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.

• Tốc độ tối đa cao hơn.
• Độ trễ thấp hơn.
• Kết nối được nhiều thiết bị cùng lúc 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. 

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 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.