5G在滿足制造運營的基本網(wǎng)絡(luò)需求方面具有巨大的顛覆性潛力。這個被稱為工業(yè)4.0的行業(yè)現(xiàn)在正被不斷發(fā)展的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
由于 5G 使用較短的(毫米波)頻率，頻率在 30GHz 和 300GHz 之間，而且其中移動網(wǎng)絡(luò)將使用一小部分，因此它具有卓越的功能。與 4G 相比，5G 提供閃電般的快速數(shù)據(jù)速度，速度高達(dá) 100 倍，極低延遲(1 毫秒)，每個單位區(qū)域連接的設(shè)備數(shù)量要多得多。但是，要充分利用 5G 所提供的好處，需要一套新的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，包括網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)、分階段陣列天線和云計算。
工廠車間自動化和供應(yīng)鏈管理中用于的所有數(shù)字設(shè)備的智能互連性，從測量設(shè)備、可編程邏輯控制器 (PLCs) 及其工業(yè)應(yīng)用開始，一直到智能物流，都可以稱為 IIoT。這種互連性得到了現(xiàn)代技術(shù)的支持，包括邊緣計算、云計算、機(jī)器對機(jī)器 (M2M)、3D 打印、高級機(jī)器人、大數(shù)據(jù)、RFID 技術(shù)和認(rèn)知計算。目前，許多參與技術(shù)創(chuàng)新的公司正在引領(lǐng)第四次工業(yè)革命。
成功交付 IIoT 解決方案有幾個要求。首先，需要一個微小的軟件定義無線電 (SDR) 或 RFID 芯片。它必須成本低，并且需要非常低的功率從傳感器電池，因為他們的大部分應(yīng)用將范圍從部署在農(nóng)業(yè)，工廠車間，很難到達(dá)的地方，如石油和天然氣領(lǐng)域，汽車制造和物流業(yè)務(wù)。這允許在無證工業(yè)頻段下實現(xiàn)無縫無線通信，通常為 900 MHz。
物聯(lián)網(wǎng)有四個主要層次
隨著該行業(yè)迅速轉(zhuǎn)向物聯(lián)網(wǎng)解決方案，對具有優(yōu)化成本的靈活資源的需求變得勢在必行。云計算提供共享的計算資源以及集中管理和監(jiān)控，通過網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器、中央存儲、高級分析和商業(yè)智能提供計算服務(wù)。它利用這些技術(shù)處理大數(shù)據(jù)，進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)，并利用數(shù)據(jù)倉庫進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯和運營管理。相反，邊緣計算依賴于處理數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)是通過位于網(wǎng)絡(luò)"邊緣"的分散式計算基礎(chǔ)設(shè)施生成的。像5G這樣的更快的網(wǎng)絡(luò)使邊緣計算能夠?qū)崟r處理大塊數(shù)據(jù)，并在源頭執(zhí)行優(yōu)化等任務(wù)。
這種能力只能通過強大的網(wǎng)絡(luò)的支持來利用，該網(wǎng)絡(luò)能夠與大量設(shè)備進(jìn)行通信。為了幫助實現(xiàn)這一目標(biāo)，使用許多不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間傳輸數(shù)據(jù)，包括：
● 消息隊列遙測傳輸 (MQTT)
● 高級消息排隊協(xié)議 (AMQP)
● 限制應(yīng)用協(xié)議 (CoAP)
● Modbus and OMF
這就是 5G 網(wǎng)絡(luò)的主要特征匯集在一起的地方：
● 增強超可靠的低延遲通信 (eURLLC)
● 大規(guī)模機(jī)器類型通信 (mMTC)
● 增強型移動寬帶 (eMBB)
IIoT 承諾在任何工業(yè)環(huán)境中最關(guān)鍵的領(lǐng)域之一帶來一些好處：人員和工藝安全。
隨著所有連接的 IIoT 傳感器相互共享關(guān)鍵安全參數(shù)的加強監(jiān)控，發(fā)生事故的可能性顯著降低?？纱┐髟O(shè)備可以通過精確定位處于困境中的員工的確切位置并保護(hù)其福利，在發(fā)生災(zāi)難時發(fā)揮更大的作用。
安全是 IIoT 受益的另一個領(lǐng)域，無論是網(wǎng)絡(luò)安全還是制造場所的物理監(jiān)控。這還包括消除人為錯誤，這是數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)泄露的最常見原因。
由于 IIoT 為制造商提供了廣泛自動化流程的能力，因此提高運營效率是提高生產(chǎn)率的另一大領(lǐng)域。這是通過優(yōu)化與維護(hù)和人工相關(guān)的成本，根據(jù)所有互聯(lián)制造功能提供的運營智能洞察做出數(shù)據(jù)驅(qū)動決策來實現(xiàn)的。
IIoT 還通過容納來自不同原始設(shè)備制造商和供應(yīng)商的所有特定工業(yè)應(yīng)用，在所有流程中實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，從而幫助實現(xiàn)運營的可靠性。
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