Kakšna je razlika med ne-samostojnimi (NSA) in samostojnimi (SA) omrežji 5G na področju avtomatizacije?
Ludger Boeggering
S tehničnega vidika, ki temelji na informacijah, ki jih zagotavlja 3GPP, je razlika v kontrolni logiki. Ne-samostojna (NSA) omrežja 5G morajo za upravljanje komunikacij uporabljati infrastrukturo 4G/LTE, medtem ko samostojna (SA) omrežja 5G predstavljajo popolno izvedbo tehnologije 5G.
Z uporabniškega vidika to pomeni, da so zasebna omrežja 5G, ki temeljijo na SA- (ne-javna omrežja, skrajšano kot NPN), bolj poenostavljena in zahtevajo manj truda.
Z vidika aplikacije lahko omrežja SA podpirajo višjo razpoložljivost in zanesljivost, hkrati pa skrajšajo čase ciklov, zlasti v kontekstu NPN.
Katere industrijske aplikacije imajo lahko koristi od tehnologije 5G?
Ludger Boeggering
Po definiciji 5G zajema več tehnologij, vključno z eMBB, uRLLC, eMTC in RedCap, kar omogoča podporo širokemu spektru aplikacij.
Na primer, predvideno vzdrževanje, spremljanje okolja, storitve in konfiguracija, povezana orodja in varno povezani delavci lahko izkoristijo zmogljivosti, opredeljene v eMTC in RedCap. eMTC je že združljiv z LTE-M in NB-IoT, medtem ko 3GPP še naprej izboljšuje aplikacije tehnologije 5G.
Poleg tega lahko rešitve za industrijsko sestavljanje, nadzor avtomatizacije procesov, vmesniki človek-stroj (HMI), pomoč z razširjeno resničnostjo, tovarniška logistika, mobilni roboti, sodelujoči roboti in AGV izkoristijo zmogljivosti RedCap in uRLLC. Na teh področjih so glavne zahteve zanesljivi odzivni časi, zadostna pasovna širina in stroškovno-učinkoviti izdelki.
V prihodnjih letih bo tehnologija 5G sprejeta v vseh relevantnih vertikalnih panogah, vključno s proizvodnjo (stroji, vesoljska industrija, avtomobilska industrija, polprevodniki), kemično in petrokemično, farmacevtsko, naftno in plinsko, energetsko in komunalno, ter čiščenje vode in odpadne vode. Ta sprejem ni odvisen le od same tehnologije, temveč tudi od regulativnih okvirov in uporabe namenskega spektra.
Kako tehnologija 5G dosega-inštrumentalno zmogljivost EVM v industrijski avtomatizaciji? (Kako tehnologija 5G sprejema signale za izboljšanje zmogljivosti v smislu velikosti vektorja napak v industrijski avtomatizaciji?)
Ludger Boeggering
Najprej moramo upoštevati značilnosti, po katerih se tehnologija 5G razlikuje od prejšnjih generacij.
Pri aplikacijah, ki zahtevajo visoko zanesljivost in razpoložljivost, je nizka zakasnitev kritična. V primerjavi s prejšnjimi generacijami mobilnih omrežij je tehnologija 5G zasnovana tako, da bistveno zmanjša zakasnitev in izboljša razpoložljivost.
Tehnologija 5G podpira rezanje omrežja, kar omogoča zagotavljanje prilagojenih virtualnih omrežij, prilagojenih posebnim zahtevam aplikacije ali storitve. Posledično lahko industrijska avtomatizacija dostopa do namenskih rezin, optimiziranih za njene posebne potrebe, hkrati pa zagotavlja visoko zanesljivost in zmogljivost.
Robno računalništvo bo v prihodnosti postajalo vse bolj pomembno. 5Omrežja G omogočajo robnemu računalništvu obdelavo podatkov bližje napravam in senzorjem. To zmanjša čas in energijo, potrebno za prenos podatkov v oddaljene podatkovne centre, s čimer se skrajšajo odzivni časi in izboljša zmogljivost v procesih industrijske avtomatizacije.
Nenazadnje tehnologija 5G podpira mMTC, kar omogoča hkratno komunikacijo velikega števila naprav. V industrijski avtomatizaciji to pomeni omogočanje medsebojne interakcije ogromnih količin senzorjev, aktuatorjev in naprav znotraj istega omrežja. To bistveno poveča splošno učinkovitost, tako v smislu uporabe kot naložbe.
Kako tehnologija 5G v avtomatizaciji zmanjša čas izpada strojev, odpravi napake, izboljša sledljivost materiala in zaposlenim omogoči, da se osredotočijo na naloge, ki zahtevajo zapletene ročne spretnosti?
Ludger Boeggering
Sama tehnologija 5G ima omejen neposreden vpliv na te parametre. Ključ je v implementaciji kot del integriranega sistema. 5G omogoča varna komunikacijska okolja z uporabo dodeljenega spektra. Brezžične-rešitve se prav tako lažje in prilagodljiveje vključijo v industrijske nastavitve.
Posledično tehnologija omogoča bolj ciljano zbiranje in analizo procesnih podatkov. S temi zmogljivostmi lahko podjetja vzpostavijo sisteme digitalnih dvojčkov in/ali zagotovijo zanesljivo spremljanje stanja za izvajanje preventivnih ukrepov kadar koli.
Z učinkovito uporabo te tehnologije lahko podjetja zanesljivo izvajajo različne procese in vzpostavijo prilagodljive modele »kot--storitev«. To zmanjša čas izpadov na absolutni minimum, prepreči proizvodne napake in zagotovi ciljno razporeditev osebja in materialov.
Kako 5G pospešuje digitalizacijo in omogoča varčevanje z energijo?
Ludger Boeggering
Tehnologija 5G predstavlja še en ključni temelj za reševanje izzivov digitalizacije. V bistvu ta tehnologija omogoča hitrejšo avtomatizacijo in spodbuja podjetja k večji prilagodljivosti. Njegove ključne lastnosti vključujejo razpoložljivost in zanesljivost.
Kakšni izzivi in omejitve se lahko pojavijo pri uvajanju 5G v industrijsko avtomatizacijo?
Ludger Boeggering
Najprej želim poudariti, da tehnološki napredek neizogibno povzroča izzive-za posamezne aplikacije. Prednosti in omejitve 5G so neločljive. Na primer, časovno kritične aplikacije, ki zahtevajo milisekunde ali celo mikrosekunde, še vedno potrebujejo žične povezave. Trenutno nihče ni vložil pomembnih sredstev za razvoj ustreznih rešitev 5G za takšne scenarije.
Tudi v prihodnosti bodo okolja industrijske avtomatizacije vključevala soobstoječe tehnologije. Univerzalne rešitve ni.
Če še vedno želite izkoristiti prilagodljivost in prednosti, kot je neodvisna, varna pokritost območja, podobna kampusnim omrežjem, morate vzpostaviti ustrezno infrastrukturo, kar zahteva začetno naložbo.
Prvi izziv, ki ga je treba premagati pri uvajanju tehnologije 5G v industrijsko avtomatizacijo, je obvladovanje pričakovanj. V prihodnosti se bo pojavilo več-rešitev za gradnjo infrastrukture, izvedljive pa bodo postale tudi-uvedbe v majhnem obsegu.
Poleg tega je treba isto infrastrukturo uporabiti za čim več scenarijev uporabe, s čimer bi povečali koristi za uporabnike. Zasnova omrežne infrastrukture mora v celoti upoštevati te različne zahteve, dobavitelji pa morajo zagotoviti ustrezno opremo.
Ključni vidik implementacije tehnologije 5G v avtomatizirana okolja je sledljivost od-{2}}do konca. Operaterji ali integratorji, ki sprejemajo rešitve 5G, morajo biti vedno sposobni analizirati vsak del komunikacijske infrastrukture, da hitro prepoznajo napake in ponovno vzpostavijo normalno delovanje.
Katere posebne frekvenčne pasove tehnologija 5G uporablja za industrijsko avtomatizacijo? Kakšne so prednosti teh trakov?
Ludger Boeggering
To vprašanje je precej široko, zato ga bom obravnaval z vidika uporabe. Za scenarije, kot je predvideno vzdrževanje ali spremljanje okolja, je poudarek na globoki pokritosti, visoki gostoti naročnikov in enostavni integraciji z obstoječo infrastrukturo. To vključuje predvsem uporabo tradicionalnih pasov ponudnikov javnih omrežij.
V drugih scenarijih, kot so nadzor avtomatizacije procesov in aplikacije-s pomočjo razširjene resničnosti, sta razpoložljivost in zanesljivost najpomembnejši. V teh primerih igrajo prednosti zasebnih omrežij-vključno z varnostjo podatkov-pomembno vlogo. Takšne naprave lahko uporabljajo srednje{5}}pasovni spekter od 3.xx do 4.xx GHz, kjer regulatorji že leta podeljujejo licence za lokalno uporabo pod relativno ugodnimi pogoji.