بهبود کارایی، ایمنی و سرعت در صنعت تولید با 5G و WiFi 6
با بازدید از یک کارخانهی مدرن، جمعی از افراد مشغول به کار با تجهیزات پیشرفتهی تکنولوژی را میتوان دید که در میان این افراد، کارکنانی به چشم میخورند که با دسترسی به داده ها، مشغول مدیریت مجموعهی حیرتانگیزی از ماشینهای صنعتی درجهبندیشده هستند. دگرگونی کل یک صنعت، گواهی بر قدرت تکنولوژیهای دیجیتال است و این تازه آغاز اتفاقی است که قرار است برای تولید بیفتد. تکنولوژیهای در حال ظهور، از هوش مصنوعی و اینترنت اشیا گرفته تا نقاشی سهبعدی و رباتیک، قرار است Industry 4.0 (انقلاب صنعتی چهارم) را به بالاترین حد آن برسانند. به هر حال، برای این که این تکنولوژیها آیندهای ثمربخش، پایدار و منعطف بسازند، خود اینترنت نیز مستلزم پیشرفت است، به ویژه در حوزهی ارتباطات بیسیم با سرعت بالا و میزان تاخیر کم. در این جاست که 5G و Wifi 6 وارد میدان میشوند.
تاد گورلا، مدیر ارشد فناوری در گروه راهکارهای صنعتی سیسکو «Cisco’s Industry Solutions Group» بیان میدارد که: «در حال حاضر، محیط خودکارسازی کارخانه، محیطی بسیار سیمکشیشده است. تا زمانی که کارخانه نخواهد انعطافی در تولید ایجاد کند یا به انواع دیگری از تولید روی آورد، این مسئله ایرادی ندارد.»
انعطافپذیری در آیندهی کارخانهها
طبق توضیحات شانتال پولسونتی، معاون Advisory Services در ARC Advisory «گروه خدمات مشاوره ARC»، یکی از اهداف اصلی انقلاب صنعتی چهارم، تولید محصولات انعطافپذیر و سفارشی در کارخانهای است که بتواند به صورت بالقوه «اندازهی دسته» را ارائه دهد. به گفتهی او، «اهداف این حوزه شامل دستیابی به انعطافپذیری تولید، سرعت متناسب و سهولت در پیکربندی و پیکربندی مجدد است. ساختار برخی از تولیدات در تولید ناپیوسته و مستقل، به ویژه تولیدات اتومبیلسازی، در حال ورود به یک سناریوی انتقال هوشمند هستند. در این سناریو، AGVهای سیار (وسایل نقلیه با هدایت خودکار)، نوارهای نقاله، گاریها، روباتها و غیره، به تدریج به امکانات تولیدی انعطافپذیر و بدون چیدمان راه مییابند. در واقع، روباتها هستند که به سوی قطعات یا محصولات خواهند رفت و نه بالعکس. پولسونتی افزود: «زیرساختهای شبکهی انعطافناپذیر و سیمی کنونی و گذشته نمیتوانند نیازهای این نوع سناریو را برطرف سازند.»
به گفتهی دیوید واسکو، مدیر تکنولوژیهای پیشرفته در Rockwell Automation، یکی از راهبرهای کلیدی در این الگوی کارخانهای، تقاضای مشتری است. او بیان میدارد: «اتومبیلسازی یک مثال است. در آینده شاهد تقاضای بالایی برای انعطافپذیری خواهیم بود. دورانی که در آن دو سال صرف برنامهریزی میشد، به سر رسیده است. برای دیدن خواستهی مشتری و تدارک حقیقی آن محصولات، میبایست بسیار انعطافپذیرتر بود.» سپس ادامه میدهد: «انعطافپذیری این قبیل تکنولوژیهای بیسیم این شرایط را فراهم میکند.»
ورود نسل جدید Wireless به صنعت تولید
انتظار میرود تا سال 2025، تعداد دستگاههای متصل اینترنت اشیا به 41 میلیارد افزایش یابد و بیشتر این دستگاهها به صورت بیسیم به یکدیگر متصل خواهند بود. در خصوص اینترنت اشیای صنعتی، افزایش فراوان حجم دادههای ماشین به ماشین و ماشین به انسان، نیازمند راهکارهای ثابت و تغییرناپذیر بیسیم خواهد بود.
دکتر جی لی، استاد تولیدات پیشرفته در دانشگاه سینسیناتی بیان میدارد: «با نگاهی به آیندهی تولید، میتوان ایجاد حجم انبوهی از داده را مشاهده کرد؛ با وجود 5G، معیار سودبخشی، تاخیر پایین و سرعت 20 برابر خواهد بود. WiFi 6 نیز برای متصل کردن بسیاری از اشیا از روشی انحصاری استفاده میکند.»
به گفتهی استیون گودمن، معمار توسعهی کسبوکار سیسکو، طی چند سال آینده، همزمان با رسیدن دستگاهها و فرآیندهای نسل بعدی، ظرفیت بالاتر برای هر دو تکنولوژی ضروری خواهد بود. او همچنین بیان میدارد: «از گذشته تا کنون، هر نوع دستگاهی که دیده شده است، دارای نرخ دادهی نسبتا پایین بوده و همچنین سرعت کمی داشته است. چنین وضعیتی در حال تغییر است و به نقطهای دست خواهیم یافت که در آن، تکنولوژی WiFi 5 موجود دیگر به درد این کار نخواهد خورد.» با وجود تمام این پیچیدگیهای اضافه، سختتر از همیشه میتوان به آنچه که در کارخانه در شرف وقوع است، پی برد. بیسیم نسل بعدی فرآیندهای تولید را، فارغ از سرعت پیشروی کارخانه، بسیار شفافتر میسازد.
به گفتهی لی، «در برنامههای کاربردی پرسرعت، به ویژه برای مونتاژها و جوشکاریهای پرسرعت، پرینت سهبعدی یا فرآیند پرسرعت Roll-To-Roll، به سیستمهای مدیریت مستمر فرآیند نیاز است. قطعا 5G و WiFi 6 در این زمینههای تولید میتوانند بسیار عالی عمل کنند.»
بررسی 5G و Wifi 6
Wifi 6 و 5G، هر یک در زمینههایی ممتاز هستند و تولیدکنندگان باید بدانند که کدام راهکار برای آنها مناسبتر است. به طور کلی، WiFi 6 فضای داخل سالن و ساختمان را پوشش میدهد؛ در صورتی که 5G، با طیف گستردهتر خود بین نقاط دسترسی، اتصالات خارج از سالن و ساختمان را برقرار میسازد، اما استثناهایی نیز وجود دارد.
گورلا بیان میدارد: «5G در پهنای باند بالا بسیار عالی عمل میکند، همچنین میزان تاخیر پایین و در کل عملکرد خوبی دارد، اما آنچه ما را به چالش میکشد، نفوذپذیری 5G است. در ساختار این نوع از امکانات تولیدی، فلزات و ماشینهای فراوانی به کار رفته و به سختی میتوان از دسترسی به سیگنال بیسیم آن در مکان مورد نیاز اطمینان حاصل کرد. پس در حال حاضر WiFi 6 و در واقع خصوصیات خود رادیو، قابلیتهای نفوذپذیری بهتری دارند.»
در برخی موارد، WiFi 6 هزینههای کمتری دارد و به کمک آن میتوان تسلط بهتری بر شبکه داشت. به گفتهی گورلا، «خود سازمانها میخواهند که توانایی مدیریت آن شبکه را داشته باشند و از ایمنی و نیز از کسی که با آنها در شبکه حضور دارد، اطمینان حاصل کنند. اگر نگاهی به 5G یک تامینکننده بیندازیم، درمییابیم که یک دامین عمومی است.»
تولیدکنندگان دیگر شاید بخواهند برای برنامههای کاربردی داخلی کارخانهی خود، شبکههای 5G داخلی ایجاد کنند. برای مثال فولکسواگن طیف استفادهنشدهی دولت آلمان را برای 5G در برخی از کارخانههای اروپا به کار گرفت. در موارد دیگر، 5G با یا بدون یک شبکهی خصوصی پیشرفت میکند. طبق توضیحات واسکو، 5G موارد کاربرد دیگری نیز دارد که در آنها صرفا از تامینکنندهی خدمات استفاده میشود، مثل معدنکاری یا نفت و گاز که در این موارد، کاربر مناطق بزرگ جغرافیایی در اختیار دارد و در تلاش است تا در این مناطق به جمعآوری داده بپردازد.»
در نهایت، قدرت واقعی ممکن است در همکاری توام این دو تکنولوژی باشد که Open-Roaming یا رومینگ باز آن را فراهم میکند. گورلا اضافه میکند: «تعاملی بین 5G و یک منطقهی تولیدی وسیعتر صورت خواهد گرفت و WiFi 6 در محیط داخلی خود کارخانه عمل خواهد کرد و شاهد ترکیبی از این دو خواهیم بود.»
کارخانههای پرسرعت، کارکنان توانمند و امکانات نامحدود
بیسیم نسل بعد آمادهی برقراری اتصال بین برنامههای کاربردی مهم و حیاتی در کارخانهها و نیز سادهسازی مدیریت پیچیدهترین سیستمهاست. پولسونتی میگوید: «بیسیم تا امروز چندان در برنامههای کاربردی مهم عملیاتی در صنعت مورد استفاده قرار نگرفته است، اما اکنون از میان تکنولوژی و ابزارهای مدیریت و اینترنت اشیا، پیشبینی میشود که در آینده همگی تحت یک واحد جهانی مدیریت درآیند». امنیت کارخانه، حوزهای است که در آن قابلیت اطمینان و سرعت، در حد مرگ و زندگی اهمیت پیدا میکند.
بنا بر تاکید گودمن، میزان تاخیر برای برنامههای کاربردی که چندان حیاتی نیستند، مسئله حادی نیست. «اما اصلا جالب نیست که یک مانع امنیتی پیامی مبنی بر خاموش شدن اضطراری را با تاخیر به یکی از قطعات تجهیزات بفرستد، چرا که تا لحظهی دریافت این پیام ممکن است شخصی کشته شده باشد!» گودمن ادامه میدهد: « در حال حاضر هیچکس نمیخواهد از بیسیم برای برنامههای کاربردی امنیتی استفاده کند، چرا که به طور قطع نیازها را برطرف نمیکند. در آینده شرایط این گونه نخواهد ماند.»
در خارج از محیط کارخانه، 5G امکانات پیشرفتهای برای محصولات متصل، نگهداری پیشبینیکننده و قابلیت دید عمیق نسبت به Supply Chains را فراهم میکند، به ویژه زمانی که با راهکارهایی نظیر Blockchain ترکیب میشود. آن طور که گودمن بیان میدارد، «5G برای قابلیت ردیابی محصول، تکنولوژی عالی و کاملی است. همچنین برای حملونقل، ردیابی، قابلیت تسریع فرآیندهای Just-In-Timeی که میبینیم … پس محل دقیق این محصولات را در حملونقل تشخیص میدهند.»
Blockchain به همراه 5G و AI همچنین میتواند تایید کند که قطعات به طور پایدار و توسط افرادی تولید میشوند که تحت شرایط انسانی کار میکنند. در جهانی که از تکنولوژی 5G بهره میبرد، با بهکارگیری کامل راهکارهایی مانند نگهداری و تعمیرات پیشبینانه، میتوان محصولات را بعد از خروج از کارخانه نیز همچنان مورد نظارت قرار داد. برای مثال یک اتومبیل، دستگاه ساختوساز و یا ماشین صنعتی میتوانند قبل از آن که مشکلات بزرگی ایجاد شود، حجم زیادی داده را با تولیدکنندگان، تامینکنندگان قطعات و تعمیرگاهها رد و بدل کنند.
اگر به طور خاص در یکی از طبقات کارخانه، نگهداری و تعمیرات پیشبینانه صورت گیرد، Downtime به طور چشمگیری کاهش مییابد. واسکو بیان میدارد: «وقتی چیزی خراب میشود، به دست آوردن دوبارهی آن برای بیشتر تولیدکنندگان هزینهی زیادی در بر دارد. این جاست که این کار که مزایای زیادی دارد، اثر خود را نشان میدهد.»
شاون کربی، رئیس توسعهی محصولات خودرو در سیسکو، بیان میدارد: «وسایل نقلیه دارای پوششدهی مستمر، قابل اطمینان و با پهنای باند بالا هستند. آنها همواره اطلاعات مرتبط را با تولیدکنندگان خود و با اکوسیستم، چه شرکت بیمه باشد و چه تعمیرگاه اتومبیل و چه تامینکنندگان، تبادل میکنند.»
چنین پیامدهایی پتانسیل واقعی 5G و WiFi 6 را نشان میدهند و با متصل کردن افراد، ماشینها و دادهها به بهترین روشها، موج بعدی اینترنت را نمایان میکنند و در عین حال منجر به آیندهای سبزتر، کارآمدتر و نوآورانهتر خواهند شد. واسکو در آخر بیان میدارد: «سیر پیشرفت این تکنولوژیها برای ما بسیار هیجانانگیز است. تا چند دهه مشغول نصب سیستمهای تولید هوشمند بودهام، اما سرعت ارتباطات به نحوی ما را از حرکت بازداشته است. امروز میتوانیم تصورات گذشتهی خود را به واقعیت تبدیل کنیم.»
