5g future | Как 5G ускорит создание «умных» фабрик
4953
post-template-default,single,single-post,postid-4953,single-format-standard,ajax_fade,page_not_loaded,,qode-title-hidden,qode_grid_1300,footer_responsive_adv,qode-content-sidebar-responsive,columns-4,qode-theme-ver-10.1.1,wpb-js-composer js-comp-ver-4.12.1,vc_responsive

Как 5G ускорит создание «умных» фабрик

Развитие сетей связи пятого поколения (5G) — это история не только про скоростной интернет и мгновенно загружающееся видео с Youtube. На самом деле, появление нового стандарта с нетерпением ожидают не только массовые пользователи, но и промышленные компании. Что им это даст?

Реалии современных предприятий — гиперконкуренция и растущая зависимость от жизненных циклов продуктов. Решением многих проблем должны стать «умные» фабрики, где 5G станет частью систем контроля за производством и автоматизация, планирования и проектирования систем, а также мониторинга и безопасности.

Также фабрикам критически важен контроль за работой роботизированных производственных линий. 5G вкупе с другими технологиями (дополненной реальностью — AR, большими данными и другими) позволит на 15-20% снизить операционных издержки в промышленности, по данным компании Ericsson.

5G и промышленный IoT

Портфель новых ИТ-решений, которыми управляют предприятия, продолжает расширяться, и это несмотря на скромный рост ИТ-бюджетов во всем мире, выражающийся однозначными цифрами.

Чтобы сориентироваться в этом многообразии и отличить хайп от реальной бизнес-выгоды, необходимо понимать, какие технологии действительно становятся основополагающими в рамках очередной волны цифровой трансформации производства, а какие остаются за бортом. Издание ZDnet проделало работу по систематизации таких технологий, представив их в виде подобия знаменитого «магического квадрата» Gartner.

Например, в квадрат стратегических технологий, которые оказывают разрушительное влияние на бизнес, создавая новые рынки и подогревая существующие, попали интернет вещей (IoT), искусственный интеллект (AI), блокчейн, большие данные, коллаборативная экономика и другие. К тактическим «разрушителям» причислены машинное обучение, виртуальная и дополненная реальность (VR/AR), 3D-4D-печать и 5G-связь.

На самом деле, многие перечисленные технологии взаимосвязаны. Так, появление 5G повлечет за собой возможности для развития многочисленных смежных технологий, например, интернета вещей, а также дальнейшего проникновения мобильных и носимых устройств на производство

Расходы на 5G будут расти на 70% в год и достигнут 28 миллиардов долларов уже в 2025 году, прогнозирует ZDnet. Ещё один сегмент, связанный с 5G, это носимые устройства, которые также могут использоваться на производстве, хотя и для решения узких задач, например, в программках корпоративного здравоохранения, для высвобождения рабочих рук в процессе разговора и оперативного принятия решений. По данным ZDnet, он будет расти на 75% в год и достигнет в объеме 12 миллиардов долларов в 2021 году.

Рост проникновения гаджетов в бизнесе также стимулирует использование мобильных приложений, хотя в этом есть свои трудности: тем не менее, сегмент будет расти на 14% в год и достигнет 100 миллиардов долларов в 2022 году.

Рынок IoT достигнет в объеме 267 миллиардов долларов в 2020 году, среднегодовой темп роста составит 20%. Индустрия интернета всего (IoE) взлетит еще выше и составит 7 триллионов долларов при среднегодовом темпе в 16%.

 Как это будет работать?

Миллиметровые волны способны передавать данные в сорок раз быстрее сетей 4G (LTE) — до одного гигабита в секунду. Предполагается, что именно они в конечном итоге придут на смену существующим технологиям мобильного интернета и лягут в основу еще не утвержденного стандарта сетей связи пятого поколения (5G).

Один из вероятных сценариев использования 5G на производстве называется «фиксированный беспроводной интернет-доступ»: в этой модели сеть 5G придет на смену сетям на базе оптического кабеля. Это позволит сделать интернет на фабриках доступным повсеместно, связать воедино все IoT устройства и решить так называемый вопрос «последней мили». Перспективы подобных технологий демонстрирует нам проект Google Skybender: это кодовое название новой технологии Google по раздаче скоростного интернета с дронов, оснащенных солнечными батареями. В ее разработке принимает участие та же команда, что заведует проектом Loon по раздаче бесплатного интернета с помощью воздушных шаров.

Google экспериментирует с распространением интернет-сигнала через миллиметровые волны в диапазоне 28 ГГц. Основное преимущество миллиметровых волн — доступ к спектру, пока еще свободному от нагрузок, но у него есть и недостаток — слабая дальность передачи. Инженеры Google стараются увеличить мощность передатчика для того, чтобы сигнал от Skybender был примерно таким же сильным и стабильным, как в диапазоне, на котором работает Wi-Fi и интернет в сетях сотовой связи.

На базе 5G-сетей, обеспечивающих скорость мобильной передачи данных до 1 Гбит/с, в будущем появятся системы видеоконференций на базе виртуальной реальности, стриминговые видеосервисы стандарта 4К/8К. Также толчок в развитии получат другие технологии, которые требовательны к широте пропускания. Что касается AR, то, например, с помощью дополненной реальности архитекторы и инженеры получат возможность создавать 3D-визуализации проектируемых объектов.

Еще одна многообещающая опция 5G стандарта — возможность разделять сеть по слоям: один из таких слоев может быть отдан дизайнерам и инженерам, которые обмениваются большими графическими файлами, требовательными к полосе пропускания, ведь здесь решает скорость, а латентность не является приоритетом. С другой стороны, слои с низкой латентностью могут быть отданы под сервисы голосового и видео взаимодействия (как уже упомянутые выше видеоконференции или AR/VR).

Дальнейшая роботизация фабрик также невозможна без нового стандарта связи. Благодаря 5G роботы на фабриках смогут подключаться к единой нейросети и обучаться друг у друга. Например, если робот не сможет идентифицировать какой-то объект, он сможет прибегнуть к помощи своих «коллег».

В целом все подключенные устройства «умной» фабрики будущего будут объединены именно посредством 5G связи, и над этим слоем уже будут надстраиваться продвинутые системы мониторинга и безопасности, контроля за производством и предсказательной аналитики.

 Актуально ли это для России?

Россия подойдет к внедрению 5G-сетей синхронно с другими ведущими экономиками мира, вопрос с распределением частного спектра должен быть решен через два-три года, но первые тестовые зоны 5G в нашей стране заработают уже в 2018 году в рамках Чемпионата мира по футболу, который будет проводиться в нашей стране. Кроме того, пилотную зону 5G планируется открыть в Татарстане.

«5G — это не просто новый стандарт. Это технология, которая вызовет фундаментальные изменения в способах коммуникации. Если предыдущие поколения связи были сетями для устройств, то 5G — это сети для приложений», — прокомментировал Евгений Уткин, директор по развитию бизнеса Ericsson в России.

То есть 5G органически изменит не только связь на производстве, но и все производственные процессы. Эта идея нашла отражение в концепции Ericsson под названием Future Digital Infrastructure: она предполагает строительство дата-центров будущего, дизайн которых неразрывно связан с новыми технологиями. В их числе, например, отсутствие серверных стоек, использование SDI, циркуляционная система жидкого охлаждения, роботизация и использование облачных технологий.

Вклад «интернета вещей» в мировую экономику к 2025 году составит от 4 триллионов до 11 триллионов долларов. Внедрение 5G и IoT в российской промышленности также поможет существенно оптимизировать расходы. Только один пример: в России сейчас 2,5 млн километров линий электропередач. С помощью интеллектуальных сетей и счетчиков можно будет оптимально планировать их загрузку, проводить ремонтные работы не по графику, а по состоянию, что снизит расходы на миллионы рублей.

Что касается предприятий, то в автомобилестроении «фабрикой будущего» уже оснащено производство принципиально нового автомобиля УАЗ «Патриот» модельного ряда 2020 года. Компания «Волгабас» работает с помощью новой программы над созданием беспилотного коммерческого транспорта.

Самый большой атомный ледокол «Арктика» на «Балтийском заводе» строится также при помощи электронных систем. Несколько других проектов реализуются в авиастроении и ракетно-космической отрасли. Всего к 2035 году планируется создать в России 40 умных «фабрик будущего», заявил в июле 2017 года в прессе глава Минпромторга РФ Денис Мантуров.

И хотя пользователи связывают переход к 5G в первую очередь с увеличением скорости мобильной передачи данных, для предприятий этот стандарт обещает привнести нечто большое за счет тех технологий, которые будут применяться в сетях пятого поколения. Появление 5G станет одним из главных катализаторов развития интеллектуальной промышленности.