Промышленные сети 5G для предприятия будущего

Применение стандарта 5G в промышленности изменит подходы к принятию решений, производству продукции и обслуживанию технологических процессов.

Наши эксперты ответят на все ваши вопросы о 5G

Свяжитесь с нами

Обзор технологии Концепция индустрии 4.0, умные предприятия и промышленный интернет вещей (IIoT) – это будущее промышленного производства. Чтобы сделать процессы производства и логистики более гибкими, автономными и эффективными, необходимы правильно спроектированная сетевая инфраструктура и комплексный подход к построению каналов связи. Стандарт связи 5G открывает новые важные перспективы в данном направлении.

Промышленные сети 5G — 5G соответствует требованиям промышленных сетей будущего

От 1G к 5G: как менялись промышленные сети

Наш вклад в будущее

Прежде чем дать зеленый свет умному производству, потребуется внедрение новых концепций и технологий в различных областях – от производства до процессов внутренней и внешней логистики, а также транспортировки компонентов. Это мобильные роботы на производстве, применение автономных транспортных средств в сферах транспортировки и логистики, IIoT, технологиях дополненной реальности для специалистов по обслуживанию и ремонту, а также приложениях виртуальной реальности для конечных пользователей. Однако применение всех этих инноваций ограничено возможностями существующих сетей передачи данных. Беспрецедентная надежность, чрезвычайно низкие задержки и широкие возможности в части коммуникаций для концепции промышленного интернета вещей (IIoT) в сетях 5G могут открыть путь для инновационного применения в суровых промышленных условиях.

Находясь в постоянном поиске долгосрочных и стабильных коммуникационных решений, компания «Сименс» проводит исследования возможностей промышленного 5G и активно поддерживает разработку и технологическое внедрение нового стандарта.

Новости 5G От концепции к реальности: «Сименс» выпустил первый промышленный роутер 5G. SCALANCE MUM856-1 поддерживает стандарты 4G и 5G, имеет корпус со степенью защиты IP65 и применяется в суровых промышленных условиях. Устройство может использоваться как в публичных, так и в частных сетях 5G промышленных предприятий в зависимости от локальных нормативных актов и наличия лицензий.

Первый промышленный роутер 5G SCALANCE MUM856-1 на тестовом полигоне «Сименс»

Мы тестируем технологии будущего

«Сименс» является одним из лидеров в разработке решений промышленного 5G. Помимо выпуска нового маршрутизатора 5G, был пройден еще один важный этап на пути к полноценному внедрению стандарта 5G в промышленности. Компания организовала частную закрытую сеть 5G на собственном тестовом полигоне в Нюрнберге. Полигон предназначен для отработки различных решений для автономных транспортных средств (AGV). Следует отметить, что сеть 5G на полигоне построена исключительно на компонентах «Сименс».

Потенциал стандарта беспроводной передачи данных 5G для промышленного применения весьма высок. Для его оценки в рамках полигона была запущена тестовая частная сеть 5G, работающая в полосе частот 100МГц (в диапазоне от 3,7 до 3,8ГГц).

На полигоне проводятся комплексные испытания промышленной сети 5G в промышленной среде. Проверяется возможность решения определенных задач, например работа автономных транспортных средств (AGV), систем интеллектуального производства, решений для логистики и возможность работы в условиях гибкого динамичного производства. В Нюрнбергском испытательном центре тестируются все аспекты применения 5G в реальных промышленных условиях, будь то надежность беспроводной связи, ее поведение в реальном времени или безопасность при взаимодействии между людьми и машинами.

Подробнее о SCALANCE MUM856-1

FAQ Разработка и внедрение чего-то нового всегда вызывает множество вопросов, до и после завершения проекта. Так случилось и с технологией промышленных сетей 5G. Поэтому наши специалисты подготовили для вас ответы на некоторые наиболее часто задаваемые вопросы.

В чем преимущества технологии 5G?

Есть три основных сценария применения 5G:

Расширенная мобильная широкополосная связь: требуется скорость передачи данных в 10-20 раз больше, чем в сетях 4G.
Сверхнадежные соединения с низкими задержками (англ. URLLC – Ultra-Reliable Low Latency Communication): высокая надежность при низком гарантированном значении задержек – менее 10 мс.
Повсеместные межмашинные соединения (mMTC – Massive Machine Type Communication): возможность подключения до 1 миллиона устройств на квадратный километр зоны покрытия сети.

Однако вышеизложенные сценарии не могут быть реализованы одновременно в рамках одной сети. Пользователю необходимо решить, что наиболее важно для конкретного применения и строить свою сеть исходя из выбранного сценария. Например, если требуется максимальная скорость передачи данных, то одновременно обеспечить низкие задержки оказывается невозможно. Если же необходимо передавать данные с минимальной задержкой, то придется пожертвовать скоростью передачи данных и максимальным количеством подключенных устройств.

В большинстве случаев бытовое применение требует высокой скорости передачи данных. Например для стриминга потокового видео в разрешении 4K для тревел-блогеров. Высокая надежность и ультранизкие задержки являются наиболее важными характеристиками для промышленного применения. Поэтому индустриальные заказчики пойдут иным путем при построении своих сетей 5G. Имея два различных взгляда на решение задач передачи данных, мы получаем два различных потребительских профиля: бытовой и промышленный.

В чем отличие публичных и частных сетей 5G?

Публичные сети 5G

Публичные сети 5G развертываются мобильными операторами связи и доступ к ним предоставляется по региональному признаку аналогично действующим мобильным сетям.

Мобильные операторы фокусируются главным образом на обеспечении максимальной полосы пропускания для наибольшего числа одновременно подключенных абонентских терминалов. Это требуется, например, для возможности передачи потокового видео высокого разрешения 4К во время передвижения пользователя.

Частные сети 5G

Частные/Локальные сети 5G разворачиваются непосредственно владельцем и пользователем сети, например промышленным предприятием, и создаются исходя из специальных требований, предъявляемых промышленным объектом, подобно сетям WLAN.

Промышленные сети как правило больше ориентированы на обеспечение низких задержек и высокой доступности, поэтому частные сети 5G должны строиться исходя из этих требований. Частные сети 5G также обеспечивают безопасность данных: в сети, находящейся под управлением частной компании, информация остается у их владельца, и только он может решать какие данные и где могут обрабатываться.

Формула для расчета взноса за 5G — Пример расчета годового взноса за использование спектра сетями 5G

Использование частот частных сетей 5G

Соответствующий частотный диапазон должен быть доступен для использования частными сетями 5G. Например, в Германии, правительство выделило полосу шириной 100МГц (в диапазоне от 3,7 до 3,8ГГц) для использования промышленными предприятиями и иными частными пользователями. Это дает возможность бизнесу в Германии арендовать часть спектра за небольшой годовой взнос и эксплуатировать сеть, работающую в арендованном диапазоне исключительно в рамках собственных объектов. Заявки на аренду необходимо подавать в Федеральное Сетевое Агентство (BNetzA).

Пример расчета годового арендного взноса представлен ниже:
размер взноса = 1000 + B x t x 5 (6a₁ + a₂), где:

1000: базовый взнос в размере 1000€
B: выделяемая полоса в размере от 10 до 100МГц
T: срок аренды в годах или долях года, выраженных в месяцах или их частях
a₁: Площадь зоны покрытия в км² в зависимости от размера жилых районов и транспортной инфраструктуры
a₂: Площадь зоны покрытия в км² в зависимости от размера других типов земель

В чем разница между неавтономными и автономными сетями 5G?

Неавтономные сети

В неавтономных сетях 5G для управления сетевым устройством и сервисных функций используется сеть 4G. Частоты и технологии 5G используются только для передачи данных.

Автономные сети

В автономных сетях 5G и данные и сервисные и управляющие пакеты передаются в рамках 5G технологий и в соответствующей полосе частот. В настоящее время автономные сети 5G не реализуемы на глобальном уровне. Сети 5G в чистом виде станут доступны в широком смысле лишь через несколько лет.

Что отличает промышленные сети 5G?

Промышленные сети 5G…

…это сети стандарта 5G, удовлетворяющие суровым промышленным условиям
…построены на основе релиза 16 (или более позднего) спецификации 3GPP* с поддержкой сценария URLLC
…строятся на основе устройств, специально спроектированных для индустриального применения, которые существенно отличаются от потребительских
…используются в частных ЛВС и поддерживают промышленные протоколы передачи данных (OPC UA, PROFINET, Safety, и др.)

В зависимости от применения не все из указанных 4х пунктов могут выполняться. Например, в случае удаленного доступа через мобильные беспроводные сети 5G, релиз 16 или наличие локальной частной сети не обязательны. Однако, в случае если нужно управлять мобильным роботом, все 4 пункта должны исполняться

* Спецификация формируется консорциумом 3GPP (3^rd Generation Partnership Project), группой организаций по стандартизации мобильной связи, www.3gpp.org

Для каких задач применение технологий 5G принесет максимальный эффект?

Приложения, реализованные согласно концепции Индустрия 4.0

Сегодня многие страны обладают высоким уровнем промышленной автоматизации. Но производственным предприятиям необходимо постоянно совершенствовать процессы, чтобы оставаться конкурентоспособными и иметь возможность быстро реагировать на изменившиеся требования рынка. Новые технологии, такие как Industrial Edge, автономные машины, интралогистика и системы дополненной реальности для сервисных инженеров, имеют большой потенциал в данной области. Все они зависят от чрезвычайно надежной беспроводной широкополосной связи с минимально возможными задержками.

Задачи, для решения которых требуется сверхнадежная связь и максимальная скорость передачи данных

Благодаря надежной, высокопроизводительной передаче данных и сверхнизким задержкам, промышленные сети 5G являются ответом на потребность в сквозных беспроводных сетях для производства, сервиса и логистики, обеспечивающих значительное повышение эффективности и большую гибкость в создании добавленной стоимости на промышленном производстве.

Автономная логистика

Промышленные сети 5G обеспечивают надежную передачу данных с малой задержкой, например, для работы автоматизированных управляемых транспортных систем (AGV) в интралогистике.

Сервисные службы

Промышленные сети 5G обеспечивают достаточную пропускную способность для быстрой передачи больших объемов данных приложений дополненной реальности в промышленных условиях. Примером может быть оснащение сервисного персонала дополнительными устройствами для аудиовизуальной поддержки задач обслуживания и ремонта оборудования.

Мобильное оборудование

Промышленные сети 5G обеспечивают необходимые возможности для подключения растущего числа системных компонентов и мобильных устройств с возможностью обмена данными, таких как промышленные планшеты, программаторы типа field PG, считыватели RFID и т.п.

Граничные вычисления

Промышленные сети 5G обеспечивают надежную связь и высокую скорость передачи данных необходимые для бесперебойного обмена данными между устройствами для граничных вычислений и облачными сервисами.

Промышленный стандарт 5G открывает путь к реализации новых решений

Mobile equipment

From smartphones and field PGs to industrial tablet PCs and RFID handheld devices, the number of mobile devices in the industrial environment is growing dramatically. At the same time, an increasing number of devices is available for handling the growth in smart communication between machines and applications. All these devices require a reliable network. Industrial 5G provides the necessary connectivity.

Autonomous machines

Mobile robots in production as well as machines and devices that are seamlessly interconnected and communicate autonomously are basic components of highly flexible and, at the same time, efficient production – and for Industrie 4.0. They require low latencies and extremely reliable communication. Industrial 5G optimally meets these requirements.

Assisted Work

In the future, augmented reality applications will ensure that service and maintenance technicians are deployed more rapidly, safely, and efficiently. But also machine operators can benefit from AR, for example for teach-in and operation. Industrial 5G provides the high bandwidth necessary for transmitting data-rich audiovisual information.

Autonomous logistics

The future of efficient intralogistics depends on the autonomously navigating and cooperating vehicles and robots known as AGVs (Automated Guided Vehicles). Industrial 5G guarantees the necessary low-latency and highly reliable data transmission.

Industrial Edge

Industrial Edge combines local, high-performance data processing directly on the automation level with the benefits of the cloud. Industrial 5G provides reliable connectivity and a high bandwidth for exchanging data between Edge devices and the cloud. The low latencies enable fast decision making. Results can be analyzed immediately and the analysis data shared and made globally accessible.

Промышленные сети 5G как отличный пример кооперации

Ассоциация 5G-ACIA (5G Alliance for Connected Industries and Automation) – партнерство во имя будущего

Как предприятиям дискретного и непрерывного производства извлечь выгоду от применения нового стандарта связи 5G? И что необходимо для того, чтобы 5G отвечал высоким требованиям отрасли? Ассоциация 5G-ACIA (Альянс для продвижения технологий 5G в объединенные сетями процессы производства и автоматизации) была создана в начале 2018 года для того, чтобы дать ответ на обозначенные вопросы. Являясь участником этой ассоциации, «Сименс» определяет будущее отрасли в сотрудничестве с другими известными компаниями производственными компаниями, а также ведущими организациями в области информационных и коммуникационных технологий.

Перейти на сайт ассоциации 5G-ACIA

Панельные дискуссии

Промышленные сети 5G: предприятие будущего стало реальностью

Новый коммуникационный стандарт 5G открывает новые перспективы для промышленных предприятий. В рамках дискуссии вы узнаете о крупнейшем тестовом полигоне 5G в Европе, а также заглянете за кулисы исследований, проводящихся в настоящий момент и планируемых в будущем. Кроме того, мы познакомим вас с первым роутером 5G от «Сименс».

Получить запись

Цифровая связь и технологии 5G: куда мы идем и к чему стремимся?

Внедрение технологий 5G в промышленности – это лишь вопрос времени. Но готов ли стандарт 5G для этого? Готова ли промышленность к 5G? Какие примеры применения технологий 5G? Об этом и многом другом расскажут эксперты Института Фраунгофера, BASF и «Сименс».

Получить запись

Перспективы

Мы работаем над развитием промышленных сетей 5G

Мы понимаем, что применение 5G в промышленности вызывает много вопросов. Поэтому в «Сименс» создана отдельная исследовательская группа, которая занимается этой темой. Наши специалисты изучают все аспекты работы с новым стандартом связи и его внедрением в промышленную и производственную среду.

Изображение	Наименование	Цена	Кол-во	Сумма

Итого, сумма с НДС:			поз.	₽

Изображение	Наименование	Цена	Кол-во	Сумма

Итого, сумма с НДС:			поз.	₽

Промышленные сети 5G для предприятия будущего

Промышленные сети 5G для предприятия будущего