5G与未来智能工厂:5G将如何影响工厂自动化
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# 新时代的曙光
这些只是行业领导者描述 5G 技术将给制造和自动化领域带来的影响的一些方式。行业热议是一回事,但未来的智能工厂可以期待与 5G 相关的好处到底是什么?它的应用对工业 4.0 意味着什么?这种技术进步是否能让制造商将工厂自动化、HMI 和过程移动性提升到前所未有的新高度?让我们仔细看看 5G 和未来工厂的影响。
在深入了解 5G 将如何彻底改变制造业之前,了解什么是 5G 技术以及它带来了什么非常重要。“5G”将该技术标识为移动网络的第五代标准。它是一个新的、强大的网络,具有更高的带宽,几乎可以连接任何东西——从工业机器到商业和住宅电器/设备。正如您想象的那样,这种新级别的沉浸式连接有可能极大地扩展自动化的能力。冒着过度简化一项真正卓越技术的风险,让我们回顾一下它的一些主要优势:
◎ 显着提高速度。从各方面来看,5G 承诺的网络速度可以超过 4G 网络速度惊人的 100 倍。这意味着未来的 5G 智能工厂的数据速率可能比目前高出近 1000 倍。
◎ 大大减少延迟。为了不被网络速度超越,延迟时间(从一个点到另一个点获取信息所需的时间)的改进将转化为连接机器和计算机系统的改进能力,以调整控制以适应实际生产环境的变化时间。
◎ 无与伦比的连接可靠性。通过可靠的网络连接,操作员可以在工厂车间的任何地方使用机器控制。最终,这将有利于提高生产力,因为工厂内因连接中断而导致运营停机的可能性几乎为零。
智能工厂(又名第四次工业革命或工业 4.0)将同样依赖所有这三个要素来取得成功。
无线工业自动化是否可能?这是 5G 工厂自动化的一个基本目标。目前,许多机械和人机界面 (HMI) 设备都是使用数英里长的光纤硬连线在一起的。不需要专家就可以得出这样的结论:这种庞大而复杂的物理网络不仅效率低下,而且维护成本高、故障排除困难,并在发生故障时导致计划外停机。
随着延迟速度的大幅降低,5G 网络首次成为有线工厂的可行替代方案。尽管初始投资可能很大,但与自动化机器相关的物理限制可能会导致巨大的机会成本。
当然,许多制造商依靠 WI-FI 和 4G 网络来连接设备和系统,但这些网络在数据速率和连接性方面存在局限性。
流程自动化无疑降低了数千种产品的销售成本,但即使在自动化方面,重新配置生产线以生产新产品也可能是一项及时且成本高昂的活动。未来 5G 工厂的目标是利用现代制造工厂中已经存在的可变性和灵活性,并使其更加如此。想象一下,工厂内唯一固定位置的东西就是地板、墙壁和屋顶。其他所有东西都可以移动、重新定位并组装成新的生产线,而无需物理断开任何东西。
如果您不熟悉物联网 (IoT) 技术,知道它涉及一个系统就足够了,该系统允许连接的设备在它们之间共享数据和信息,而无需任何外部人为交互或指导。在制造业,物联网为过程自动化带来了一些独特的见解和效率——即通过使用数据收集传感器、自主信息监控和数据传播——但 5G 有望与物联网一起开创一个新时代。
物联网有四个主要支柱,每个支柱都将随着 5G 技术的广泛采用而得到改进:
◎ 大规模物联网。大规模物联网是指那些不太依赖低延迟速度但严重依赖超大型低能耗设备网络的应用程序。按体积导出的数据;速度不一定是必要条件,但连接的可靠性是。
◎ 宽带物联网。采用宽带连接并提供比大规模物联网更少的延迟和更高的数据速率。
◎ 关键物联网。关键物联网概括了支持高带宽和低延迟设备广泛使用的目标。蜂窝提供商是关键物联网的一个典型例子。
◎ 工业自动化物联网。适用于物联网在工业领域的所有用途以及任何相关应用,例如机器人技术的使用。
有了 5G,未来的工厂将变得更加高效和多产。没有更多的电缆。不再有物理连接。不再限制灵活性和可变性。
那家工厂来得很快。在工厂车间收集的数据的好坏取决于这些数据被传达、传播和采取行动的方式和速度。5G 网络承诺的速度和可靠性无疑将发挥巨大作用,因为工厂运营商希望证明未来基础设施支出的合理性。很明显,工业 4.0 和 5G 总有一天会密不可分——这肯定意味着一些非常有趣的就业机会。
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