Az ipari vállalkozások döntő többségénél hisznek abban, hogy az 5G-technológia alkalmazása komoly előnyökkel járhat a gyártásban, a logisztikában és egyéb területeken is. Az első ilyen jellegű fejlesztések már itthon is megvalósultak, van ahol az új generációs mobiltechnológiát alkalmazzák az anyagmozgatást végző önvezető járművek vezérlésére, ennek segítségével távolról irányítják a darukat.
A gyártással foglalkozó cégek 91 százalékánál úgy látják, hogy az 5G kapcsolat fontos szerepet játszik majd a jövőben a működésükben. Hasonló arányt képviselnek azok a vállalkozások, amelyek szerint az új generációs mobiltechnológia minél gyorsabb alkalmazása versenyelőnyt jelent számukra – többek között ezek derültek ki a Manufacturing Institute felméréséből. A kutatás szerint az 5G használatától az ipari szereplők új folyamatok kialakulását és új üzleti lehetőségeket is várnak. Bár a felmérést 2020 végén készítették, a pandémia okozta zavarok az ellátási láncban, illetve az orosz-ukrán háború már rövid távon is érezhető, de valószínűleg hosszabb ideig is velünk maradó hatásai miatt az új mobiltechnológia – és általában az innovatív megoldások – bevetése minden eddiginél fontosabb lehet a gyártó cégek számára.
5G-re kapcsolt járművek
Mivel újabb kutatást azóta nem készített a Manufacturing Institute a témában, azt nem lehet tudni, hogy valóban ennyien elkezdték-e az ismerkedést az 5G kínálta lehetőségekkel, de már hazai példák is akadnak arra, hogyan lehet használni a technológiát az Ipar 4.0 koncepció megvalósítására. Március elején jelentették be, hogy lezárult a Huawei Technologies Európai Ellátó Központja (ESC) pátyi üzemének tavaly januárban indult digitalizációs fejlesztése, amelynek köszönhetően számos 5G-n alapuló, Ipar 4.0-ás megoldás segíti a logisztikai és gyártóközpont működését. A privát 5G hálózat kiépítése alapozta meg a több lépcsős, mintegy egy évig tartó, több százmillió forintos beruházást.
|
Daruk mint drónok Az utóbbi évek kiemelkedő logisztikai beruházásánál, az ukrán határ közelében lévő Fényeslitkén megvalósuló East-West Gate (EWG) intermodális terminálon is szerephez jut az 5G. A 30 milliárd forintból megvalósuló létesítmény üzemeltetését „zöld” technológiával oldják majd meg: az energiaellátást többek között nagy teljesítményű napelempark és hőszivattyú-rendszer fogja biztosítani. Mindemellett a vállalat területén terv szerint kizárólag árammal üzemelő termináltraktorokat, valamint elektromos járműveket használnak majd. A logisztikai központ különlegessége még, hogy itt irányítják majd a kontinensen elsőként távolról, 5G-technológiával a darukat. Ráadásul egy magyar startup-vállalkozás közreműködésével felépítik az EWG digitális ikertestvérét is, amely valós időben, 3D-ben követi a központ folyamatait és működését, tehát a daruk, a vonatok, a kamionok, a szállítójárművek mozgását, valamint az áruk útját. |
Az üzemben egy saját maghálózat és egy, a felhőhöz hasonló, úgynevezett helyi, edge computing rendszer működik együtt. Az adatátvitel ennek és az 5G-nek köszönhetően nagyon gyors, a késleltetési idő gyakorlatilag nulla. A logisztikai részlegen működő négy önvezető targonca az 5G-hálózaton keresztül kapcsolódik a szerverhez. A rájuk szerelt kamerák képét a hálózaton továbbítják egy központi számítógéphez, amely kiszámolja és megadja az útjukat. Az önvezető járműveknek köszönhetően a létesítményben a beérkezéstől a tárolásig majd az alkatrészek összegyűjtéséig és az összeszerelési pontokra szállításáig teljesen automatizált az anyagmozgatás folyamata.
Javul a hatékonyság
|
5G az iparban (A „Hol lesz fontos szerepe az 5G-nek?” kérdésre válaszolók százalékában)
Forrás: Manufacturing Institute 2020 |
||||||||||||||
Szintén az 5G-hálózatra kapcsolódnak azok a gyártás folyamatosságát biztosító mobil munkaállomások, amelyek a nagyobb méretű részegységek összeszerelését támogatják, így nem az anyagot mozgatják a gyárban, hanem a munkaállomás megy helybe elvégezni a feladatot. Emellett mesterséges intelligenciával támogatott vizuális képfeldolgozóval felszerelt munkaállomások segítik a minőségbiztosítási feladatokat is.
Emberi szem helyett nagy felbontású kamerákkal készül kép az elkészült termékről, majd a gépi látással felszerelt eszköz kiszűri a hibás termékeket, vagy csomagolást, illetve veti össze az elkészült munkadarabokat az eredeti prototípussal.
Az 5G-hálózat és a hozzá kapcsolódó Ipar 4.0-ás megoldások számos kézzelfogható előnnyel járnak. Bevezetésük óta többek között jelentősen csökkent a raktári és termelési átfutási idő, 50 százalékkal csökkent a hibarizikó egyes terméksorokon, valamint a kiemelkedő munkabiztonság és a javult munkahelyi ergonómia. Szintén fontos előrelépés a privát 5G hálózat jóvoltából a teljes gyárat érintő kiemelkedően magas adatbiztonság. A technológiai fejlesztések bevezetése óta a havonta mintegy 60 ezer szállítmányt kezelő pátyi létesítmény hatékonysága általában 30 százalékkal – bizonyos folyamatoknál 40 százalékkal – növekedett, a beruházás lezárása után pedig azzal számolnak, hogy ez az érték tovább emelkedik majd.
A campus hálózatok biztonságosak és gyorsak
Az ipari felhasználású 5G-projektek között itthon a egyik első volt a Foxconn komáromi gyáregységének fejlesztése. A létesítményben 2020 októberében kezdődött meg annak a rendszernek a tesztüzeme, amely 2021 júniusától már élő 5G-támogatás mellett élesben üzemel. Az új generációs technológia segítségével kiváltható az üzemi kábelezés, a fix infrastruktúrák helyi telepítése, ugyanakkor jelentősen növelhető az adatátviteli sebesség.
A fejlesztés kapcsán a Foxconn Komárom alelnöke, Tálos Péter bepillantást engedett abba, hogy milyen közvetlen előnyökkel jár az 5G alkalmazása. Mint fogalmazott az 5G alapjain teljesen új gyártási megoldások látnak majd napvilágot, lehetővé válik kábel nélküli, „wireless” gyárak kialakítása, az épületek sosem látott hatékonyságú kihasználása, a kapacitások eddig nem ismert mértékű rugalmassága. Bár a kliens oldali eszközök kínálata még csak most fut fel, ezért az 5G ipari felhasználása is még gyerekcipőben jár, vannak területek, ahol már most is gyakorlati hasznát látni. A Foxconn esetében ilyenek a helyhez nem kötött, 5G alapon működő tesztkocsik, melyeken a frissen gyártott PC-k csomagolás előtti tesztelése zajlik.
Az 5G-s magánhálózat legnagyobb előnyeit az információbiztonság, az ipari igényeket kielégítő hálózati kapacitás, valamint annak testre szabhatósága jelenti. A mobilszolgáltatók partnereik egyedi igényei szerint építik ki a működésükhöz szükséges hálózatot, amelyet egyedi szerződésben vállalt, szigorú paraméterekkel üzemeltetnek. A működés közben felhasznált adatok, továbbá a termelés analitikái és statisztikái minden esetben a hálózaton belül maradnak, így az 5G segítségével a jelenleg elterjedt wifi-megoldásoknál biztonságosabb, adatforgalom szempontjából garantálható paraméterekkel bíró kommunikációs csatorna alakítható ki. Ezek a privát hálózatok rendkívül magas kapacitást és eszközkiszolgálást tesznek lehetővé, igen alacsony késleltetés mellett, így kielégítve az ipar 4.0 megoldások igényeit is.
Az egyetemi projekt
Az iparban is egyre több helyen jelenik meg az igény a mobilkommunikáció alkalmazására – számolt be a tapasztalatokról Kovács László, a BME Ipar 4.0 Technológia Központ vezetője. A kommunikációra képes gépek, berendezések már ma is többnyire IP alapon továbbítják az adatokat, információkat, viszont egyelőre az a jellemző, hogy vezetékes hálózatokat használnak a gyárakban.
„A sok vezeték kiváltására adná magát a wifi-hálózat, azonban ennek a vezeték nélküli technológiának két komoly problémája van, legalábbis az ipari felhasználás szempontjából. Az egyik a nem garantált válaszidő. Egy nagy sebességű hotspot segítségével rövid idő alatt akár gigabájtos adatcsomagok is letölthetők, de azt nem tudja biztosítani, hogy az üzenet minimális késleltetéssel érjen célba. Többnyire sikerül, de amikor olyan gépeket kell vezérelni, amelyek önmagukban is rendkívül értékesek, és emellett drága munkadarabokon dolgoznak, akkor szükség van a garantált válaszidőre. Gondoljunk csak bele, ha valami probléma adódik, vészstop van, akkor azonnal le kell állni, nem szabad kockáztatni, hogy a késleltetés miatt még komolyabb baj történjen. A másik kihívást pedig az jelenti, hogy a wifis kommunikációra használt frekvenciasáv nyitott, bárki használhatja, ami termelésbiztonsági szempontból nem ideális”, mondta el Kovács László.
Az 5G-technológia alkalmazásával ezeket a problémákat ki lehet küszöbölni, hiszen van garantált válaszidőt kínáló csomag, és olyan frekvenciasávon működik, amelyet csak a frekvenciatenderen használati jogosultságot nyert szolgáltatók használhatnak. „Projektünk keretében egy, a nyilvános hálózattól teljesen elkülönülő demo 5G hálózatot alakítottunk ki kifejezetten tesztelési célokra, a szükséges frekvenciát pedig az egyik mobilszolgáltató biztosítja. Jelenleg is dolgozunk azon, hogy a Technológiai Központban bemutathassuk, milyen lehetőségeket kínál az ötödik generációs mobiltechnológia az iparban. A központunkban már működik egy bemutató, amelyben egy egyszerű robot egyik helyről a másikra helyez át munkadarabokat. Ezt a manipulátort már az Ipar 4.0 koncepció alapján fejlesztettük, két PLC (programozható logikai vezérlő) irányítja a berendezést, az egyik a tengelyeket vezérli, a másik pedig a helyváltoztatásra vonatkozó parancsokat adja ki, és most még ipari IP-kapcsolat van köztük. Elképzelésünk szerint az egyiket átvisszük egy másik helyiségbe, és az 5G-hálózaton keresztül valósítjuk meg az összeköttetésüket. A konstrukciót a tervek szerint kiegészítjük egy webkamerás videóstreaminggel is, amelyen azt lehet követni, hogy éppen mit csinál a PLC-k által irányított robot”, vázolta az elképzeléseket Kovács László.
Kalocsai Zoltán
