Tech Balogh Csaba 2020. május. 29. 10:03

Az idő pénz, egy másodperc is az: miért és hogyan állítja fejük tetejére az 5G a gyárakat?

Balogh Csaba
Szerzőnk Balogh Csaba

Összegyűjtöttünk néhány olyan felvetést, amely jól mutatja: akár 3 éven belül óriási változásokat hozhat az ipar 4.0-ba az 5G.

A mobilvilág szereplői szakmai eseményeken hosszú évek óta fogalmazzák meg – leginkább egymásnak – vízióikat az 5G majdani előnyeiről. A mennyiségi mellett minőségi változást ígérő technológia mára előbújt ebből az inkubációs fázisból: a szolgáltatók sorra kapcsolják át tornyaikat, az új generációs adók egyre nagyobb részt tesznek ki a világ mobilhálózataiból.

Az Ericsson számításai szerint az 5G elterjedése várhatóan sokkal gyorsabb lesz, mint az LTE esetében. A leggyorsabban Észak-Amerikában várható, ahol az előrejelzés szerint 2025 végére a mobilelőfizetések 74 százaléka 5G-re szól majd. Észak-kelet Ázsia 56 százalékkal a második, míg Európa 55 százalékkal a harmadik helyen áll.

A növekedésen belül a magánfelhasználók érdeklődését minden bizonnyal felül fogja múlni az üzleti, azon belül is fokozottan az ipari felhasználók igénye. Nekik ugyanis nem csak kényelmet, hanem kézzelfogható, pénzben mérhető előnyöket kínál az 5G technológia.

A rugalmasságra már a koronavírus-járvány előtt is a jövő gyára egyik fontos jellemzőjeként tekintettek az elemzők, de az elmúlt hetekben csak felértékelődött a skálázhatóság, variálhatóság értéke. Ennek lehetőségeit növeli, ha már a gyár építésekor modulárisan gondolkodnak a tervezők, és az vállalat területén belül mindent úgy alakítanak ki, hogy a gyártási folyamatok később könnyen alkalmazkodni tudjanak egy keresletváltozáshoz (akár többet vagy kevesebbet, akár mást kell gyártani). Hogy az egyes elemek – gépek, gépsorok – egyszerűen és bárhová szabadon mozgathatók legyenek az üzem épületén belül, vagy épületek között, ahhoz szinte kötelező a minőségi vezeték nélküli kapcsolat. Bármely eszköznek a gyár területén bárhol tudnia kell kapcsolódni a hálózatra, jó esetben anélkül, hogy ez a hálózat időigényes átszerelésével járjon.

Mégis miért akarnánk mindent a hálózatra kapcsolni?

A legújabbkori ipari forradalom egyik nagy ígérete, hogy azáltal, hogy minden mindennel össze van kötve, optimalizálhatók egyes folyamatokat.

Ez gépek között is előnyökkel járhat: mindegyik hálózatra kapcsolódó gép tudja, hogy saját folyamatában hol tart a társa, vagy ha a másik gép mobil, akkor merre jár. Talán nem szükséges részletezni, hogy milyen előnyökkel járhat, ha nem csak az emberek látják egymást az üzemben, hanem hozzájuk hasonlóan a gépek is mindig tudják, hogy mikor mire készülhetnek.

Egyik örökzöld példa a SIM-kártyás fúrógép esete. A termékkategória sokak számára még ma is a “már nem tudnak mit kitalálni” és a “tényleg ennyire unatkoznak??” felvetések között félúton helyezkedik el. Pedig nagyon nem erről van szó. Például az 5G-s fúrógépről:

  • az emberi vagy gépi adminisztrátor mindig tudja, hogy pontosan hol van a telephelyen belül, vagy bizonyos vállalkozásoknál akár külső terepen;

  • valós időben látható, hogy melyik munkavállaló (mire) használja;

  • egy szoftveres vezérlőközpontból követhető egyes alkatrészek, vagy akár az egész eszköz elhasználódása.

Egy gyártósor esetében persze kevésbé kérdéses, hogy éppen hol van, ám a technológia legfontosabb előnye már ott is jelentkezik. Valós időben monitorozhatók olyan hibák, melyek a működést egyelőre nem veszélyeztetik, de arra utalnak, hogy hamarosan szervizelni kell a gépet. Ennek köszönhető többek között az is, hogy ha a soron egy hetedik elromlik, akkor a prediktív analitika jelezheti: a különböző gyártási folyamatokból és a gépektől kapott adatok alapján úgy kalkulál, hogy néhány napon belül jó eséllyel negyedik pozícióban lévő gépnél is meghibásodás lép fel. Így aztán csökkenthető a meghibásodás miatti állásidő. Egyébként a fúrógépeknél is: ha egy hálózatra kapcsolt fúrógépről már ebédszünet idején azt jelzi a rendszer, hogy vélhetően néhány órán belül elromlik, akkor az adott eszközt a délutáni műszakhoz már kár is lenne elővenni – a munkavállaló egyszerűen másik fúrót választ, így nem kell majd megállnia délután.

Az ilyesmi egy-egy munkavállaló esetében kisebb eszköz esetén perceket jelenthet. A gépsorok állásideje inkább órákban mérhető. Mindezek kiküszöbölése vállalati szinten már jelentős költségmegtakarítást eredményezhet.

De hát ehhez elég a wifi is, nem?!

Egy gyártósor esetén, ahol sok gép egymás közvetlen közelében helyezkedik el, két-három eszköz összeköttetése akár vezetékkel megoldható. Ám ha több gépet kell a hálózatra kapcsolni, melyek egymástól távolabb is elhelyezkedhetnek (sőt akár mozoghatnak is), akkor mindenképpen vezeték nélküli hálózatra van szükség.

Elképzelhető, hogy egy vállalat azt mondja, megelégszik valamilyen helyi hálózattal. Ilyen például a Low-Power Wide-Area Network (LPWAN, vagy simán csak LPN), ami arra elég, hogy a kis adatmennyiséggel dolgozó okos eszközök biztonságosan kommunikálhassanak a hálózaton. Például a gyár területén elhelyezett okosmérők, melyek csak az elfogyasztott energiamennyiségre utaló számot küldik be a központba. Az adatigényesebb eszközökhöz és alkalmazásokhoz azonban már jóval komolyabb hálózat szükséges.

A klasszikus, wifi-jellegű vezeték nélküli hálózatok korlátaival mindenki tisztában van, aki volt már zsúfolt konferencián: még a legjobb routerekkel sem könnyű megoldani, hogy mindenkinek jó minőségű adatkapcsolata legyen. Az 5G egyik nagy előnye éppen ez: a ma használt wifinél és a 4G-s mobilhálózatoknál is nagyságrendileg több eszköz egyidejű kapcsolódását teszi lehetővé egy adott területen.

Ilyesmi téren egyébként a wifi is fejlődésben van, a Wi-Fi 6 szabvány egyik előnye éppen a sok egyidejű kapcsolat stabil fenntartása. Más szempontból viszont jellegénél fogva nem szállhat ringbe a wifi az 5G-vel. Egyrészt egy óriási ipartelep 5G-s lefedése sokkal költséghatékonyabb, mintha wifivel próbálnánk mindenhol megfelelő lefedettséget biztosítani. Másrészt, ahogy már említettük: egy modulárisan felépített gyár hálózati topológiája gyorsan változhat – sokkal egyszerűbb, ha a hálózati lefedettség mindenféle átalakítás (pl. új routerek felszerelése) nélkül rögtön adott mindenhol. Harmadrészt az 5G nem csak a gyár területén lesz adott, hanem külső helyszíneken is.

Ez nem azt jelenti, hogy a vállalati wifik kora lejárt, és néhány év múlva már sehol nem fogunk ilyennel találkozni. Nagyon is megvan a wifi helye, jó eséllyel egy darabig meg is marad. Egyszerűen arról van szó, hogy egy modern gyár esetében az eszközök közötti kommunikációnak (dolgok internete, IoT) elengedhetetlen része valamilyen 5G-alapú technológia.

Azonnali válaszok órája

Az 5G másik előnye az alacsony, 1 milliszekundumos válaszidő. A humán internetezésben ez jelenleg gyors reakciókat igénylő játékok esetében tűnik érdekesnek. Ám a ipari robotok együttműködését vizsgálva ez a jövő egyik kulcspontja.

Tételezzünk fel egy nagyobb gyárat, benne 30-40 állomásos gyártósorokkal. Egy hagyományosan automatizált gyárban egyes állomások gépei csak feltételezik egymásról, hogy mi zajlik a másik állomáson, illetve abban is csak jóindulatú feltételezésekbe bocsátkoznak, hogy az alkatrészellátást biztosító – a gyár területén lavírozó – robot időre ott lesz a kifogyóban lévő egységekkel.

Jelentősen növelhető a hatékonyság, ha a gépek nem csak feltételezik ezeket, hanem tudják. Ha mindegyik kommunikál mindegyikkel – illetve praktikusan mindegyik egy központi egységgel is tartja a kapcsolatot, ott történnek a folyamatoptimalizálási számítások –, akkor a szerelősorok működése nem csak az aktuális kapacitásbéli igényekhez igazítható, hanem bizonyos részei lassíthatók vagy gyorsíthatók.

Így pedig értékes másodpercek nyerhetők.

Ráadásul minden azonnal történik: nincs olyan, hogy egy gép hajszál híján marad le, vagy például 50 milliszekundummal hamarabb engedi el az általa tartott alkatrészt, amely így aztán leborul még csak majdnem odaért másik tálcájáról.

Percek, másodpercek – ugyan már…

Nyilvánvaló, hogy a robotikai és 5G-s beruházásokra költeni kell. A cikkben említett igen rövid időegységű nyereségek fényében a laikusok számára úgy tűnhet – ennyit nem ér az egész.

Ám sok iparágban néhány perc, sőt néhány másodperc kiesés is úgy megboríthat munkafolyamatokat, hogy végül komoly költséggel jár a baki. Sőt. Szakértők szerint az igazán nagy gyárakban minden tizedmásodpercnyi nyereség fontos, ha sikerül lefaragni a gyártási folyamat idejéből. Az így megnyert pillanatokat összeadva ugyanis már bőven kijön olyan hosszú idő, amely év végén mindenféle pénznemben számolva milliós előnyt jelenthet az innovatív megoldásokat nem vagy nem elég jól alkalmazó versenytársakkal szemben.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának Facebook-oldalát.

VELETEK VAGYUNK – OLVASÓKKAL, ÚJSÁGÍRÓKKAL!

A hatalomtól független szerkesztőségek száma folyamatosan csökken, a még létezők pedig napról napra erősödő ellenszélben próbálnak talpon maradni. A HVG-ben kitartunk, nem engedünk a nyomásnak, és minden nap elhozzuk a hazai és nemzetközi híreket.

Ezért kérünk titeket, olvasóinkat, hogy tartsatok ki mellettünk, támogassatok bennünket, csatlakozzatok pártolói tagságunkhoz, illetve újítsátok meg azt!

Mi pedig azt ígérjük, hogy továbbra is minden körülmények között a tőlünk telhető legtöbbet nyújtjuk a számotokra!