفاده قرار گیرد. برنامه‌ریزی سنسورها و ماشین‌ها فرایندی گران است و به‌ویژه با اترنت، به زیرساختی از روترها نیاز دارد که باید پشتیبانی شوند، در حالی که امنیت سایبری را نیز پیچیده می‌کند. روش‌های بی‌سیم صنعتی فعلی مزایایی را به همراه دارد، اما فناوری‌های اصلی محسوب نمی‌شوند، درحالی‌که یک فناوری تجاری مانند 5G می‌تواند به طور گسترده استفاده شود.