प्रक्रिया उद्योग और अन्य विनिर्माण उद्योग उत्पादन दक्षता में सुधार के लिए डिजिटल प्रौद्योगिकियों की शुरुआत कर रहे हैं। एक मुख्य तकनीक के रूप में, वायरलेस संचार जो कि कनेक्टिविटी प्रदान करता है, जहां भी इसे तैनात किया जाता है वह तेजी से महत्वपूर्ण होता जा रहा है। इसी समय, वायरलेस संचार को विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों की जरूरतों को पूरा करने की आवश्यकता होती है, जो तेजी से चुनौतीपूर्ण होता जा रहा है।
5 जी संचार सुविधाओं का 01 अवलोकन
3 जी और 4 जी/एलटीई के बाद, "5 जी" मोबाइल संचार प्रणालियों की पांचवीं पीढ़ी है। जबकि व्यक्तिगत संचार सेवाओं के लिए सिस्टम की इन पीढ़ियों को अधिक विकसित किया गया है, 5G का उपयोग इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) नेटवर्क इन्फ्रास्ट्रक्चर के लिए भी किया जा सकता है, जो सभी उपकरणों और वस्तुओं को रोजमर्रा की जिंदगी, विनिर्माण और अन्य उद्योगों में जोड़ देगा।
5 जी संचार की तीन विशेषताएं और उनके व्यावहारिक अनुप्रयोग।
● बढ़ाया मोबाइल ब्रॉडबैंड
5 जी ब्रॉडबैंड वायरलेस संचार के डेटा थ्रूपुट को बढ़ाने पर केंद्रित है, जिसे पिछली पीढ़ियों में बढ़ाया गया है। स्मार्टफोन और अन्य मोबाइल उपकरणों के लिए ब्रॉडबैंड सेवाएं इस सुविधा का लाभ उठाने का एक प्रमुख उदाहरण हैं।
● अल्ट्रा-विश्वसनीय कम-देरी संचार
5 जी को अत्यधिक विश्वसनीय, कम-विलंबता और वास्तविक समय वायरलेस संचार को सक्षम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
● बड़े पैमाने पर मशीन संचार
इस सुविधा का अर्थ है कि कई कम-ट्रैफिक टर्मिनल एक साथ जुड़े हुए हैं।
5 जी में 02 समर्पित स्पेक्ट्रम
अधिकांश मौजूदा वायरलेस संचार प्रौद्योगिकियों के साथ, इस बिना लाइसेंस वाले स्पेक्ट्रम का उपयोग विभिन्न प्रकार के परिदृश्यों के लिए किया जा सकता है, जिनमें असीमित संख्या में उपयोगकर्ता हैं। हालांकि, एक ही आवृत्ति बैंड पर विभिन्न वायरलेस सिस्टम के बीच हस्तक्षेप का जोखिम है।
03 ऑपरेटिंग निजी नेटवर्क (स्थानीय 5 जी)
मौजूदा मोबाइल संचार प्रणालियों को आमतौर पर एक मोबाइल नेटवर्क ऑपरेटर द्वारा स्थापित एक राष्ट्रव्यापी नेटवर्क में संचार सेवाओं की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया जाता है।
04 अंतर्राष्ट्रीय मानकीकरण 5 जी
कुछ देशों में, कंपनियों और स्थानीय सरकारों को अपने स्वयं के समर्पित 5 जी नेटवर्क बनाने और संचालित करने की उम्मीद है। लाइसेंस प्राप्त करने के बाद, स्थानीय ऑपरेटर विशेष रूप से अपने क्षेत्र के भीतर इन बैंडों का उपयोग कर सकते हैं।
5 जी का उपयोग पारंपरिक मोबाइल संचार उद्योग और कई अन्य उद्योगों में किया जाने की उम्मीद है। औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए नई आवश्यकताओं को शामिल करना मानकों के सफल विकास में एक महत्वपूर्ण कारक है। विनिर्माण और दूरसंचार उद्योगों की प्रमुख कंपनियां निर्माण उद्योग में 5G प्रौद्योगिकी के आवेदन को सक्रिय रूप से भाग ले रही हैं और उनकी खोज कर रही हैं।
प्रक्रिया उद्योग में 05 पांच संभावित अनुप्रयोग
विनिर्माण क्षेत्र में, विभिन्न क्षेत्र अनुप्रयोगों के लिए संचार आवश्यकताएं अलग -अलग होती हैं, और जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, 5 जी का उपयोग वायरलेस इन्फ्रास्ट्रक्चर के रूप में किया जाता है जो विभिन्न प्रकार के वायरलेस फैक्ट्री अनुप्रयोगों को पेश करने में सक्षम है। इसके अलावा, उन अनुप्रयोगों में जो सर्वश्रेष्ठ 5G की संचार सुविधाओं का लाभ उठाते हैं, उन्हें विनिर्माण में डिजिटल रिमोट ऑपरेशन की सुविधा के लिए विकसित किया जा रहा है।
1। मोबाइल उपकरणों के लिए साइट पर ऑपरेशन समर्थन
उत्पादकता बढ़ाने के लिए मोबाइल उपकरणों को क्षेत्र में तैनात किया जा रहा है, और वर्तमान नेटवर्क कवरेज और फील्ड बैंडविड्थ सीमाएं वायरलेस संचार के माध्यम से अनुप्रयोग समर्थन सीमा। 5G कारखाने के किसी भी क्षेत्र में उच्च गति और कम विलंबता पर ब्रॉडबैंड वायरलेस संचार को सक्षम करेगा।
संवर्धित वास्तविकता (एआर) 5 जी एन्हांस्ड मोबाइल ब्रॉडबैंड के एप्लिकेशन परिदृश्यों में से एक है। यद्यपि एआर को बहुत अधिक डेटा की आवश्यकता होती है, यह लक्ष्य डिवाइस पर उच्च-परिभाषा छवियों को सुपरइम्पोज कर सकता है और उन्हें कार्यकर्ता के टैबलेट या पहनने योग्य टर्मिनल डिवाइस पर वास्तविक समय में प्रदर्शित कर सकता है, जो एक सहज समाधान प्रदान करता है। फील्ड वर्कर्स सुपरइम्पोज्ड कार्य प्रक्रियाओं को संदर्भित करते हुए, या दूरदराज के स्थानों में तकनीशियनों के साथ वास्तविक समय में छवियों को साझा कर सकते हैं और विशिष्ट सिफारिशें प्राप्त कर सकते हैं। यह न केवल क्षेत्र के काम की दक्षता, विश्वसनीयता और सुरक्षा में सुधार करने में मदद करता है, बल्कि अभ्यास के माध्यम से अधिक प्रभावी ढंग से कौशल पर भी पारित कर सकता है।
2। उच्च-परिभाषा छवियों के साथ दूरस्थ निगरानी
5 जी में 4 जी/एलटीई की पिछली पीढ़ी की तुलना में अधिक क्षमता है, विशेष रूप से अपलिंक संचार के संदर्भ में। यह वास्तविक समय में 4K या उच्चतर रिज़ॉल्यूशन में वीडियो स्ट्रीम करना संभव बनाता है। कारखानों में, एक संभावित उपयोग दूरस्थ निगरानी के लिए वायरलेस कैमरों का उपयोग है। जब छवि की स्पष्टता तरल सतह के रंग में सूक्ष्म परिवर्तनों या पाइप के क्षरण को अलग करने के लिए पर्याप्त उच्च होती है, तो दृश्य निरीक्षण को दूर से किया जा सकता है। उच्च-रिज़ॉल्यूशन छवियों का उपयोग एआई एनालिटिक्स के लिए इनपुट के रूप में भी किया जा सकता है, जो स्वचालित रूप से अनधिकृत मानव घुसपैठ या आग जैसी स्थितियों जैसे विसंगतियों का पता लगा सकता है।
3। क्लाउड रोबोट
जैसे -जैसे कामकाजी आबादी सिकुड़ती है, मोबाइल रोबोट से यह सुनिश्चित करने की उम्मीद की जाती है कि कारखाने सुरक्षित और मज़बूती से काम करें। रोबोट पूरे कारखाने में स्वायत्त रूप से चलते हैं, श्रमिकों की जगह खतरनाक क्षेत्रों में गश्त करते हैं। ड्रोन उच्च ऊंचाई वाले काम कर सकते हैं, जो श्रमिकों के लिए खतरनाक हो सकता है। "क्लाउड रोबोटिक्स" एक आशाजनक तकनीक के रूप में उभर रहा है। क्योंकि क्लाउड में नियंत्रण कार्य रोबोट के कम्प्यूटेशनल प्रदर्शन द्वारा सीमित नहीं हैं, उन्नत नियंत्रण कार्यों को तैनात किया जा सकता है।
इसकी उच्च गति और उच्च क्षमता वाले गुणों का उपयोग करते हुए, 5 जी मोबाइल रोबोटों को वायरलेस रूप से क्लाउड में नियंत्रण कार्यों को वास्तविक समय में कनेक्ट करने में सक्षम बनाता है। क्लाउड में बड़े पैमाने पर कंप्यूटिंग संसाधनों का उपयोग करें और वास्तविक समय में बड़ी मात्रा में सेंसर डेटा की प्रक्रिया करें। 5G द्वारा पेश की जाने वाली अल्ट्रा-विश्वसनीय और कम-विलंबता सुविधाएँ इसे आपातकालीन, समय-संवेदनशील संचार के लिए उपयोग करने की अनुमति देती हैं, जो रोबोट और मोबाइल प्रक्रिया उपकरणों के बीच टकराव जैसी घटनाओं से बच सकती हैं।
4। वायरलेस/क्लाउड कंट्रोल सिस्टम
मौजूदा वायरलेस तकनीक एक ही समय में उच्च विश्वसनीयता और कम विलंबता प्राप्त नहीं कर सकती है, लेकिन इसे 5 जी के साथ प्राप्त किया जा सकता है। यह मिशन-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए 5 जी उपलब्ध है। एक संभावित एप्लिकेशन एक विस्तृत संयंत्र क्षेत्र में संचार केबलों को स्थापित करने और बनाए रखने की लागत को कम करने के लिए एक वितरित नियंत्रण प्रणाली (डीसीएस) के वायरलेस भाग के लिए है। संचार के केबलों के किसी भी हेरफेर के बिना निगरानी बिंदुओं को भी जोड़ा और संशोधित किया जा सकता है।
इसके अलावा, यदि 5 जी अत्यधिक विश्वसनीय, क्षेत्र उपकरणों और क्लाउड के बीच कम-विलंबता संचार सुनिश्चित करता है, तो मिशन-महत्वपूर्ण प्रदर्शन को बनाए रखते हुए क्लाउड में नियंत्रक और अन्य डीसीएस कार्यों को कॉन्फ़िगर किया जा सकता है। बाहरी क्लाउड सिस्टम के अलावा, 5 जी का उपयोग मल्टी-एक्सेस एज कंप्यूटिंग (एमईसी) के साथ भी किया जा सकता है, जो नेटवर्क में कम-विलंबता कंप्यूटिंग प्लेटफॉर्म का निर्माण करेगा। जब MEC प्लेटफ़ॉर्म पर नियंत्रण अनुप्रयोगों को लागू किया जाता है, तो इंटरनेट या अन्य नेटवर्क की आवश्यकता के बिना 5G की उच्च विश्वसनीयता और कम विलंबता का पूरा लाभ उठाने के लिए क्लाउड कंट्रोल सेवाओं को सक्षम किया जा सकता है।
5। डिजिटल जुड़वाँ के लिए कनेक्टेड सेंसर
डिजिटल ट्विन साइबरस्पेस में वास्तविक कारखाने का डिजिटल अहसास है और कारखाने के संचालन के डिजिटल परिवर्तन की नींव है। एप्लिकेशन स्थिर डिजिटल प्लांट डिज़ाइन जानकारी तक सीमित नहीं हैं। डिजिटल जुड़वाँ वास्तविक समय में वास्तविक पौधों की स्थिति को दर्शाते हैं, जो सिमुलेशन और एआई एनालिटिक्स के माध्यम से भविष्य कहनेवाला रखरखाव और अनुकूलित संचालन को सक्षम करते हैं।
भौतिक और डिजिटल जुड़वाँ की स्थिति को अधिक सटीक रूप से सिंक्रनाइज़ करने के लिए, कंपनियों को उपकरण, पाइपलाइनों और अन्य परिसंपत्तियों के साथ -साथ मौसम और अन्य स्थितियों की स्थिति को सही ढंग से समझना चाहिए। ऐसा करने के लिए, कारखाने को कई सेंसर स्थापित करना था। इस मांग को पूरा करने के लिए, प्रत्येक सेंसर को वायरलेस, सस्ती और बैटरी को बदलने के बिना वर्षों तक काम करने में सक्षम होना चाहिए। एक ही समय में कई उपकरणों को जोड़ने की 5G की क्षमता इस एप्लिकेशन के लिए महत्वपूर्ण है।
कारखानों में संभावित 5G एप्लिकेशन मामलों में मोबाइल उपकरणों, रिमोट मॉनिटरिंग, क्लाउड रोबोटिक्स, वायरलेस/क्लाउड कंट्रोल सिस्टम और डिजिटल ट्विन ऑप्टिमाइज़ेशन के लिए संवर्धित सेंसर कनेक्टिविटी के लिए समर्थन शामिल है।
06 स्थिति और औद्योगिक 5 जी अनुप्रयोगों की चुनौतियां
कारखाने में कई संभावित अनुप्रयोग मामलों के बावजूद, 5 जी को अभी तक प्रक्रिया उद्योग में व्यापक रूप से लागू किया गया है। औद्योगिक 5 जी अनुप्रयोग अभी भी कई चुनौतियों का सामना करते हैं।
उपभोक्ता और औद्योगिक अनुप्रयोगों की जरूरतों को पूरा करने के लिए, 5 जी को कई कार्यों का समर्थन करना चाहिए। 5 जी मानक को अलग -अलग प्राथमिकताओं के साथ चरणबद्ध तरीके से विकसित किया जा रहा है। 5G मानक के R16 और बाद के संस्करणों में ऐसी विशेषताएं शामिल हैं जिनका उपयोग औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है। वे उच्च-विश्वसनीयता, कम-विलंबता संचार और निजी नेटवर्क को बढ़ाते हैं, और स्वचालन में एक आवश्यक नेटवर्किंग तकनीक, समय-संवेदनशील नेटवर्क (TSN) के साथ अंतरोपारन का समर्थन करते हैं।
औद्योगिक क्षेत्र की क्षमताओं को R18 और बाद में (5G- उन्नत) मानकों में और बढ़ाया जाएगा। जबकि 5 जी उन्नत औद्योगिक क्षमताओं जैसे उच्च विश्वसनीयता, कम विलंबता, और एक साथ कनेक्टिविटी को गुणा करते हैं, इन क्षमताओं का समर्थन करने के लिए 5 जी मानकों, अनुपालन उत्पादों और बुनियादी ढांचे के आगे विकास की आवश्यकता होती है।
प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट टेस्ट कॉन्फ़िगरेशन कठिन उन्नत प्रक्रिया नियंत्रण चुनौतियों को हल करने के लिए नए एल्गोरिदम और 5 जी का उपयोग करते हैं।
07 5 जी का उपयोग करके रिमोट कंट्रोल टेक्नोलॉजी की अवधारणा का प्रमाण
जबकि POC एक आशाजनक कदम है, औद्योगिक 5G समाधानों के लिए एक स्पष्ट वाणिज्यिक मूल्य विकसित करने के लिए आगे परीक्षण की आवश्यकता है। एक संभावित समाधान कारखानों में हाई-स्पीड वायरलेस कम्युनिकेशन एज डिवाइस को तैनात करना और वास्तविक समय में उपकरणों को नियंत्रित करने के लिए क्लाउड-आधारित स्वायत्त एआई तकनीक का उपयोग करना है।
08 5 जी और क्लाउड-आधारित स्वायत्त नियंत्रण एआई
5G के साथ FKDPP और क्लाउड का संयोजन, जो कम विलंबता और कई उपकरणों को जोड़ने की क्षमता प्रदान करता है, औद्योगिक स्वायत्त नियंत्रण प्राप्त करने के लिए मुख्य तकनीक बनने की उम्मीद है।
कई उद्योग डिजिटल परिवर्तन में तेजी लाने के लिए 5 जी वायरलेस संचार प्रौद्योगिकी के उपयोग पर विचार करने लगे हैं। उच्च विश्वसनीयता, कम विलंबता और कई उपकरणों को एक साथ जोड़ने की क्षमता औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है। अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला को प्राप्त करने के लिए, 5 जी मानक को लगातार सुधारना, अधिक परिपक्व अनुपालन उत्पादों और बुनियादी ढांचे को प्रदान करना, और उपयोगकर्ताओं को 5 जी द्वारा लाए गए अद्वितीय लाभ और मूल्य दिखाना आवश्यक है।