5G campus hálózatok Ipari alkalmazási példák a vezeték nélküli szélessávú kommunikációra.
Rövid összefoglaló
Kis késleltetés, valamint nagy stabilitás és adatátviteli sebesség: ez csak néhány azon jellemzők közül, amelyekkel az 5G magas pontszámot ér el. Az úgynevezett 5G campus hálózatok komoly lehetőségeket ígérnek az ipari alkalmazások számára. A nagy vegyipari vállalatok és integrált telephelyek vezetői ezeket vizsgálják – és felfedezik többek között azt, hogy az 5G hogyan lehet hasznos a vezető nélküli szállítórendszerek üzemeltetésében, valamint a tartályos tárolókban és az ellátási lánc irányításában.
Az 5G, mint a digitális átalakulás motorja
Pillantás a múltba: ritkán volt négy iparági szövetség olyan egységes, mint az 5G témájában. 2020. novemberében a VCI, a VDA, a VDMA és a ZVEI közös sajtóközleményben megállapította, hogy „nagy az igény az ipari 5G campus hálózatok iránt“. A vegyipar számára Martin Schwibach, a BASF ipari összekapcsolhatóságért és ipari mobilitásért felelős vezetője az 5G campus hálózatokról mint „a vegyipar digitális átalakulása előmozdításának fontos előfeltételéről“ beszélt akkor. Schwibach urat a vegyiparban az új technológiák egyik motorjának tekintik.
Nem titok az, hogy a BASF más vegyipari nagyvállalatokhoz hasonlóan egy ideje már foglalkozik az 5G vezeték nélküli technológiával. Már 2018-ban a Wirtschaftswoche egyik cikke bemutatta, hogy az 5G mobilkommunikáció „feje tetejére állíthatja a BASF logisztikai világát …“. Matthias Frankhänel, a BASF illetékes vezetője bemutatta, hogyan halad „tapogatózva" egy vezető nélküli tartálykocsi a ludwigshafeni telephelyen – mindig a talajba épített transzpondereket követve, valamint videokamerák és az irányítóközpontban dolgozó munkatárs szoros felügyelete alatt. Frankhänel úr már akkor tudta: „Ha a jövőben 20 sőt több járművet használunk, akkor a tömeges adatátvitelt csak az 5G technológiával tudjuk majd kezelni.“ Ennek alapján a BASF a termelési környezetben különböző alkalmazási területekhez tesztkörnyezetet hozott létre az 5G számára.
Saját ellenőrzésű mobilkommunikációs hálózatok
A konszern nem volt ezzel egyedül. 2021. májusáig 126 vállalat és szervezet nyújtott be kérelmet a német Szövetségi Hálózati Ügynökséghez frekvencia kiadására a 3700–3800 MHz-es tartományban a helyi 5G hálózatuk számára – köztük a Phoenix Contact is. Egy ilyen campus hálózat – gyakran egy peremfelhővel együttműködve – új lehetőségeket nyit meg az ipari kommunikáció számára az Ipar 4.0 keretében. A korábbi mobiltelefon-technológiákkal ellentétben a vállalatok teljes mértékben kézben tarthatják ezeket a hálózatokat a saját telephelyükön, így megőrizhetik a saját adataik feletti szuverenitást, illetve meghatározhatják a hálózat biztonságát és rendelkezésre állását. Ezeket a hálózatokat azonban telepíthetik és üzemeltethetik nyilvános szolgáltatók vagy más vállalatok is, ami a feldolgozóipar közepes méretű szereplőinek is lehetővé teszi e hálózatok használatát.
A hatalmas BASF-műveket nyersanyagokkal ellátó vezető nélküli szállítójárművek (Automated Guided Vehicles, AGV) látványos, de korántsem az egyetlen lehetséges felhasználási esetet jelentik az 5G mobilkommunikáció számára a feldolgozóiparban. Mivel a vezető nélküli járművek általában nem a robbanásveszélyes területeken közlekednek, a felügyelethez szükséges élő videók továbbítása az egyik első lehetséges alkalmazás a nagy vegyi üzemekben. Azokban az alkalmazásokban, ahol a robbanásvédelem szerepet játszik, az ipari kommunikáció jelenlegi védelmi koncepcióit sürgősen át kell dolgozni, és hozzá kell igazítani a gyújtóforrások megelőzésére vonatkozó új követelményekhez.
A vészhelyzeti zuhanyzó felügyelete növeli az üzem személyzetének biztonságát azáltal, hogy azonnal riasztja a legközelebbi üzemi elsősegélynyújtó állomást
Az 5G lehetséges alkalmazásai
Az 5G jelenleg a vegyiparban viták tárgyát képező alkalmazásai előreláthatólag nagyjából 2025-től lesznek megvalósíthatóak. A vezető nélküli szállítójárművek üzemeltetésén kívül ez számos gyártási alkalmazást is magában foglal, például az Ipar 4.0-ra jellemző nagymennyiségű adatátvitelt a felügyelet és az optimalizálás érdekében. Lesznek biztonságkritikus felhasználási esetek is, például a vészhelyzeti zuhany működésének jelzése a mentőcsapat felé.
A feltöltésiszint-felügyelettel a fontos rendszerparaméterek, például a feltöltési szint, a hőmérséklet vagy a nyomás eltérései már korán felismerhetők a kommunikációs hálózaton keresztül
A logisztika és az ellátásilánc-menedzsment területén számos más alkalmazási lehetőség is adódik. Például az ellátási láncban keletkező hiányosságok elkerülhetők, ha a készletgazdálkodással összefüggésben a tartályok töltöttségi szintjét automatikusan elküldik a beszállítóknak, és szükség esetén megrendelést indítanak el. Alapvetően ez más kommunikációs technikákkal is megvalósítható. Ha azonban rendelkezésre áll egy 5G campus hálózat – mint a Phoenix Contact esetében –, akkor érdemes azt ilyen alkalmazásokhoz is használni.
Az ellenkező irányú adatátvitel is lehetséges: a beszállító még a szállítás előtt elküldheti az aktuális terméktételre vonatkozó minőségi információkat a feldolgozó vállalatnak, amely aztán felhasználhatja azokat például a folyamat optimalizálásához. További lehetőségek adódnak a gyártási folyamatok nyomon követhetősége céljából történő adattovábbításban, ami a gyógyszer- és élelmiszeriparban már régóta elengedhetetlen. Emellett a köztes termékekről rögzített minőségi adatok vezeték nélküli technikák segítségével kis ráfordítással továbbíthatók a minőségirányítási központba.
A kiterjesztett valóság támogatja a karbantartási munkákat
Egyszerűbb felügyelet drónokkal
Az 5G egy másik esete lehet a videojelek továbbítása a kiterjedt vagy nehezen hozzáférhető létesítmények – például gőzkrakkolók, olajfúró platformok vagy kiterjedt tartályparkok – biztonsági felügyelete keretében. A jövőben a hőkamerákkal felszerelt drónok, amelyeket már manapság is használnak egyes üzemi tűzoltóállomások a vegyipari parkokban, képesek lesznek autonóm módon repülni a felügyelendő üzemek és raktárak felett, és valós időben továbbítani a videoadatokat a kiértékelés céljából. A forró pontok így még a tűz kitörése előtt észlelhetők.
Az 5G a karbantartó csapatok számára is lehetőségeket nyit a munkájuk optimalizálására. Például az adatszemüvegeken vagy táblagépeken keresztül megvalósuló kiterjesztett valóság keretében, amelyek egyaránt régóta propagált és részben már megvalósított Ipar 4.0 alkalmazások. A szervizszemélyzet a gyár saját 5G campus hálózatán keresztül bármikor a helyszínen, a létesítményben műszaki utasításokat vagy rövid videókat kaphat. Az elképzelés szerint még a mobil dolgozók egész csapata és néhány vezető nélküli szállítójármű által okozott tömeges adatátvitel sem vezetne többé szűk keresztmetszethez.
Az ipari 5G különböző tulajdonságai a követelményektől függően használhatók fel
Az 5G értékes szolgáltatásokat kínál
Mindezen lehetséges alkalmazási esetek fényében az 5G technika egyik jellemzője különösen nagy súllyal esik a latba: a többi mobiltelefon-szabványtól eltérően az 5G teljes értékű kommunikációs infrastruktúra. Értékes szolgáltatásokat tartalmaz – pl. a különböző erőforrások és prioritások hozzárendelésének lehetőségét a résztvevőkhöz. A gyártóüzem kritikus funkcióinak felügyelete minden bizonnyal nagyfokú megbízhatóságot igényel az adatátvitelben; ennek a prioritását megfelelően magasan kell meghatározni. Ezzel szemben pl. a néhány szivattyú állapotfelügyeletéhez szükséges adatok a megelőző karbantartás keretében általában nem időkritikusak. Ennek a prioritását ezért alacsonyra kell állítani.
Itt a szükséges adatátviteli sebességek is meglehetősen alacsonyak. A vészhelyzeti zuhany példája azt mutatja, hogy a kis adatátviteli sebesség nem feltétlenül jár együtt az alacsony prioritással. Az elsősegélynyújtó állomásnak csak egyetlen jelre van szüksége ahhoz, hogy felismerje, hogy a vészhelyzeti zuhanyt használták. Ennek viszont a lehető leggyorsabban el kell jutnia hozzá. A vezető nélküli szállítójárművek üzemeléséhez szükséges nagy adatátviteli sebességeknél viszont alacsonyabb prioritásra van szükség. Ha az információs autópályán valamikor tényleg nagy torlódás alakul ki, akkor egyszerűen le lehet parkolni ezeket a járműveket a legközelebbi biztonságos megállóhelyen.
Pillantás a jövőbe
Ezek a lehetőségek, tehát hogy az 5G hálózatot úgy hangolhatjuk, hogy az ipari üzemben az alkalmazások széles körének igényeit fedje le, egyértelműen kiemelik az 5G-t az összes többi átviteli technika közül. Egy napon ez válhat az egyetlen kommunikációs szabvánnyá – legalábbis a nagyobb ipari telephelyeken. Igaz, ez még elismerten messze van. A különböző vezeték nélküli és vezetékes csatlakozástechnikák együttélése valószínűleg még hosszú ideig jellemezni fogja a legtöbb feldolgozóipari vállalatot. Sok kisebb vegyipari vállalat pedig a jövőben is teljesen 5G nélkül fog működni. Néhány éven belül azonban az 5G számos vállalatnál bizonyítja majd előnyeit az intralogisztikában a vezető nélküli szállítójárművek és drónok integrálásával, valamint az állapotfelügyelettel és a karbantartással kapcsolatos alkalmazásokon keresztül.
Lépjen kapcsolatba szakértőinkkel!
További hozzájárulások
A gyár és az épület összekapcsolása
Az Emalytics Automation épületmenedzselő rendszer harmonizálja az adatformátumokat, és intelligens módon hálózatba köti a szektorokat egymással.
Betáplálás-kezelés 2.0
A Phoenix Contact tanúsított megoldást kínál a fotovillamos rendszerekhez.
Integrált épülettervezés
Annak bemutatása, hogyan forradalmasítja az integrált épülettervezés és a digitalizálás a magasépítést.