Med ankomsten av 5G-teknik står tillverkningsindustrin inför sin största omvandling hittills. Säkrare, flexibla och effektivare tillverkningssystem kommer att vara möjliga tack vare 5G-anslutningens ultralåga latens och tillförlitlighet. Detta möjliggör fortsatt automatisering av robotar och lagertransporter samt kapning av kablar för verklig flexibilitet. Vi har pratat med Dr. Jens Jakobsen, HMS Labs Development Manager på HMS Networks, om fördelarna med 5G i fabriken och vad det kommer att innebära för framtidens smarta tillverkning.
Vilka är några fördelar med 5G i fabriken?
Helautomatisering – Under de senaste 30 åren har vi automatiserat allt som kan automatiseras i fabriken med hjälp av trådbunden teknik. Med 5G kan vi automatisera resterande 10% som hittills inte har automatiserats. Industrie 4.0 och smart tillverkning handlar om att integrera logistik, materialhantering och fabriksautomation. 5G är en viktig möjliggörande faktor för denna integration.
Flexibilitet – 5G kommer att skapa smartare och mer flexibla fabriker genom att dra full nytta av automatisering, artificiell intelligens, Internet of Things (IoT) med mera. 5G kommer också att ge dig ett trådlöst alternativ till trådbundna system som ofta krävs för att hålla maskiner anslutna till centrala datorsystem, vilket gör fabriksgolvet mycket mer flexibelt och anpassningsbart. Detta gör det enklare att konfigurera om dina produktionssystem för att klara av förändrade produktlinjer.
Hög tillgänglighet – Genom att använda 5G kan du övervaka allt i realtid, vilket förbättrar din effektivitet. 5G erbjuder tillgänglighet och tillförlitlighet överlägsen WiFi, Bluetooth, RFID och annan konkurrerande trådlös teknik.
Tryggt och säkert – Via 5G kan maskiner utföra prediktivt och förebyggande underhåll, minimera förseningar från avstängningar och skydda anställda.
Hållbart – Batteritid på upp till tio år gör 5G mycket lämpligt ur hållbarhetssynpunkt som standardlösning för kommunikation i uppkopplade fabriker och produktionsanläggningar.
Offentligt eller privat nätverk – Med 5G kan du driva, styra och övervaka dina system via ett lokalt privat 5G-nätverk. Detta ger dig total kontroll över alla aspekter av ditt fabriks 5G-nätverk. Du har också möjlighet att använda ett publikt nätverk med basstationer installerade inne i fabriken. Med detta alternativ behöver fabriksägaren inte investera i utbildning, frekvenslicenser och andra aspekter av att driva ett privat 5G-nätverk.
Slutligen finns det en teknik som kallas nätverksskivning som gör det möjligt att skapa halvprivata nätverk inne i fabriken. Network slicing är en teknik som redan används av polis, brandkår och ambulans för att skapa extremt tillförlitliga halvprivata offentliga säkerhetsnätverk genom att utnyttja den fysiska infrastrukturen i offentliga nätverk.
Hur kopplar HMS upp enheter med den senaste 5G-tekniken?
På HMS Networks har vi alltid legat i framkant när det gäller att få industriell utrustning att kommunicera och alltid arbeta med den senaste innovativa tekniken.
Demon i Sweden Co-Lab Pavillion på Hannovermässan, tillsammans med andra svenska företag som Ericsson och ABB, innehåller flera produkter från HMS Networks, som alla är framtagna för att möta de krav som ställs på krävande applikationer inom automationsindustrin. I demon visas HMS industriella routrar med mobil-, Ethernet- och WLAN-anslutning tillsammans med en anpassad version av HMS Anybus Wireless Bolt™. Tillsammans möjliggör de sömlös kommunikation över mobilnät mellan industriella enheter från olika tillverkare, vilket möjliggör smart och flexibel styrning.
Sammantaget är HMS trådlösa produkter utformade för att möta de krav som 5G ställer när denna teknik introduceras i fabriker och automationssystem. Med 5G kan du framtidssäkra din produktionslinje, eftersom du kan lägga till nya maskiner utan att behöva göra betydande ändringar i ditt nätverk.
Vilka är utmaningarna när det gäller 5G?
Frekvensspektrum – Det är möjligt att driva privata 5G-fabriksnätverk med olicensierade frekvenser. En bra kandidat för detta är 5GHz-bandet som också används för WLAN. Det olicensierade spektrumet har dock begränsningar i sändningseffekt. Detta innebär ett behov av fler 5G-basstationer jämfört med att använda licensierade frekvenser. Med olicensierat spektrum finns det också en risk för störningar från andra användare av samma band. Därför är det mycket bättre att använda licensierat spektrum. För närvarande är det oklart hur licensierat spektrum kommer att göras tillgängligt för fabriksautomation.
Ekosystem – Det finns redan ett stort ekosystem av leverantörer inom fabriksautomation: Fabriksägare beställer fabriker från systemintegratörer, systemintegratörer beställer maskiner från maskinbyggare och maskinbyggare beställer enheter från apparattillverkare. För att detta ekosystem ska kunna anta 5G-teknik måste nya standarder fastställas och interoperabilitetstester utföras.
När kommer 5G att bli branschstandard?
Standardiseringen av 5G pågår inom 3GPP. Samtidigt testar försäljare tekniken i flera fabriker runt om i världen. Den inledande fasen av 5G-utbyggnaden är baserad på 3GPP version 15. Den här versionen är främst inriktad på förbättrat mobilt bredband (eMBB) och är främst avsedd för tidig utbyggnad av trådlösa bredbandstjänster för bostäder.
3GPP version 16 kommer att vara den version som täcker Ultra-Reliable Low Latency Communications (URLLC). Den här versionen blir klar i slutet av 2019. 5G-radiomoduler och nätverksinfrastruktur med stöd för version 16 förväntas i början av 2020. Utrullning i fabriker kommer att följa senare under 2020, med början med AGV:er och mobila arbetare.
Hur kommer utbyggnaden av 5G-tekniken att påverka det industriella Internet of Things (IIoT)?
Den industriella världen genomgår sin fjärde revolution och målen är att öka flexibiliteten, öka automatiseringen och förbättra produktiviteten, samtidigt som en hög grad av säkerhet och hållbarhet bibehålls. Därför är 5G den perfekta lösningen för att möjliggöra smart trådlös anslutning i fabriken, med nyckelfunktioner som massiv maskintypskommunikation, realtidsstyrning av maskiner, ökad interaktion mellan människa och robot och edge cloud-analys.
Jag tror att den fjärde industriella revolutionen bara kan lyckas genom att förlita sig på trådlös kommunikation i fabriken, och på HMS arbetar vi med dessa innovativa tekniker varje dag. Ur ett tekniskt perspektiv är 5G den teknik som lämpar sig bäst för framtidens fabrik!