Czy przemysł potrzebuje 5G?

Patrząc jednak na zachodzące wydarzenia z perspektywy automatyki, można zastanawiać się, czy nasza branża rzeczywiście z sieci 5G skorzysta. Całościowo pewnie tak, natomiast twierdzenie o ich niezbędności w przypadku produkcji - i to nawet tej z dopiskiem 4.0 - jest dzisiaj zdecydowanie na wyrost.

Przyszły standard ma zapewniać prędkości do 20 Gb/s, milisekundowe opóźnienia oraz obsługę do miliona węzłów na kilometr kwadratowy. Takie wymagania występują w przemyśle bardzo rzadko, a nasz sektor używa już wielu innych rozwiązań komunikacyjnych. Na krótkich dystansach są nimi m.in. WLAN oraz Bluetooth, zaś na długich - sieci radiowe i komórkowe. W takich aplikacjach, a mówimy tu np. o systemach M2M i telemetrii, zwykle bardziej liczą się kwestie energetyczne niż szybkość transmisji. Z tych powodów w przemyśle cały czas sieci 4G/LTE mają niewielki udział, bo 3G wystarcza z naddatkiem, a w zakresie telemetrii nawet 2G. Wysoką sprawność energetyczną i duży zasięg kosztem szybkości transmisji zapewniają z kolei Low Power WAN - głównie LoRaWAN i Sigfox, które nie korzystają z infrastruktury komórkowej.

Spróbujmy jednak poszukać zastosowań dla 5G w produkcji. Można sobie wyobrazić wielokamerowy system wizyjny, który w czasie rzeczywistym przesyła dane do chmury w celu ich analizy. Innym, bardziej abstrakcyjnym przykładem jest rozproszona sieć produkcyjna bazująca w warstwie komunikacyjnej na infrastrukturze komórkowej. Potrzeby w zakresie transmisji danych zwiększać też będzie popularyzacja cyfrowych bliźniaków i chmur obliczeniowych. Te ostatnie mają przejmować rolę tradycyjnej infrastruktury IT zakładów, aczkolwiek ich aplikacje dotyczą zwykle przetwarzania danych post factum, a nie w "twardym" czasie rzeczywistym.

Wiele możliwości wykorzystania 5G wymieniono w raporcie "5G and the Factories of the Future". Dotyczą one nie tylko łączności systemów automatyki oraz robotyki, ale też zbierania danych w celu ich analizy, procesów zarządzania energią i innych. Nowa sieć ma również zapewniać możliwość zmiany modeli działalności firm - ze sprzedawania produktów na dostarczanie usług. Wreszcie rosnąć powinna też liczba aplikacji z obszaru Industrial IoT.

O ile omawiana publikacja i jej podobne sugerują, że 5G zagwarantuje topowe parametry pod względem szybkości i jakości transmisji, o tyle nie odpowiadają one na podstawowe pytanie: dlaczego łączność zapewniana przez zewnętrznych operatorów ma być wykorzystywana wewnątrz fabryk. Przecież naiwnością jest wyobrażanie sobie, że firma będzie używała do komunikacji w obrębie celi robotycznej sieci komórkowej z wykorzystaniem pasma 42 GHz i kart SIM montowanych w kontrolerach robotów! Również systemy sterowania produkcją działające w pętli zamkniętej nie będą beneficjentami nowej technologii, gdyż stoi ona w sprzeczności z ich podstawowymi cechami - szybkością działania, niezawodnością i bezpieczeństwem.

Zwolennicy 5G mogą argumentować, że powyższa krytyka dotyczy jedynie zastosowań produkcyjnych, a przemysł to pojęcie o wiele szersze. Rzeczywiście - dzisiaj, gdy mówi się o sieciach tworzenia wartości, to myślenie o niezawodnym łączeniu producentów, dostawców oraz różnych usługodawców jest jak najbardziej wskazane. Na 5G pewnie skorzystają też producenci systemów semi-industrial oraz sektor energetyczny. Aczkolwiek na koniec dnia i tak wielu praktyków postawi na sprawdzony, ethernetowy kabel optyczny lub miedziany.

O zmianach zadecydować mogą operatorzy komórkowi, którzy podejmą decyzje dotyczące budowy nowej infrastruktury telekomunikacyjnej. Przemysł jest dla nich jedną z wielu obsługiwanych branż i prawdopodobnie 5G zostanie mu po prostu dane. Na koniec warto pamiętać, że wcale nie ma przymusu używania sieci komórkowych. Automatycy przez lata nauczyli się korzystać z wielu technologii komunikacyjnych i umiejętności te wykorzystać mogą po raz kolejny. Ja również przyszłości wymiany danych w przemyśle nie wiązałbym z jednym, uniwersalnym standardem, ale wypadkową wielu dostępnych rozwiązań.

Zbigniew Piątek