Hogyan teszi fejlettebbé az ipari 5G az AMR-alkalmazásokat és teljesítményüket

Új napra virrad a negyedik ipari forradalom, mivel az 5G-s mobil vezeték nélküli szabvány régóta várt lehetőségeket teremt az ipari dolgok internete (IIoT) számára. Ez pedig azt jelenti, hogy az autonóm mobil robotok (AMR-ek) is élvezhetik a következő generációs nagy sebességű hálózat előnyeit.

Az AMR-eket már gyakran alkalmazzák olyan területeken, ahol szükség van az ismétlődő szállítási feladatok önálló, automatizált és rendkívül megbízható végrehajtására. Érzékelőiknek, kameráiknak és kifinomult szoftvereiknek köszönhetően hatékony anyagáramlást biztosítanak a termelésben, és automatizálják a költséghatékony belső logisztikai folyamatokat. Az Interact Analysis 2021-es, a mobil robotok piacát vizsgáló jelentésében 40 százalékos éves árbevétel növekedést prognosztizál a piacon. Az AMR-ek diadalmenete összefügg a negyedik ipari forradalom eljövetelével.

A forradalom pedig nem véletlen: a termékek rövid életciklusa, a bonyolult munkafolyamatok és a szűk haszonkulcsok mind arra kényszerítik a termelő vállalatokat, hogy felgyorsítsák a gyártási folyamatokat, miközben garantálják a magas termékminőséget. Azonban a szakképzett munkaerőhiány tükrében ennek a problémának a megoldása gyakran nagy kihívást jelen. Ugyanakkor egy másik trend is változásokat indít el a digitalizáció színterén: egyre nagyobb a kereslet a magán- és vállalati ügyfelek felől egyaránt a személyre szabott termékek és szolgáltatások iránt.

Magasabb hatékonyság, alacsonyabb költségek

Mindezek a fejlesztések ugyanabba az irányba mutatnak: a vállalatoknak ki kell használniuk a folyamatinnovációkban rejlő előnyöket, hogy hatékonyabbak és jövedelmezőbbek legyenek, ha versenyképesek akarnak maradni. A nagysebességű 5G hálózat pedig itt kerül a képbe: ipari környezetben („ipari 5G”) az ötödik generációs mobil vezeték nélküli szabvány valódi technológiai forradalmat indít el, mivel a gyártóberendezések és a belső logisztikai folyamatok jelentősen rugalmasabbá, autonómabbá és hatékonyabbá válnak, amihez mindenekelőtt kiváló teljesítmény is társul. Az üzleti teljesítményre és időgazdálkodásra fókuszáló AMR-szcenáriók így a gyakorlatban is életképessé válnak, aminek eredményeként intelligens gyárak jöhetnek létre.

Egy másik fontos piaci trend a digitális iker használata, amely gyakran nagy mennyiségű adat valós idejű cseréjét követeli meg egy felhő- vagy edge-felhőszerverrel, ami megnöveli a biztonságos valós idejű, nagy sávszélességű kommunikáció igényét is. Az 5G valós idejű és biztonságosabb kommunikációt, nagyobb sebességet és megnövelt kapacitást jelent, ezért a vállalatok alternatívákat hozhatnak létre a kábelezéssel szemben, és kihasználhatják a vezeték nélküli hálózat nyújtotta rugalmasságot.

AMR-ek akcióban a gyártási és logisztikai telephelyeken

Jelenleg a robotvezérlő rendszerek és az AMR-ek közötti kommunikáció kezelésére Wi-Fi-t használnak, és a mai AMR-ek jól is működnek Wi-Fi-vel. Ahogyan az 5G is a 4G fejlettebb változata, a Wi-Fi-t is folyamatosan fejlesztik és frissítik különböző szabványokon keresztül. A nagyobb sebesség mellett a Wi-Fi minden új verziója még több funkcióval és nagyobb biztonsággal rendelkezik. A Wi-Fi legelterjedtebb szabványa jelenleg a Wi-Fi 5, de a Wi-Fi 6 is már széles körben elérhető és sokan használják, a Wi-Fi 7 pedig jelenleg fejlesztés alatt áll. A Wi-Fi az elkövetkező években is egy kézenfekvő és praktikus megoldás lesz az AMR-ek hatékony működtetéséhez, különösen azért, mert sok AMR még mindig nem használja ki maximálisan a meglévő Wi-Fi szabványokban rejlő lehetőségeket.

Számos oka van azonban annak, hogy a helyszíni 5G-kapcsolat miért javítja az AMR-ek teljesítményét. Előfordul, hogy az AMR-eket olyan univerzális Wi-Fi-infrastruktúrára telepítik, amely megosztja az erőforrásait más felhasználókkal, ami korlátozza a hálózati teljesítményt. Továbbá, az újabb AMR-képességeknek nagyobb sávszélességre és jobb válaszidőre van szükségük, az olyan műveletek során, mint például mélyebb alkalmazásautomatizálás a félig és teljesen automatizált intralogisztikai folyamatokban, vagy a különböző AMR-rendszerek közötti interoperabilitás. Mivel a Wi-Fi hálózatokat terhelés, és bizonyos esetekben túlterhelés éri, amikor túl sok különböző célra használják őket, a nem kritikus alkalmazásokhoz a teljesítmény még elegendő maradhat, de a valós idejű funkcionalitás sérülhet. Egyes felhasználók olyan Wi-Fi kihívásokkal szembesülnek, mint a magas fokú késleltetés, az elégtelen sávszélesség, a korlátozott lefedettség, a hiányos kiberbiztonság, vagy a nem megfelelő megbízhatóság.

A vezeték nélküli kapcsolatot elsősorban irodai és otthoni használatra tervezték, de teljesítménye a felhasználók számának növekedésével, azonos csatorna megosztása esetén romolhat. A negyedik ipari forradalom – a zökkenőmentes érték- és ellátási láncokkal, a gyártóberendezések széles körben elterjedt szenzoralapú felügyeletével, az egymással kölcsönhatásba lépő robotokkal és a felhőbeli innovációkkal kiegészítve – kiemelkedő kommunikációs teljesítményt igényel. Az 5G előnyeiből minden mobil robot profitálhat. Amikor az AMR flották mérete és funkcionalitása növekszik, általában dedikált hálózati megoldásra lesz szükségük a kritikus fontosságú alkalmazásokhoz.

Érzékelők és az 5G: az AMR-ek két létfontosságú technológiája

Az ipari 5G-n alapuló valós idejű kommunikáció természetesen a logisztikán kívüli területeken is használható a műveletek optimalizálására – például a gyártástechnológia digitális ikreivel kombinálva. A gyors adatátvitel lehetővé teszi az AMR-ek számára, hogy ad-hoc döntéseket hozzanak egy valós folyamat vagy termék digitális szimulációja alapján. Ezzel fejlesztési és gyártási költségeket egyaránt meg lehet takarítani. Ugyanez igaz az úgynevezett prediktív karbantartásra is, mivel az ipari 5G megkönnyíti és hatékonyabbá teszi az AMR-ek ellenőrzését, optimalizálását és akár távoli karbantartását is. Mivel az adatok gyűjtése és elemzése immár késleltetés nélkül történik, a robotoknak többé nem kell visszatérniük a bázisra az időszakos karbantartáshoz. Ehelyett szenzorok segítségével folyamatosan felügyelik őket.

Az új mobilkommunikációs technológia még egy-két meglepetést is tartogat a gyártóvállalatok fenntarthatósági céljait illetően. A nagy sebességű hálózat megvalósításának és az ebből eredő vezetékektől, kábelektől és Wi-Fi hálózatoktól való mentességnek köszönhetően az AMR-ek mostantól a központi infrastruktúrától távoli helyeken is telepíthetők. Ennek eredményeként a valós idejű számítások olyan összetett telepítési forgatókönyvek kidolgozására is felhasználhatók, amelyek minimalizálják a termelés során előforduló melléktermékeket. És a legjobb az egészben, hogy noha az AMR-ek akkor is képesek önállóan elvégezni a szállítási feladatokat, ha nincsenek csatlakoztatva a hálózathoz, a csatlakoztathatóság jelentősen kibővíti az alkalmazási körüket.

„Egy biztos: a szűk haszonkulcsok, az éles versenyhelyzet, a munkaerőhiány és a változó vevői igények nagy nyomás alá helyezik a termelő és logisztikai vállalatokat. Az új generációs hálózatokkal párosulva az AMR-ek megkönnyítik a hatékonyabb folyamatok tervezését, de lehetővé teszik teljesen új üzleti folyamatok meghatározását is” – teszi hozzá Jesper Sonne Thimsen, a Mobile Industrial Robots kelet- és közép-európai régiójának értékesítési igazgatója.

MiR