Megannyi olyan üzleti igény adódik ipari környezetben, amikor a vezetékes adatkapcsolat, a wifi, vagy akár a publikus mobilhálózatok sem jelentenek tökéletes megoldást. Sokáig ilyenkor kompromisszumokat kellett kötni, de mostantól mindez megváltozhat: segít egy saját, privát 4G/5G-hálózat!
Egyre nagyobb sebességgel terjednek az Ipar 4.0 megoldások, tehát az olyan termelési folyamatok, ahol az eszközök önállóan kommunikálnak egymással. Az így létrejövő okos gyárakban “a számítógép-vezérelt rendszerek nyomon követik a fizikai folyamatokat, létrehozzák a fizikai valóság virtuális mását és decentralizált döntéseket hoznak önszervező mechanizmusok alapján”. Az idézet az Európai Parlament gazdasági és tudományos irányelveit összefoglaló 2016-os dokumentumból származik, és jól alátámasztja, miért nevezik sokan a jelenlegi időszakot a negyedik ipari forradalomnak.
Vegyük csak végig az eddigi lépéseket. Az 1700-as évek végén a víz és gőz által meghajtott mechanikus berendezések korszaka volt az első ipari forradalom, míg a második nagyjából 100 évvel később, a futószalag, illetve a munkamegosztáson alapuló tömeggyártás megjelenésével köszöntött be. A harmadik ipari forradalmat az 1960-as évek végétől, az első Programmable Logical Controller (PLC)-k megjelenésétől, tehát az elektronikai és számítástechnikai eszközökkel vezérelt automatizálástól számítják. A napjainkban beköszöntő negyedik lépcsőfokot a hálózatba kapcsolt, egymással kommunikálni tudó, bizonyos esetekben döntésképes eszközök alkalmazása jelenti. A gyártás tehát egyre önállóbb és sokrétűbb, de ehhez minden fázisban stabil alapokra volt szükség: az 1700-as években a gőzgépekre, az 1800-as évek végén az elektromosságra, fél évszázaddal ezelőtt a számítástechnikai hardverek és szoftverek megjelenésére. Az Ipar 4.0 alapvető követelménye pedig egy olyan adathálózati megoldás, amelyeken az önállóan működő gépek, a szenzorok és vezérlők minimális késleltetés mellett, folyamatos kommunikációra képesek egymás között, így biztosítva az automatizálást.
Mobilhálózat dedikáltan
Azt gondolhatnánk, az automatizált gyártási folyamatokban részt vevő berendezések közötti adatcserére már sok jól bevált technológia közül lehet választani, de Soós Gábor, a Telekom M2M and Campus Development Product Ownere kész árnyalni a kérdést.
Az 5G hálózatok egyik legnagyobb előnye épp az, hogy a minimális késleltetésre és az elérhető sávszélességre építve ideális a gépi kommunikációhoz, de persze itt sem az jelenti a megoldást, hogy egy üzem minden szenzorát és berendezését rákapcsolják egy szolgáltató publikusan is elérhető hálózatára. Gábor szerint itt többek között gondot okozhat, ha hirtelen megjelenik az adott mobilcellában sok új felhasználó, akik alaposan lelassítják, leterhelhetik a helyi hálózatot. Az is fontos, hogy a nyilvános hálózatoknál alapvetően egy szolgáltató sem garantál folyamatosan elérhető minimális le- és feltöltési sebességet, ezt ugyanis sok faktor befolyásolja. A saját hálózat azonban erre is megoldást jelent, hiszen a mobilinternet minden előnyét megtartva, elválasztja a gyártás által használt hálózatot minden más nyilvános hálózattól.
A fentieket erősíti meg Veress Sándor, a T-Systems üzletfejlesztési szakértője is. Szerinte a fentiekből egyértelműen következett az a megoldás, amelynek keretében a Magyar Telekom csoport szakemberei dedikált bázisállomásokat hoznak létre a lefedni kívánt területen dedikált rádióval, mobilhálózati központtal és kijárattal. Ezeket ráadásul csak az adott ügyfél igényeinek megfelelően alakítják ki, így a nyilvános mobilhálózati megoldáshoz képest megemelt biztonsággal és megbízhatósággal üzemelő, zárt hálózat áll minden kommunikálni vágyó ipari eszköz rendelkezésére.
„Amikor egy ügyfél megkeres minket egy privát hálózat kialakításának igényével, különböző rugalmasan alakítható csomagokat tudunk ajánlani számára. Az igények alapján mást tudunk kínálni azoknak, akik például csak logfájlokat vagy egyéb olyan adatokat küldenének a hálózaton keresztül, amelyeknél nem számít az azonnali célba érés, és mást kaphat az, akinél precíziós robotok, PLC-k, önvezető járművek és egyéb eszközök irányítására használná. Utóbbi esetben alapvető igény, hogy a késleltetés tervezetten alacsony, például 10-20 milliszekundum alatt maradjon. A garantált késleltetés az iparági szereplők szerint egyfajta választóvonalnak tekinthető. Ráadásul már az is jól látható, hogy az általunk kínált technológiával a későbbiekben az 1 milliszekundum alatti válaszidő is valószínűleg elérhető lesz, persze ehhez még sokféle szabványra és fejlesztésre van szükség” – magyarázta Gábor.
„Az 5G-alapú privát megoldásoknál arra is lesz lehetőség, hogy igény szerint a kiépített hálózatokat frekvencia terén és idő-osztásban is elválaszthassák egymástól, ha például egy adott telephelyen nem akarjuk, hogy az adminisztráció és a gyártás hálózati igényei zavarják egymást, erre az 5G hálózat-szeletelési tulajdonságát lehet majd felhasználni (a network slicing technológiáról egyébként egy korábbi cikkünkben már részletesebben írtunk). Így tökéletesen megoldható az, hogy az igényelt sávszélességeket térben és időben pontosan meghatározva biztosíthassuk az adott felhasználói igényeknek. Ráadásul a network slicing nagy előnye az is, hogy dinamikusan szabályozható az egyes területekhez rendelt sávszélességek kiosztása, ezáltal az sem jelenthet problémát, ha időről-időre valamelyik gyártási folyamat megnövelt adatforgalmat igényel, ilyenkor ezt gyorsan és hatékonyan le lehet foglalni számára.”
Úton a flexibilis gyártás felé
Többen gondolhatják úgy, hogy ilyen célokra ott a wifi és az Ethernet, ezeknek azonban több gyengesége is adódhat. A vezetékes megoldásokkal természetesen a mobilitás hiánya a legnagyobb probléma, hiszen ilyen alapokon nem működhetnek olyan mozgó berendezések, mint például egy önjáró targonca. A wifi esetében, ha garantált és zavarmentes adatkommunikációra van szükség, akkor az igény folytonos kielégítése már gondot jelenthet. Ilyen például, amikor a kliens egy több adóval lefedett nagy üzemben közlekedve az egyik access point hatósugarából a másikba ér, ilyenkor az újracsatlakozás komoly kiesésekhez vezethet. Másik esetben az egy területen lévő wifi berendezések zavarhatják egymást és ezzel adatcsomag vesztést okoznak. Ilyen zavarás a privát mobilhálózatoknál nem léphet fel.
Sándor szerint több ügyfél is eleve úgy keresi meg őket egy Ipar 4.0 alapú megoldás kapcsán, hogy az alkalmazott és szállított kommunikációs rendszer felépítése során nem használhat wifit. A wifi ugyanis nem garantál olyan megbízhatóságot és folyamatos, nagy sávszélességet, ami egy modern gyártási folyamathoz szükséges, hiszen a hálózat minőségét más hálózatok, egyéb környezeti interferenciák is komolyan zavarhatják.
A fenti komplex igények megoldására fogott össze a Telekom és a T-Systems, hogy Campus Network néven egy olyan privát mobilhálózatot ajánljanak, amely egyszerre használja ki az 5G alacsony késleltetését és elérhető nagy sávszélességét, valamint a dedikált hálózat biztonságát.
Tesztelve, jövőbiztosan
A Magyar Telekom privát mobilhálózatát és a T-Systems arra fejlesztett ipari megoldását már éles körülmények között is tesztelik a BorgWarner Oroszlány Kft. telephelyén. Itt a telekommunikációs feladatok mellett logisztikai területen segít sokat a fejlesztés, többek között a vonalkódok kezelésében és a PLC-alapú gyártási vezérlésben is tesztelik. A rendszer megbízhatóságát és rugalmasságát az is jelzi, hogy már egy AGV-t, egy vezető nélküli targoncát is üzembe állítottak a csarnokban, amely ki tudja használni a hálózat gyorsaságát és folyamatos elérhetőségét. A vonalkódok olvasásánál szintén nagy szerepet játszhat a Campus hálózatra kapcsolódó eszköz, például olyan esetekben, ha gyakran kell kimenni az üzemcsarnok elé a beérkező kamionokhoz, ahol a korábbi vezetéknélküli megoldás bizony gyakran belassult vagy megszakadt. A Campus hálózat esetében azonban már nincs ilyen probléma.
Már most látható, milyen fontos fejlesztési lehetőségeket kínál az ügyfeleknek az új megoldás. Sándor szerint az Ipar 4.0 a mobilitásról és a rugalmasságról szól, például arról, milyen gyorsan és hatékonyan, minél kisebb leállási idővel lehet áttérni egy adott termék automatikus gyártásáról egy másik termékre – ezt a pilot projektnél a korábban alkalmazott, Ethernet-alapú rendszert felváltva a privát mobilhálózat minden szinten támogatja. Ráadásul a partner jövőbe mutató fejlesztéseit is kiválóan lehet építeni a Campus network-re, ilyen lesz a járványhelyzet levonulása utánra tervezett, gépi látáson alapuló logisztikai megoldás.
Az ügyfelek számára komoly előnyt jelent, hogy a Telekom és a T-Systems közös projektje komplett csomagot kínál, melyben a hálózat és az Ipar 4.0 megoldás egyszerre vezethető be és egyként menedzselhető, így gyorsan és rugalmasan emeli az ipari szereplőket a gyártás élvonalába.
