Mạng 5G và tầm nhìn về một nhà máy thông minh

Với nhiều ưu điểm, mạng 5G được kì vọng sẽ là một chất xúc tác thúc đẩy phát triển kinh tế số nói chung, nhà máy thông minh nói riêng. Các nhà máy thế hệ mới cần được lắp đặt các phần mềm quản lý kho vật tư, phần mềm quản lý bảo trì thiết bị, phần mềm giám sát thiết bị... để quản lý sản xuất hiệu quả. Các phần mềm này cần được cập nhật thông tin liên tục từ hàng trăm máy móc sản xuất trong khi mạng có dây quá vướng víu, còn mạng wifi, 3G, 4G đôi khi quá chậm.
mạng 5G sẽ là cuộc cách mạng thực sự cho nhà máy thông minh sản xuất

Mạng 5G sẽ là cuộc cách mạng thực sự cho nhà máy thông minh sản xuất

 
Những cải tiến của 5G so với mạng không dây hiện nay gồm có:
  • Tốc độ tối đa cao hơn.
  • Độ trễ thấp hơn.
  • Kết nối được nhiều thiết bị cùng lúc hơn.

1. Tốc độ tối đa cao hơn

phần mềm giám sát máy cung cấp nhiều thông tin qua kết nối 5G

Phần mềm giám sát máy truyền dữ liệu nhanh chóng qua kết nối 5G

Về mặt lý thuyết, mạng 5G có tốc độ tải xuống tối đa đạt 20Gbps, và 10Gbps ở chiều tải lên. Để dễ hình dung, một đoạn phim Full HD 3 tiếng có thể tải về trong vòng vài giây. Tất nhiên đó là trong điều kiện hoàn hảo. Thực tế, nếu nhiều người cùng sử dụng, tốc độ rơi vào khoảng 100Mbps - vẫn là rất cao so với chuẩn LTE hiện tại. Hãy xem xét tốc độ cao ở chiều tải lên và tải xuống có ích như thế nào với người sử dụng mạng 5G trong nhà máy.
 
Ở chiều tải xuống, ứng dụng tải tài liệu dung lượng lớn trên máy tính được 5G hỗ trợ. Các nhà máy thông minh có nhiều hướng dẫn thực hiện các quy trình và sản xuất nhiều loại sản phẩm. Các kĩ sư cần xem lại hướng dẫn sử dụng thông qua video trực quan. Thậm chí, họ sẽ dùng kinh thực tế ảo để tương tác vật thể ảo trước khi tác động vào máy móc thực. Tốc độ truyền tải dữ liệu nhanh giúp các kĩ sư nhanh chóng có được gợi ý từ tài liệu trên máy tính trung tâm. 
 
Ở chiều tải lên, các thiết bị có nhiều thông số kĩ thuật sẽ cung cấp thông tin nhanh hơn cho các phần mềm bảo trì thiết bị hay phần mềm quản lý sửa chữa. Các cỗ máy như máy CNC, robot, các máy chuyên dụng trong sản xuất nhiều động cơ... có hàng trăm thông số kĩ thuật.  Rõ ràng, dữ liệu từ các thiết bị truyền tải là rất lớn. Phần mềm giám sát máy và thiết bị sẽ không thể gợi ý cho người điều hành nếu như không có dữ liệu máy móc liên tục theo thời gian thực. Và mạng 5G tốc độ cao là một giải pháp cho khó khăn đó.

2. Độ trễ thấp hơn

Độ trễ mạng thấp đem lại khả năng xử lý tình huống kịp thời, đặc biệt là trong môi trường sản xuất công nghiệp liên tục có sự thay đổi.  Thông tin điều khiển hay thông tin phản hồi phải kịp thời. Thông tin đến trễ có thể gây ra hậu quả khôn lường, trong khi thông tin đến sớm không có tác dụng gì. Do đó, độ trễ mạng 5G thấp giúp cho phần mềm giám sát máy có thể điều khiển thiết bị máy móc hiện trường từ xa với độ chính xác thời gian cao.
 
Độ trễ thấp còn hỗ trợ còn hỗ trợ các thiết bị di chuyển liên tục. Ví dụ, ô tô chở nguyên liệu trong nhà máy cần di chuyển giữa các khu vực để gắp hàng. Trên mỗi thùng hàng có lắp thiết bị phát sóng để nhận biết vị trí thùng hàng. Mỗi chuyến gắp hàng tương ứng một số lượng nguyên liệu được nạp vào kho hay đưa vào sản xuất. Quá trình di chuyển liên tục của xe đòi hỏi tỉ lệ trễ thấp làm cho hoạt động cập nhật dữ liệu vào phần mềm quản lý kho vật tư kịp thời và trung thực. 

3. Kết nối được nhiều thiết bị cùng lúc

quản lý sản xuất hiệu quả với mạng 5G

Kết nối nhiều thiết bị trong nhà máy thông minh mang đến cơ hội kiểm soát thông tin nhiều hơn

Các nhà máy thông minh trang bị rất nhiều cảm biến. Mỗi con robot có khoảng 100 cảm biến để điều khiển và di chuyển linh hoạt. Hệ thống cảm biến trong nhà máy cung cấp liên tục truy cập vào hệ thống mạng để truyền dữ liệu. Ngoài ra, trong nhà máy thông minh còn có các thiết bị khác cần kết nối mạng như xe ô tô, điện thoại/tablet công nhân mang theo, màn hình TV trung tâm, máy tính từ các phòng ban... Các thiết bị này có cài đặt phần mềm quản lý kho vật tư, phần mềm bảo trì thiết bị, phần mềm quản lý sửa chữa... để quản lý sản xuất hiệu quả.
Các trạm phát sóng 5G sẽ hỗ trợ hơn 100 port, thay vì 10-12 port như mạng 4G. Điều này đồng nghĩa tình trạng "tắc đường" khi có quá nhiều thiết bị kết nối cùng một lúc sẽ không xảy ra nữa. Một trong những công nghệ hỗ trợ tính năng trên là công nghệ truyền tín hiệu trực tiếp đến người sử dụng. Thay vì truyền tín hiệu ra mọi hướng xung quanh, gây nhiễu hoặc làm cản trở các nguồn tín hiệu khác, công nghệ mới giúp cho dữ liệu đến trực tiếp thiết bị có nhu cầu sử dụng.

4. Khó khăn về chi phí

Các giải pháp khoa học kĩ thuật phải thỏa mãn các hạn chế về vốn đầu tư của mỗi nhà máy. Mạng 5G có thể hạn chế trong một số nhà máy do chi phí cao, ít nhất là trong giai đoạn đầu triển khai 5G.
Phần cứng cần thiết triển khai 5G gồm một bộ các anten phát sóng – tương tự như các thiết bị phát Wi-Fi.  Mạng 5G có bước sóng ngắn, trong khoảng dải tần số 30-300GHz, vốn tồn tại nhược điểm khó xuyên qua các vật thể, cũng dễ bị hấp thụ bởi cây cối. Cho nên, nhiều trạm phát sóng sẽ được lắp đặt ở nhiều vị trí trong nhà máy. Ngoài ra, các nhà máy còn cần thuê chuyên gia để vận hành, quản lý mạng 5G trước khi có đủ năng lực tự quản lý mạng lưới. 
 
Như vậy, các nhà máy thông minh sử dụng các phần mềm quản lý kho vật tư, phần mềm quản lý bảo trì thiết bị, phần mềm giám sát để quản lý sản xuất hiệu quả...  sẽ được hỗ trợ rất nhiều từ mạng 5G. Mặc dù còn khó khăn về chi phí thiết bị và khó khăn chất xám để triển khai, với lợi ích mang lại, các nhà nghiên cứu sẽ sớm tìm ra phương án thích hợp để mạng 5G được triển khai rộng rãi tại nhiều nhà máy.
 
Bài viết bạn nên xem:
 
 1.246      04/10/2019
Trao đổi nội dung về bài viết

 Bảo An Automation

CÔNG TY CP DỊCH VỤ KỸ THUẬT BẢO AN
Địa chỉ đăng ký: Số 3A - Lý Tự Trọng - Minh Khai - Hồng Bàng - Hải Phòng
Địa chỉ giao dịch: Khu dự án Vân Tra B – An Đồng – An Dương – Hải Phòng
Điện thoại: (84).0225.3797877/78/79 - Fax: (84).0225.3686182
Số ĐKKD/ MST: 0200682529 - Số TK: 117 0026 73912 tại Ngân hàng ViettinBank Hải Phòng
 Thiết kế bởi Công ty Cổ Phần Dịch Vụ Kỹ Thuật Bảo An
 Email: baoan@baoanjsc.com.vn -  Vừa truy cập: 4 -  Đã truy cập: 10.983.541