Trong lĩnh vực tự động hóa, sự khác biệt giữa mạng 5G Không{0}}Độc lập (NSA) và Mạng 5G Độc lập (SA) là gì?
Ludger Boeggering
Từ góc độ kỹ thuật, dựa trên thông tin do 3GPP cung cấp, sự khác biệt nằm ở logic điều khiển. Mạng 5G không-độc lập (NSA) phải sử dụng cơ sở hạ tầng 4G/LTE để quản lý hoạt động liên lạc, trong khi mạng 5G độc lập (SA) thể hiện việc triển khai đầy đủ công nghệ 5G.
Từ góc độ người dùng, điều này có nghĩa là mạng 5G riêng dựa trên SA (mạng không-công cộng, viết tắt là NPN) được sắp xếp hợp lý hơn và đòi hỏi ít nỗ lực hơn.
Từ góc độ ứng dụng, mạng SA có thể hỗ trợ độ sẵn sàng và độ tin cậy cao hơn đồng thời giảm thời gian chu kỳ, đặc biệt là trong bối cảnh NPN.
Những ứng dụng công nghiệp nào có thể được hưởng lợi từ công nghệ 5G?
Ludger Boeggering
Theo định nghĩa, 5G bao gồm nhiều công nghệ bao gồm eMBB, uRLLC, eMTC và RedCap, cho phép hỗ trợ nhiều ứng dụng.
Ví dụ: bảo trì dự đoán, giám sát môi trường, dịch vụ và cấu hình, công cụ được kết nối và nhân viên được kết nối an toàn đều có thể tận dụng các khả năng được xác định trong eMTC và RedCap. eMTC đã tương thích với LTE{1}}M và NB{2}}IoT, trong khi 3GPP tiếp tục phát triển các ứng dụng công nghệ 5G.
Hơn nữa, các giải pháp lắp ráp công nghiệp, điều khiển tự động hóa quy trình, giao diện người{0}}máy (HMI), hỗ trợ thực tế tăng cường, hậu cần nhà máy, rô-bốt di động, rô-bốt cộng tác và AGV đều có thể tận dụng khả năng của RedCap và uRLLC. Trong các miền này, yêu cầu tối quan trọng là thời gian phản hồi đáng tin cậy, đủ băng thông và các sản phẩm có hiệu quả về chi phí.
Trong những năm tới, công nghệ 5G sẽ được áp dụng trên tất cả các ngành dọc có liên quan, bao gồm sản xuất (máy móc, hàng không vũ trụ, ô tô, chất bán dẫn), hóa chất và hóa dầu, dược phẩm, dầu khí, năng lượng và tiện ích, xử lý nước và nước thải. Việc áp dụng này không chỉ phụ thuộc vào bản thân công nghệ mà còn phụ thuộc vào các khung pháp lý và việc sử dụng phổ tần chuyên dụng.
Làm cách nào để công nghệ 5G đạt được hiệu suất EVM cấp thiết bị-trong tự động hóa công nghiệp? (Công nghệ 5G nhận tín hiệu như thế nào để nâng cao hiệu suất xét về độ lớn vectơ lỗi trong tự động hóa công nghiệp?)
Ludger Boeggering
Đầu tiên, chúng ta phải xem xét những đặc điểm giúp phân biệt công nghệ 5G với các thế hệ trước.
Trong các ứng dụng đòi hỏi độ tin cậy và tính sẵn sàng cao, độ trễ thấp là rất quan trọng. So với các thế hệ mạng di động trước đây, công nghệ 5G được thiết kế để giảm đáng kể độ trễ và nâng cao tính khả dụng.
Công nghệ 5G hỗ trợ phân chia mạng, cho phép cung cấp các mạng ảo tùy chỉnh phù hợp với các yêu cầu dịch vụ hoặc ứng dụng cụ thể. Do đó, tự động hóa công nghiệp có thể truy cập các lát cắt chuyên dụng được tối ưu hóa cho các nhu cầu cụ thể của nó trong khi vẫn đảm bảo độ tin cậy và hiệu suất cao.
Điện toán biên sẽ ngày càng trở nên quan trọng trong tương lai. 5Mạng G cho phép điện toán biên xử lý dữ liệu gần hơn với các thiết bị và cảm biến. Điều này giúp giảm thời gian và năng lượng cần thiết để truyền dữ liệu đến các trung tâm dữ liệu từ xa, từ đó rút ngắn thời gian phản hồi và nâng cao hiệu suất trong các quy trình tự động hóa công nghiệp.
Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, công nghệ 5G hỗ trợ mMTC, cho phép số lượng lớn thiết bị giao tiếp đồng thời. Trong tự động hóa công nghiệp, điều này có nghĩa là cho phép số lượng lớn cảm biến, bộ truyền động và thiết bị trong cùng một mạng tương tác với nhau. Điều này làm tăng đáng kể hiệu quả tổng thể, cả về sử dụng và đầu tư.
Làm thế nào công nghệ 5G trong tự động hóa có thể giảm thời gian ngừng hoạt động của máy, loại bỏ lỗi, cải thiện khả năng truy xuất nguồn gốc nguyên liệu và cho phép nhân viên tập trung vào các nhiệm vụ đòi hỏi kỹ năng thủ công phức tạp?
Ludger Boeggering
Bản thân công nghệ 5G có tác động hạn chế trực tiếp đến các thông số này. Điều quan trọng nằm ở việc triển khai nó như một phần của hệ thống tích hợp. 5G cho phép môi trường liên lạc an toàn sử dụng phổ tần được phân bổ. Các giải pháp dựa trên{4}}không dây cũng tích hợp dễ dàng và linh hoạt hơn vào cài đặt công nghiệp.
Do đó, công nghệ này cho phép thu thập và phân tích dữ liệu quy trình một cách có mục tiêu hơn. Với những khả năng này, các công ty có thể thiết lập hệ thống bản sao kỹ thuật số và/hoặc đảm bảo giám sát tình trạng đáng tin cậy để thực hiện các biện pháp phòng ngừa bất cứ lúc nào.
Bằng cách tận dụng công nghệ này một cách hiệu quả, các công ty có thể thực hiện các quy trình đa dạng một cách đáng tin cậy và thiết lập các mô hình "dưới dạng{0}}một-dịch vụ" linh hoạt. Điều này giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động đến mức tối thiểu, ngăn ngừa lỗi sản xuất và đảm bảo phân bổ nhân sự và vật liệu có mục tiêu.
5G tăng tốc số hóa và cho phép tiết kiệm năng lượng như thế nào?
Ludger Boeggering
Công nghệ 5G đại diện cho một nền tảng quan trọng khác để giải quyết các thách thức số hóa. Về cơ bản, công nghệ này tạo điều kiện cho việc tự động hóa nhanh hơn và thúc đẩy doanh nghiệp hướng tới sự linh hoạt hơn. Các thuộc tính chính của nó bao gồm tính sẵn có và độ tin cậy.
Những thách thức và hạn chế nào có thể phát sinh khi triển khai 5G trong tự động hóa công nghiệp?
Ludger Boeggering
Trước hết tôi muốn nhấn mạnh rằng những tiến bộ công nghệ chắc chắn sẽ làm nảy sinh những thách thức{0}}cụ thể cho ứng dụng. Điểm mạnh và hạn chế của 5G là không thể tách rời. Ví dụ: các ứng dụng quan trọng về thời gian yêu cầu thời gian phản hồi mili giây hoặc thậm chí micro giây vẫn yêu cầu kết nối có dây. Hiện tại, chưa có ai đầu tư nguồn lực đáng kể để phát triển các giải pháp 5G tương ứng cho những tình huống như vậy.
Ngay cả trong tương lai, môi trường tự động hóa công nghiệp sẽ có các công nghệ cùng tồn tại. Không có giải pháp phổ quát.
Nếu bạn vẫn muốn hưởng lợi từ tính linh hoạt và lợi thế như vùng phủ sóng độc lập, an toàn tương tự như mạng của trường, bạn phải thiết lập cơ sở hạ tầng tương ứng, đòi hỏi phải đầu tư ban đầu.
Thử thách đầu tiên cần vượt qua khi áp dụng công nghệ 5G trong tự động hóa công nghiệp nằm ở việc quản lý kỳ vọng. Nhiều giải pháp xây dựng cơ sở hạ tầng-sẽ xuất hiện trong tương lai và việc triển khai-quy mô nhỏ cũng sẽ trở nên khả thi.
Hơn nữa, cùng một cơ sở hạ tầng nên được sử dụng cho nhiều tình huống ứng dụng nhất có thể, từ đó tối đa hóa lợi ích cho người dùng. Thiết kế cơ sở hạ tầng mạng phải tính đến đầy đủ các yêu cầu đa dạng này và nhà cung cấp phải cung cấp thiết bị phù hợp.
Một khía cạnh quan trọng của việc triển khai công nghệ 5G trong môi trường tự động hóa là khả năng truy xuất nguồn gốc từ đầu đến cuối. Các nhà khai thác hoặc nhà tích hợp áp dụng giải pháp 5G phải luôn có khả năng phân tích mọi bộ phận của cơ sở hạ tầng truyền thông để nhanh chóng xác định lỗi và khôi phục hoạt động bình thường.
Công nghệ 5G sử dụng những dải tần riêng biệt nào cho tự động hóa công nghiệp? Những lợi thế tương ứng của các ban nhạc này là gì?
Ludger Boeggering
Câu hỏi này khá rộng, vì vậy tôi sẽ giải quyết nó từ góc độ ứng dụng. Đối với các tình huống như bảo trì dự đoán hoặc giám sát môi trường, trọng tâm nằm ở phạm vi phủ sóng sâu, mật độ thuê bao cao và khả năng tích hợp dễ dàng với cơ sở hạ tầng hiện có. Điều này chủ yếu liên quan đến việc sử dụng các băng tần truyền thống từ các nhà cung cấp mạng công cộng.
Trong các trường hợp khác, chẳng hạn như điều khiển tự động hóa quy trình và các ứng dụng-được hỗ trợ thực tế tăng cường, tính khả dụng và độ tin cậy là tối quan trọng. Trong những trường hợp này, lợi thế của mạng riêng-bao gồm bảo mật dữ liệu-đóng một vai trò quan trọng. Các cơ sở như vậy có thể sử dụng phổ tần-trung bình từ 3,xx đến 4,xx GHz, nơi các cơ quan quản lý đã cấp giấy phép sử dụng tại địa phương trong nhiều năm với các điều khoản tương đối hấp dẫn.