De voordelen van private 5G-netwerken voor de maakindustrie

5G, de vijfde generatie van mobiele netwerken, zorgt voor radicale prestatieverbeteringen. De technologie tilt de connectiviteit, betrouwbaarheid en beschikbaarheid naar nieuwe hoogten. 5G biedt tot 100 keer hogere snelheden dan 4G, extreem lage latency en meer capaciteit. De technologie zal de komende jaren ondersteuning bieden voor allerhande innovatieve toepassingsscenario’s, van smart cities tot verbonden havens. 5G zal zorgen voor nieuwe mogelijkheden en ervaringen op het gebied van entertainment, samenwerking en training. In de maakindustrie kan 5G worden ingezet voor de monitoring van productieprocessen en het waarborgen van de kwaliteit van producten.

Om dit te bereiken kiezen veel organisaties voor de implementatie van private 5G-netwerken. Deze maken, in tegenstelling tot wifi-netwerken, gebruik van een vaste frequentieband. Organisaties kunnen daarmee de interferentieproblemen uit de weg gaan die inherent zijn aan netwerken die gebruikmaken van een gedeelde en onbeheerde frequentieband. Private 5G-netwerken kunnen ook veel meer apparaten verbinden zonder nadelige gevolgen voor de quality of service (QoS). Ze worden ingezet binnen een duidelijk afgebakende geografische regio, zoals een mijn, haven, campus, magazijn of fabriek met elkaar te verbinden. Private 5G-netwerken worden ingericht om specifieke bedrijfsbehoeften te voorzien.

Een van de aanvullende technologieën die aan de basis van 5G staat, is edge computing. Deze technologie maakt het mogelijk om bepaalde netwerkservices onder te brengen binnen een lokale omgeving, zoals een campus of distributiecentrum. De variant multi-access edge computing (MEC) is daar met name geschikt voor. Deze aanpak zorgt ervoor dat er minder data via een extern netwerk moet worden overgedragen, aangezien de meeste data lokaal wordt verwerkt. Het reduceert bovendien de afstand die het dataverkeer moet afleggen. Dit levert diverse voordelen op, zoals een reductie van de latency, het verkeer binnen het centrale netwerk en de kosten rond de gegevensoverdracht. Bovendien blijft de data binnen de bedrijfsmuren. Dat is belangrijk voor toepassingen die aan de strenge eisen van de wet- en regelgeving moeten voldoen.

5G en Industry 4.0

5G en edge computing zijn onmisbaar voor bedrijven die optimaal willen profiteren van de voordelen van de vierde industriële revolutie. Industry 4.0 staat in het teken van innovatieve technologische oplossingen die gebruikmaken van artificial intelligence (AI), augmented reality (AR) en virtual reality (VR), het Internet of Things (IoT) en geavanceerde netwerken voor het automatiseren van het gros van processen. Private 5G-netwerken groeien daarmee uit tot een essentiële component voor organisaties die inzetten op digitale transformatie en automatisering.

Het doel van Industry 4.0 is om een einde te maken aan problemen waarmee de maakindustrie al jarenlang kampt, om nieuwe businessmodellen en toepassingsscenario’s te ontwikkelen en om zakelijke kansen te ontsluiten. Dit concept is met name relevant voor de intelligente supply chains en verbonden value chains die aan de basis staan van de fabrieken van de toekomst.

De industrie van morgen: dit is wat de toekomst in petto heeft

Digital twins
Digital twins (digitale replica’s) zijn accurate virtuele modellen van fysieke objecten of apparaten. Ze worden gebruikt om vast te stellen welke wijzigingen er kunnen worden aangebracht om hun werking te optimaliseren. Ze helpen bedrijven daarnaast met het verbeteren van het voorspellende onderhoud van producten, machines, en systemen. Volgens een rapport van Forrester zegt 76% van alle bedrijven in de maakindustrie dat digital twins de komende 12 maanden belangrijk of dan wel enorm waardevol zullen zijn voor hun strategische activiteiten.

Accurate continue en ad hoc-prognoses vragen echter om real-time data, een moderne infrastructuur en de juiste IoT-sensoren. Een 5G-netwerk kan daarbij uitkomst bieden.

Real-time analyses
Een van de problemen waarmee de maakindustrie worstelt, is de groeiende behoefte aan efficiëntie. Voor industriële productiebedrijven is het cruciaal om verspilling tegen te gaan en daarmee de productieresultaten te verbeteren. Dit vraagt om de inzet van efficiëntere systemen voor het monitoren van de prestaties van productielijnen. Met behulp van voorspellend onderhoud en procesoptimalisatie kunnen industriële bedrijven downtime tot een minimum beperken en de productiviteit een boost geven.

Volgens McKinsey maakt een kwart van alle bedrijven al gebruik van het Internet of Things om hun apparatuur te verbinden. Het aantal verbonden apparaten zal dit jaar het niveau van 43 miljard bereiken.

Hierbij is een sleutelrol weggelegd voor het private 5G-netwerk, omdat het de mogelijkheid biedt om enorme datavolumes te verwerken. Dit stelt bedrijven in staat om accurate real-time analyses uit te voeren binnen grootschalige productieomgevingen. Een privaat 5G-netwerk kan ook ondersteuning bieden voor allerlei verbonden apparaten die worden gebruikt voor de monitoring van productieprocessen en het kan managers helpen om beter gefundeerde beslissingen te nemen.

Autonome machines en bedrijfsprocessen
Gevaarlijke omstandigheden kunnen mensen op de werkvloer blootstellen aan letsel als gevolg van contact met zware machines, brandgevaar en andere risico’s. Autonome machines kunnen bijdragen aan een veiligere werkomgeving.

Een privaat 5G-netwerk levert voordelen op voor de nauwkeurigheid en veiligheid. Het maakt het mogelijk om autonome machines in te zetten binnen dynamische werkomgevingen en om informatie razendsnel te verwerken. De lage latency van het private netwerk maakt het ook mogelijk om in real-time aanpassingen aan te brengen voor het opvoeren van de nauwkeurigheid, veiligheid en efficiëntie.

De inzet van autonome systemen kan ook wonderen doen voor de productiviteit. Naar schatting kan dit bijdragen aan 7.000 extra bedrijfsuren per jaar voor boortorens. Dat is een toename met 2.000 bedrijfsuren, oftewel 40%.

Conclusie

De implementatie van een privaat 5G-netwerk biedt industriële bedrijven tal van voordelen, zeker in combinatie met edge computing. Dit vertaalt zich in procesoptimalisatie, innovatiekracht en de ontwikkeling van oplossingen met toegevoegde waarde. De Europese maakindustrie zou nu moeten beginnen te investeren in private connectiviteit om concurrerend te blijven en de productiecapaciteit een boost te geven.

Auteur: Martin Male, Business Partner Industry 4.0 & Operational Transformation bij Verizon Business