2024-02-23

5G kampüs network'leri Kablosuz geniş bant haberleşme için endüstriyel uygulama örnekleri.

Bir üretim alanında otomatik kılavuzlu araç sistemi

Kısa özet

Düşük gecikmenin yanı sıra yüksek stabilite ve yüksek veri iletim hızları: Bunlar 5G'nin getirdiği özelliklerden bazılarıdır. 5G kampüs network'ü olarak adlandırılan ağlar, endüstriyel uygulamalar için önemli bir potansiyel vaat ediyor. Büyük kimya şirketleri ve kombine tesisler bunları araştırıyor ve diğer şeylerin yanı sıra, otomatik yönlendirmeli araç sistemleri, tank çiftlikleri ve tedarik zinciri yönetiminde 5G'nin nasıl faydalı olabileceğini keşfediyor.

Dijital dönüşümün itici gücü olan 5G

Geçmişe bakış: 5G konusunda olduğu gibi dört endüstri birliğinin anlaşmaya vardığı bir durum nadiren görülmüştür. Kasım 2020'de yapılan ortak basın açıklamasında VCI, VDA, VDMA ve ZVEI birlikleri "endüstriyel 5G kampüs network'lerine yüksek ilgi" ilan etti. BASF Endüstriyel Bağlantı ve Endüstriyel Mobiliteden sorumlu kimya endüstrisini temsil eden Martin Schwibach, basın bülteninde 5G kampüs network'lerinin "kimya endüstrisindeki dijital dönüşümü ileriye taşımak için önemli bir ön koşul" olduğundan bahsetti. Schwibach, kimya endüstrisindeki yeni teknolojilerin öncülerinden biri olarak kabul ediliyor.

BASF'ın da diğer kimya şirketleri gibi bir süredir 5G hücresel teknolojisiyle uğraştığı bir sır değil. Daha 2018 yılında Wirtschaftswoche dergisindeki bir makale, 5G hücresel iletişimin "gelecekte BASF'ta lojistik dünyasını altüst edebileceğini" gösteriyordu.... BASF'ta Müdür olan Matthias Frankhänel o dönemde sürücüsüz bir tank taşıyıcının Ludwigshafen fabrika tesislerinde kendisini nasıl "hissettiğini" göstermişti; her zaman yere gömülü, video kameralar ve merkezi kontrol odasındaki bir çalışan tarafından yakından izlenen transponderler yanında. Frankhänel o zamanlar şunu zaten biliyordu: "Gelecekte 20 veya daha fazla araç kullanırsak, aktarılan veri yığınlarını yalnızca 5G teknolojisiyle alacağız". BASF daha sonra üretim ortamındaki çeşitli uygulama alanlarında 5G için bir test ortamı oluşturdu.

Tek başına tüm görkemiyle hücresel network'ler

Şirket yalnız değildi. Mayıs 2021 itibarıyla Phoenix Contact dahil olmak üzere 126 şirket ve kuruluş, yerel 5G network'leri için 3.700 ila 3.800 MHz aralığında frekans tahsisi almak amacıyla Alman Federal Şebeke Ajansı'na başvuruda bulundu. Böyle bir kampüs network'ü (genellikle uç bulutla birlikte) Endüstri 4.0 çerçevesinde endüstriyel haberleşme için yeni olanaklar açar. Önceki hücresel teknolojilerin aksine, şirketler bu tür network'leri kendi tesislerinde tümüyle kontrol edebiliyor, dolayısıyla kendi verileri üzerinde egemenlik sahibi olabiliyor ve network'ün güvenliğini ve sürekliliğini belirleyebiliyor. Bununla birlikte, network'leri kamu operatörleri veya diğer tedarikçiler aracılığıyla da kurup işletebilirler; bu da proses endüstrisindeki orta ölçekli oyuncuların bunları kullanmasını sağlar.

Büyük BASF tesisine hammadde sağlayan AGV'ler (otomatik yönlendirmeli araçlar), proses endüstrisinde 5G hücresel iletişim için muhteşem ancak tek olmayan uygulamayı temsil ediyor. Sürücüsüz araçlar genellikle Ex olmayan bölgede hareket halinde olduğundan, izleme için gerekli canlı videoların iletimi, büyük kimya tesislerinde ilk potansiyel uygulamalardan biridir. Patlamaya karşı korumanın rol oynadığı uygulamalar için, endüstriyel haberleşmeye yönelik mevcut koruma konseptlerinin acilen revize edilmesi ve tutuşma kaynaklarının önlenmesine yönelik yeni gereksinimlere uyarlanması gerekiyor.

Acil durum duş izleme sistemi, çalışır durumdaki en yakın tıbbi merkezi anında uyararak tesis personelinin güvenliğini artırabilir

5G için potansiyel uygulamalar

Şu anda kimya endüstrisinde tartışılan 5G uygulamalarının 2025 yılından itibaren mümkün olacağı varsayılabilir. Bunlar, AGV'lerin çalıştırılmasına ek olarak, örneğin izleme ve optimizasyon için Endüstri 4.0'a özgü büyük veri iletimi de dahil olmak üzere, üretimdeki çok sayıda uygulamayı içerir. Ayrıca, kurtarma ekibine acil durum duşunun kullanıldığına dair sinyal verilmesi gibi güvenlik açısından kritik uygulamaları da içerirler.

Farklı boyutlarda çok sayıda tankın bulunduğu bir tank çiftliğinin görünümü

Dolum seviyesi izleme ile dolum seviyeleri, sıcaklık ve basınç gibi kritik sistem parametrelerindeki sapmalar haberleşme network'ünde erken bir aşamada tespit edilir

Lojistik ve tedarik zinciri yönetimi kapsamında başka birçok potansiyel uygulama vardır. Örneğin, envanter yönetimi kapsamında tank doluluk seviyelerinin otomatik olarak tedarikçilere gönderilmesi ve gerektiğinde sipariş verilmesi durumunda tedarik zincirindeki boşlukların önüne geçilebilir. Prensip olarak bu, diğer haberleşme teknolojileriyle de yapılabilir. Ancak Phoenix Contact'ta olduğu gibi bir 5G kampüs network'ü mevcutsa bu tür uygulamalar için bunu kullanmak mantıklı olacaktır.

Ters yönde iletim de mümkündür: Tedarikçi, teslimattan önce mevcut ürün partisine ilişkin kalite bilgilerini, örneğin süreç optimizasyonu için kullanan işlem yapan şirkete gönderebilir. İlaç ve gıda endüstrisinde uzun süredir bir zorunluluk olan üretim süreçlerinde izlenebilirlik amacıyla veri aktarımı için başka seçenekler de mevcuttur. Ara ürünlerden toplanan ek kalite verileri, kablosuz teknolojiler kullanılarak çok az çabayla QM kontrol merkezine iletilebilir.

Artırılmış gerçeklik gözlüğü takan bir çalışan üretim sistemini yönetiyor

Artırılmış gerçeklik bakım çalışmaları sırasında destek sağlar

Drone'larla basitleştirilmiş izleme

5G için başka bir durum da, buhar kırıcılar, petrol platformları ve büyük tank çiftlikleri gibi büyük veya erişilmesi zor sistemlerin güvenlik izlemesinin bir parçası olarak video sinyallerinin iletilmesi olabilir. Halihazırda bazı itfaiye teşkilatlarının kimyasal parklarda kullandığı termal görüntüleme kameralarıyla donatılmış drone'lar, gelecekte izlenecek şirketlerden ve depolardan otonom olarak havalanabilecek ve video verilerini gerçek zamanlı olarak değerlendirilmek üzere iletebilecek. Bu nedenle sıcak noktalar, yangın çıkmadan önce keşfedilecektir.

5G aynı zamanda bakım ekiplerinin çalışmalarını optimize etme fırsatlarının da önünü açacak. Örneğin akıllı gözlük ve tablet bilgisayarlar aracılığıyla artırılmış gerçeklik çerçevesinde uzun süredir kısmen yaygın olan ve uygulanan iki Endüstri 4.0 uygulaması. Kurum içi 5G kampüs network'ü, servis personeline her an sistem üzerinden teknik talimatlar ve kısa videolar sunmak için kullanılabilir. Vizyona göre, mobil çalışanlardan oluşan bir ekibin ve bazı AGV taşıyıcılarının neden olduğu yüksek hacimli veri aktarımı bile artık darboğazlara yol açmayacak.

5G'nin çeşitli özelliklerine ilişkin grafiksel bilgi

Uygulamaya bağlı olarak Endüstriyel 5G'nin çeşitli özellikleri kullanılabilir.

5G değerli hizmetler sunuyor

Tüm bu potansiyel uygulamalar göz önüne alındığında, 5G teknolojisinin bir özelliği oldukça önemlidir; diğer cep telefonu standartlarından farklı olarak 5G, tam teşekküllü bir haberleşme altyapısıdır. Değerli hizmetleri içerir; örneğin, kaynak ve öncelikleri cihazlara farklı şekillerde atama becerisi. Üretim operasyonlarındaki kritik fonksiyonların izlenmesi, veri aktarımı sırasında kesinlikle yüksek güvenilirlik gerektirir; buradaki önceliğin buna göre yüksek bir seviyeye ayarlanması gerekir. Ancak, önleyici bakım sırasında bir dizi pompanın durumunun izlenmesine yönelik veriler genellikle zaman açısından kritik değildir. Bu nedenle öncelik düşük olarak ayarlanacaktır.

Gerekli veri hızları da oldukça düşüktür. Acil durum duşu örneği, düşük veri hızının düşük öncelik ile ilişkilendirilmesi gerekmediğini göstermektedir. Tıbbi istasyonun, acil durum duşunun kullanıma sunulduğunu anlaması için yalnızca tek bir sinyale ihtiyacı vardır. Ancak bunun mümkün olduğu kadar çabuk ulaşması gerekir. AGV'leri çalıştırmak için gerekli yüksek veri hızları ise daha düşük bir önceliğe sahiptir. Veri yolunda işler gerçekten sıkışırsa AGV'ler en yakın güvenli durağa geçici olarak park edilebilir.

Geleceğe doğru bakmak

5G network'ünü endüstriyel operasyonlardaki çok farklı uygulamaların ihtiyaçlarını karşılayacak şekilde düzenlemeye yönelik bu seçeneklerle 5G, diğer tüm iletim teknolojileri arasından öne çıkıyor. Dolayısıyla bir gün, en azından büyük sanayi tesislerinde tek haberleşme standardı haline gelebilir. Kuşkusuz bu bir gelecek hayalidir. Çeşitli kablosuz ve kablolu bağlantı teknolojilerinin bir arada bulunması muhtemelen proses endüstrisindeki çoğu şirketi uzun süre şekillendirecek. Gelecekte birçok küçük kimya şirketi tamamen 5G olmadan çalışacak. Ancak birkaç yıl içinde 5G, AGV ve dron entegrasyonlu intralojistik uygulamalarının yanı sıra durum izleme ve bakım kapsamındaki uygulamalarla da pek çok firmaya faydasını gösterecek.