Technologia 5G może zrewolucjonizować sposób produkcji samochodów. Wymiana danych w czasie rzeczywistym pozwala nie tylko szybciej rejestrować dane produkcyjne, lecz także błyskawicznie optymalizować cały proces. W przyszłości standard 5G może także umożliwić projektowanie bardziej efektywnych pojazdów o zupełnie nowych funkcjach.
Czym jest i jak rozwija się technologia 5G?
Technologia 5G to najnowsza generacja sieci bezprzewodowych, która zapewnia większą niezawodność, efektywność, a przede znacznie większą prędkość przesyłu danych. Otwiera to zupełnie nowe możliwości rozwijania innowacyjnych usług w różnych obszarach przemysłu 4.0. Tak zwana piąta generacja technologii mobilnej ma finalnie zastąpić starszy standard 4G/LTE12. Światowy rozwój technologii 5G jest dziś dynamiczny, jednak różni się w zależności od kontynentu. Raport GSMA Mobile Economy Europe 2022 wskazuje, że pokrycie siecią 5G w Europie wzrośnie do 70% do 2025 roku z 47% w roku 2021 roku. Dla porównania w tym samy czasie pokrycie siecią 5G w Stanach Zjednoczonych ma wynosić 98%. Globalnymi liderami w tym zakresie pozostają Korea Południowa i Chiny.
Technologia 5G – na czym polega?
Zgodnie ze specyfikacją Międzynarodowego Związku Telekomunikacyjnego (ITU), charakterystyce standardu 5G odpowiada prędkość transferu danych na poziomie do 20Gb/s w przypadku pobierania i do 10Gb/s w przypadku wysyłania przy maksymalnym opóźnieniu do 4 ms. Możliwe obciążenie sieci to nawet 1 milion urządzeń na 1 kilometr kwadratowy. Ważną cechą standardu jest jego stabilność – połączenie jest utrzymywane nawet podczas przemieszczania się z prędkością do 500 km/h. W porównaniu z 4G, technologia 5G wykorzystuje dodatkowe pasma częstotliwości, takie jak L Band (niskie częstotliwości na poziomie nawet 300MHz), Sub-6 (pomiędzy 3000 a 6000MHz) i mmWave (tzw. fale milimetrowe w zakresie od 30 do 300 GHz). Opiera się na zaawansowanych technologiach, takich jak kształtowanie wiązki radiowej (beamforming), co pozwala kierować sygnał w kierunku urządzenia odbiorczego, a także Massive MIMO (Multiple Input, Multiple Output), czyli jednoczesne wykorzystywanie wielu anten i odbiorników.
Zastosowanie 5G w przemyśle – czy 5G oznacza rewolucję w produkcji?
Wdrożenie sieci 5G oznacza ultraniskie opóźnienia i wielogigabitowe prędkości przesyłu danych, co może wpłynąć na przyspieszenie produkcji, poprawę jej efektywności, a nawet umożliwić wypracowanie nowych modeli biznesowych. Producenci części samochodowych i pojazdów będą mogli lepiej wykorzystać korzyści, jakie zapewnia np. przemysłowy Internet Rzeczy (IIoT). Maszyny wyposażone w czujniki mogą w czasie rzeczywistym gromadzić i analizować dane, a następnie wykorzystywać je do optymalizacji procesu produkcji seryjnej. Komunikujące się ze sobą inteligentne roboty mogą ograniczać liczbę błędów i racjonalizować zużycie energii, co przełoży się na zdecydowaną oszczędność kosztów. Błyskawiczna komunikacja z urządzeniami w smart factory wiąże się także z krótszym czasem i niższymi kosztami przestrojeń, co oznacza większą elastyczność na różnych etapach produkcji samochodów i swobodę planowania zasobów w przedsiębiorstwie. Niektórzy producenci już teraz korzystają z usprawnień, które oferuje technologia 5G. Na przykład Volkswagen w swojej fabryce w Wolfsburgu wykorzystuje ją do bezprzewodowej transmisji oprogramowania i testowania samochodów autonomicznych. Natomiast Ford w fabryce w hrabstwie Essex stworzył bezprzewodową sieć łączności między operatorami a maszynami, w której komunikacja przebiega za pośrednictwem smartfona.
Zasięg sieci 5G – od czego zależy?
Zasięg 5G zależy od wielu czynników, takich jak między innymi rodzaj infrastruktury, używanych urządzeń czy warunków terenu. Sieci 5G wymagają zupełnie nowego zaplecza technicznego, w tym nowego typu stacji bazowych i pikokomórek (punkty dostępu bezprzewodowego o bliskim zasięgu), które wzmacniają sygnał. Każda stacja bazowa musi mieć połączenie ze światłowodem, aby osiągnąć projektowaną prędkość. Ponadto, aby skorzystać z sieci 5G, potrzebne są kompatybilne z nią urządzenia. Na obecny moment tylko niektóre z nich obsługują wszystkie pasma częstotliwości 5G, co może wpływać na zasięg i wydajność sygnału. Jak w przypadku każdej innej technologii, zasięg 5G może być również uzależniony od warunków terenowych, w tym typu lokalnej zabudowy oraz zmienności warunków propagacji fal radiowych. W związku z tym mapa zasięgu 5G może być bardzo zróżnicowana w zależności od lokalizacji.
Architektura sieci 5G – jakie są jej wady i zalety?
Architektura sieci 5G ma wiele zalet. Wykorzystuje ona nowe technologie transmisyjne i różne częstotliwości w celu poprawy wydajności i zasięgów. Dzięki temu umożliwia obsługę dużej liczby urządzeń, cechuje się wysoką przepustowością i niskimi opóźnieniami. Wśród wad należy na pewno wymienić dość wysokie koszty wdrożenia i utrzymania, a także potencjalne problemy z zasięgiem 5G na niektórych obszarach. Ze względu na niedostateczną infrastrukturę jej wdrożenie może być dość złożone. Oznacza to, że zmiana standardu przesyłu danych na jednolity nie nastąpi z dnia na dzień. Przez jakiś czas wszystkie urządzenia będą musiały mieć funkcję obsługi zarówno technologii 5G, jak i 4G.
Jak technologia 5G zmieni branżę automotive?
Technologia 5G może zrewolucjonizować branżę automotive na bardzo wiele sposobów, a jej potencjał nie został jeszcze w pełni odkryty. Z pewnością przyspieszy rozwój robotyzacji i automatyzacji produkcji. Dzięki płynnej komunikacji między maszynami może na przykład przyspieszyć i uelastycznić produkcję czy umożliwić wdrożenie w pełni autonomicznych pojazdów. W przyszłości technologia 5G przyczyni się do stworzenia bardziej zaawansowanych systemów bezpieczeństwa i nawigacji, które będą mogły korzystać z szybkiego i niezawodnego połączenia.
Potencjał 5G w rozwoju pojazdów autonomicznych
O potencjale technologii 5G mówi się zwłaszcza w kontekście produkcji i rozwoju technologii samochodów autonomicznych. Generują one ogromne ilości danych, które muszą być przesyłane i przetwarzane w czasie rzeczywistym. Dzięki stukrotnemu zwiększeniu prędkości przesyłu danych, wdrożenie sieci 5G umożliwi bezpieczną nawigację w samochodach autonomicznych. Technologia ta oferuje nawet dwustukrotnie krótszy czas oczekiwania między wysyłaniem i odbieraniem danych w porównaniu z siecią 4G, co daje czas reakcji na poziomie około jednej milisekundy!
Nawigacja na szybie samochodu
Dzięki technologii 5G i rozwojowi rzeczywistości rozszerzonej (AR), przednia i boczne szyby samochodu mogą zmienić się w ekrany prezentujące informacje z różnych źródeł. Na przykład mogą jednocześnie wyświetlać komunikat z pobliskiej restauracji o ostatnim wolnym stoliku i pomagać w bezpiecznym wyprzedzaniu innego pojazdu. Dzięki 5G, analizie danych i sztucznej inteligencji, samochody mogą zyskać nowe funkcjonalności. Będą na przykład planować weekendowe wycieczki, wyręczać użytkowników w codziennych czynnościach, a przy tym dbać o ich bezpieczeństwo.
Nowe horyzonty projektowania z zastosowaniem sieci 5G
Technologia 5G ma ogromny wpływ na rozwój nowych technologii wspierających projektowanie samochodów, jak m.in. rzeczywistość rozszerzona (AR), wirtualna (VR) czy cyfrowe bliźniaki. Dzięki szybkiemu i niezawodnemu transferowi danych można uzyskać płynną wizualizację i podłączyć dużą liczbę urządzeń. W ten sposób np. w symulacji części czy pojazdu w realnym, interaktywnym środowisku może brać udział wielu użytkowników jednocześnie. W Knauf Industries jesteśmy przygotowani do wyzwań, jakie stawia sieć 5G i możemy z powodzeniem współpracować z inteligentnymi fabrykami. Już dziś tworzymy np. w oprogramowaniu CAE symulacje komputerowe części automotive. Dzięki skanerowi 3D i projektowaniu wspomaganemu komputerowo (CAD) możemy wiernie odtwarzać cyfrowo i udoskonalać już istniejące części. Znajdujące się w ofercie Knauf Automotive innowacyjne technologie formowania tworzyw spienionych, wtrysku tworzyw sztucznych i wtrysku dwukomponentowego 2K umożliwiają efektywną kosztowo realizację dowolnego rodzaju komponentów zgodnie z indywidualnym projektem. Zapraszamy do współpracy!