導讀:一些人可能不太認可5G網(wǎng)絡的出現(xiàn)。
近些年來,很少有制造業(yè)的發(fā)展趨勢像工業(yè)4.0那樣引人注目了。這場由數(shù)據(jù)驅(qū)動的工業(yè)革命有望使工廠成為一個更安全、更高效的地方,但是在今天的技術還無法完全實現(xiàn)這一點。雖然目前連接的工廠有了顯著的進展,但是制造業(yè)需要更好的蜂窩連接來形成更好的工業(yè)4.0規(guī)模。
世界上有超過500億的物聯(lián)網(wǎng)設備,當下的連接器很快就會不足,制造商已經(jīng)將許多物聯(lián)網(wǎng)技術集成到他們的設施中,但現(xiàn)代連接可能無法支持更大的網(wǎng)絡業(yè)務。這就是5G物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)的用武之地。
5G將使物聯(lián)網(wǎng)更上一層樓。這種升級對制造商來說是十分有利的,下面我們來看看新網(wǎng)絡將如何改變工業(yè)4.0。
硬線連接的缺點
一些人可能不太認可5G網(wǎng)絡的出現(xiàn)。畢竟,美國需要八倍的基礎設施來支持這些新的連接,這是一個巨大的不便。既然硬線連接已經(jīng)提供了如此高的速度和可靠性,為什么還要切換到工業(yè)4.0的蜂窩網(wǎng)絡呢?
固定連接相對無線連接來說確實有一些優(yōu)點,但它們相對也存在著缺點。在一個工廠里,人和機器都在不斷地移動,物理電線就成了一個阻礙。有人會拔掉以太網(wǎng)線,這就會危及到任何依賴它的關鍵任務操作。
硬線連接也限制了靈活性,這是許多工廠存在的問題。如果一個工廠需要充足或者調(diào)整它的運作,它將會花費大量的時間和資金。由于許多新技術只支持無線連接,堅持使用硬線連接系統(tǒng)就會將設備限制為傳統(tǒng)工具。
對于制造商來說,物理連接是可靠的,但無線連接式必要的。
5G如何改善蜂窩連接
以太網(wǎng)無線連接的優(yōu)勢顯而易見,但為什么5G是必要的呢?第五代蜂窩網(wǎng)絡主要從三方面受益:速度、延遲和寬帶。這三項都是5G的改進,也都是IIoT工作的必要條件。
專家預計,5G的速度至少是目前4G LTE連接速度的10倍。有些人甚至預測它將比現(xiàn)在快100倍。如此巨大的增長速度幾乎可以讓任何在線操作成為可能。
由于延遲接近零,這些連接在處理任務關鍵型工作負載時也會更加可靠。但是許多企業(yè)會擔心當前使用的網(wǎng)絡出現(xiàn)中斷問題,從而由于是否將企業(yè)功能轉(zhuǎn)移到云端。但5G出現(xiàn)之后,他們就可以不用擔心這個問題了。
大量的物聯(lián)網(wǎng)設備需要相當大的寬帶支撐,這是目前IIoT運作最大的障礙之一,而5G驅(qū)動的物聯(lián)網(wǎng)就可以很大程度上解決這個問題。
萬物互聯(lián)
寬帶升級是5G在制造業(yè)中的一個顯著優(yōu)勢。它可以在同一領域支持更多的設備,制造商可以大規(guī)模地實施物聯(lián)網(wǎng)設備。
萬物互聯(lián),所有東西——包括進程,有時還有人——都是在線的,而不是一些物理設備。想象一下,在一個工廠里,每臺機器、產(chǎn)品、實用程序和功能都可以在一個網(wǎng)絡上進行通信。如果沒有5G的帶寬改進,這種連接水平將不可能實現(xiàn)。
從某種意義上說,工廠里的每件事都已經(jīng)聯(lián)系在一起了,因為某一點上的錯誤會擾亂整個過程。萬物互聯(lián)將使設施能夠在故障發(fā)生之前看到并對這些錯誤做出反應。
預測性維護
IIoT的好處之一就是可以執(zhí)行預測性維護。在機器發(fā)生故障之前,傳感器就可以進行提醒或者內(nèi)部維修。這種做法在今天已經(jīng)部分實現(xiàn)了,但是5G可以在設施的每臺機器上實現(xiàn)這個功能。
即使是定期的維護計劃也不總是對機器有利的。太多的因素會影響系統(tǒng)的狀態(tài),維護需求即使頻繁,也很少按計劃發(fā)生。持續(xù)的監(jiān)控和分析是最好的解決方案,但是在多個設備上運行這些傳感器需要大量的帶寬支持。
在5G網(wǎng)絡上,制造商可以使用廣泛的預測性維護而不必擔心。由于這使機器一年的可用性有效增加了,這將大大提高生產(chǎn)率。僅從這一應用中節(jié)省的成本就可以彌補5G基礎設施的成本。
遠程監(jiān)控和服務
一臺機器內(nèi)的傳感器并不是監(jiān)測和維護的唯一一部分,在5G網(wǎng)絡中,工作人員可以隨地查看監(jiān)控數(shù)據(jù)。這種無障礙性不僅方便,而且可以節(jié)省工人步行到每臺機器檢查的時間。
也不僅僅適用于遠程維護。數(shù)據(jù)分析是當今許多業(yè)務實踐的基石,能夠遠程進行數(shù)據(jù)分析使數(shù)據(jù)驅(qū)動流程更加靈活。公司可以向投資者顯示實時數(shù)據(jù),在大樓外與分析師分享信息,等等。
他們不僅可以遠程查看數(shù)據(jù),還可以遠程操作數(shù)據(jù)。5G物聯(lián)網(wǎng)設備可以運行故障排除甚至基本維修,而無需工人親自到場。有了這些優(yōu)勢,制造商可以使服務成為一個更有效的過程,減少停機時間和節(jié)省資金。
自動駕駛
城市中的5G網(wǎng)絡最終可以讓自動駕駛汽車成為現(xiàn)實,這要歸功于它的速度、帶寬和低延遲。制造商可以在市政當局之前利用這一優(yōu)勢,在其設施中啟用更多的自動引導車輛(AGV)。一些工廠已經(jīng)在使用AGV,但是Wi-Fi無法支持太多agv,限制了它們的實用性。
隨著5G在制造工廠的投入,將有可能運行一個完整的AGV車隊。撇開數(shù)字不談,這些車輛的延遲越低越好,因為任何網(wǎng)絡中斷都可能阻礙它們的導航。如果這些設備要安全地與人們一起工作,他們需要一個可靠的網(wǎng)絡。
盡管AGV具有效率和安全性優(yōu)勢,但在制造業(yè)中,AGV的采用率并不高。截至2018年,非制造環(huán)境部署的AGV是制造商的12倍多。5G網(wǎng)絡的出現(xiàn)可能使這些技術在更多的設施中可行。
操作靈活性
靈活性對制造商來說越來越重要,但該行業(yè)歷來缺乏靈活性。今天的市場期望按需、個性化服務和產(chǎn)品,這就要求制造商迅速適應變化。由于蜂窩連接能夠?qū)崿F(xiàn)進一步的自動化,因此由于更高的效率,它帶來了更大的靈活性。
自動化比5G早了幾十年,但5G使其更加可靠和高效。它在維護、通信和無障礙方面的優(yōu)勢使制造商能夠更有效地使用更多的機器人。因此,設施可以朝著更隨需應變的模式發(fā)展,減少內(nèi)部庫存,實現(xiàn)靈活性。
在沒有庫存的情況下,設施可以在沒有太大干擾的情況下調(diào)整運營,這在當今的數(shù)字世界至關重要。由于5G還允許制造商在無線網(wǎng)絡上運行所有機器,因此他們可以更快地發(fā)布更新。如今,自動化機器是出了名的不靈活,但5G的連通性優(yōu)勢可能會改變這種情況。
新的蜂窩網(wǎng)絡支持并改進了工業(yè)4.0
盡管缺乏5G網(wǎng)絡,但向工業(yè)4.0的轉(zhuǎn)變已經(jīng)開始。然而,如果沒有這些新的蜂窩連接,制造商將無法將工業(yè)4.0推向最大的潛力。今天的系統(tǒng)速度太慢,不可靠,而且有限,無法處理制造商需要的物聯(lián)網(wǎng)設備的規(guī)模。
制造業(yè)的5G將有助于該行業(yè)超越物聯(lián)網(wǎng),進入萬物互聯(lián)。當設施中的所有設備都能在單一網(wǎng)絡上運行并且運行可靠時,制造商將變得更安全、更高效、更有利可圖。5G物聯(lián)網(wǎng)將有助于該行業(yè)成為它所需要的,以滿足現(xiàn)代世界的需求。
廣泛的5G網(wǎng)絡距離成為現(xiàn)實還需要幾年的時間。當它們成為現(xiàn)實時,它們可能會徹底改變制造業(yè)。