【5G 應用大浪潮】諾基亞全方位通信服務助力各行各業加速數位轉型,實踐工業 4.0 願景

若您曾進行過翻新的裝修工程,您將份外有感。相較於建造新房子的過程,改造更為複雜。為實踐工業 4.0 的願景,提升生產力、資訊安全並達成可持續發展目標而展開數位轉型之旅的企業,也面臨類似的挑戰:如何避免製造流程、交通樞紐或是日常營運中斷則是重要關鍵。

一般情況下,在裝修房舍時可暫時搬出,但在許多工業現場,「暫停運作」則完全不是選項之一

諾基亞針對各個垂直產業,例如:製造業、港口、機場、電力和礦場,發展了相應的數位轉型藍圖,提供企業數位轉型所需要的相關應用、邊緣運算的能力、適合特殊工業需求的終端設備、以及涵蓋多種的頻率的無線連接。諾基亞提出的解決方案,可滿足企業當前和未來工業 4.0 的業務需求。

諾基亞解決方案助製造業提升運作彈性,就此啟動數位轉型之路!

進行數位化的同時仍須兼顧業務營運其實相當困難,今日仍約有 70% 的工業資產不具備連網能力,因此企業的首要之務將是考慮如何將不同通信協定、或不同性質的設備 (例如起重機、運輸設備、採礦設備等) 連接在一起,讓所有的工業資產數據資料都得以被收集、分析,並與生產過程中其他的環節進行通信,藉此獲得全方位 360 度以數據為基礎的營運分析報告。

同時這也提供了企業針對其設施打造數位孿生的基礎,在智慧製造和港口營運方面尤為重要。但必須認知 IT 和 OT 的相互結合,需要不同的技術需求和人員,而資訊安全也將會是另一個重要課題。

導入諾基亞 5G SA 無線專網,全面提升工業現場效能

當企業逐漸將自動導引車 (AGV)、遠端遙控機器人、具備影像傳輸能力的工業級對講機,甚至無人機隊引進工作場域執行業務時,量身打造能符合其業務特性並支援使用案例的通信網路顯得格外重要,例如在港口碼頭,良好的信號涵蓋必須遍及寬廣開闊的工作空間,而在工廠室內環境,則需不受環境干擾提供符合超低延遲通信規則特性的新應用。

舉例而言,在生產線上導入自主導引機器人時,必須同時滿足超低延遲和高可靠度的通信效能,確保在需要時可以立刻停止運作。另一方面,建立具備工業等級的邊緣運算環境,在現場可以即時蒐集、控制和管理數據。提供可實踐的關鍵性連接網路,來支援工業環境的多項應用程式,提高現場工作效能。

諾基亞的企業 5G 專網解決方案,能協助不同產業,從泥濘的礦山到傳統的工廠,從陽光普照的巴西發電廠到寒冷的加拿大街頭進行的路測,從自動駕駛汽車技術到預測性電網維護的數位轉型之路。

如前所述,選擇能提供具備工業 4.0 需求的網路甚為重要,但同時也要能維持本身的營運不受中斷,除了可尋求能提供全天候服務、擁有多年電信網路維運經營經驗之電信業者的專業協助,諾基亞也提供了即插即用的自動化雲端方案:諾基亞自動化雲 (Nokia Digital Automation Cloud,NDAC),作為企業進行數位轉型的選項之一。

接下來將以博世 (BOSCH) 為例,分享在其工業環境中導入諾基亞自動化雲端解決方案的 5G 企業專網的測試案例。

化理論為真實諾基亞攜手 BOSCH 驗證 SA 5G 專網效能 打造自動化未來工廠

諾基亞攜手創新夥伴博世和羅德史瓦茲 (Rohde & Schwarz),在博世位於德國斯圖加特的工業 4.0 燈塔工廠環境中進行 5G SA 專網賦能工廠自動化的驗證專案。

5G 在真實工廠環境中的效能到底如何是否仍能展現 5G 理論上的效能指標毫秒級延遲、6 個 9 的網路可靠度、廣覆蓋、高速度和海量連結,以支援製造設備數位化及營運流程的自動化。另一方面,該測試成果同時也驗證了一個核心問題未來 5G 能否成為未來工廠的工業通信標準 

該驗證專案的網路環境為以 5G SA 的專網環境、諾基亞數位自動化雲方案以及支援工業應用,進行了三項案例驗證

展示案例 1大範圍的無線通信覆蓋力對擁有大型生產區域的工廠十分重要,此次驗證環境場景面積達到了一萬平方公尺,且工廠裡有許多具有金屬表面的機器設備 ,可能會對通信環境造成影響。

諾基亞針對距離遠近不一的 5G 基地台進行 5G 信號的絕對強度測量,獲得的測量值大於-80dBm,意味著信號涵蓋品質良好。

另一方面,為確保在工廠內自主導引的博世 ActiveShuttle 能穩定地連接至 5G 專網,接收路線指令後在工廠內運送物料,諾基亞檢查了工廠環境中的背景噪音和潛在干擾,意即 ActiveShuttle 在工廠內移動時會經歷的環境噪音,其 SINR (singal to interferance ratio,信噪比) 的檢測結果大於 30dB,展現了良好的網路佈建能確保自主導引運輸車行動自如

展示案例 2藉助 5G 網路的高速傳輸效能,提供高品質視訊功能進行品質控制,諾基亞將下行與上行的速度比以7:3的比例進行配置,得出下行鏈路的數據速率為 900Mbps,上行鏈路的數據速率大約為 200Mbps。

展示案例 3未來工廠中的製造資產將具備移動能力,透過穩定且低延遲的網路進行控制則更形重要。此一測試則針對 ActiveShuttle 測量了 5G 專網的往返時延。 根據標準 ping 測試結果的記錄,平均延遲約為13毫秒。這一成果既滿足5G R16 和 R17 的規範,於未來的網路的時延將會有更進一步改進。

本次測試成果呈現了在真實工廠環境內,連接到 5G SA 專網的 AGV 及其他設備的 5G 效能,一方面為建構未來工廠提供了證明,在 5G SA 專網內所使用的諾基亞提供的自動化雲端解決方案,也為企業提供了進入工業 4.0 門檻的便利選項,對其工業資產進行有效管理,提升生產效率、甚至進而快速做出判斷與決策。其特點包括:

完整的產品組成,一站式滿足提供了網路連接、終端使用、及相應的應用服務的端到端完整的解決方案,企業可依照本身的需求選擇搭配。

易於管理的簡單性雲端網路管理入口網站,便於直接操作,也可以透過網路一鍵式直接點選建置所需應用。

成熟的技術奠基於 3GPP 一路演進到 5G 的無線網路技術,其高可靠度、及相關的生態系體系亦相當豐富完整。當企業引進 5G SA 時,更能從高速度、低延遲和節省能源等方面獲益。

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