How  5G  Can  Make  a  Difference  in  the  Industry? 

How 5G Can Make a Difference in the Industry

5G networks will finally be activated in Turkey with the frequency tender to be held in 2023. Currently, within the scope of special projects such as Istanbul Airport and the 5G@endtech program, 5G networks are also very limited in Turkey. So where does 4G fall short? In which areas will 5G be a technology that will make a difference?

Unlike the GSM technology that preceded the 5G technology itself, it has the capability for the first time to chains of parts of the chain. 3 major difference structures compared to previous GSM technologies:

1) Much higher speed: While in theory the maximum achievable speed in 4G is 300Mbps, in 5G it reaches 30Gbps. This means that much larger data exchange is possible.

2) Much lower latency: 15-50ms latency for 4G drops to 1-10ms for 5G. This means getting the data of the reflex time.

3) Much higher capacity: 2000 device connections per square kilometer possible in 4G, increasing to 1 million in 5G. This means an end to connection interruptions caused by the use of bandwidth in places where there are too many devices communicating via GSM.

It also needs to be clarified exactly how all these skills will be of benefit. If the results of these features are not clearly expressed in real life, it will be difficult to demand the transition from 4G to 5G, where these features can only be seen as a luxury investment, more or less responsive to all the features of many consoles.

The above outline of 5G technology in this direction paves the way for some that were previously groundbreaking in theory but could not be taken for granted due to the deployment of the sprawling community. The apps shown below don't enjoy the same results from any of 5G's 3 benefits, but they rely heavily on those benefits. It is expressed in the drawing that which operation relies on which advantage and to what extent. For example, while high acquisition speed is essential for business and cloud protection of big data, high capacity becomes important when it comes to the consumption of a large number of electronic devices in a small area such as smart cities.

When they see human life and traffic patterns, such as autonomous vehicles, very low latency is critical so that they can be implemented in a healthy way. In autonomous vehicle applications, the reflex of the data from the numerous sensors in the vehicles takes place at the end, and the use of the bandwidth that can be created by the inadequacy of many devices must be strictly prevented.

When it comes to autonomous manufacturing, the main lines of machines are usually large enough to not need the speeds made possible by 5G. On the other hand, low response times and processor communication between a large number of devices will be important in these devices, which have become completely independent of human intervention, such as dark factories.

When evaluating the benefits of 5G, it is clear that it promises to make an "industrial" difference that will improve the quality of life by directing these advantages, not through the electronic devices used by consumers.

While the 5G applications in the world continue rapidly, the areas with limited expenditure above in Turkey have been overhauled with the work of the first examples of 5G applications, industrial 5G router hardware of Robustel and the expert engineer team of GSL. In order to witness what kind of users use 5G in the industry, it is possible to reach 5G by Vodafone Business and visit MEXT, the technology center whose 5G applications were purchased in cooperation with GSL.

We talked about the fact that 5G will open new doors in the industry, making the previously impossible possible with its capabilities. So, what are the concrete applications that we can take advantage of the features of 5G and that we can deal with with the technology available in Turkey? Let's explain with flowers from different systems spreading with Robustel R5020 and EG5120 series 5G routers, which are used in 5G applications all over the world.

5G Application Examples

Robot Remote Control Application

These robots, which can be used in dark factory conditions, in places where human access is difficult, in environments harmful to human health, and even in search and rescue, can move at the speed of wired connection and human reflexes thanks to 5G. Inspection of industrial facilities or areas with hazardous environmental conditions can be carried out remotely with these robots. Spot robot can read analog measurement values such as pressure, current, temperature, and can detect hot spots or dangers in industrial facilities, water and steam leak detection with thermal cameras. It can detect the need for repair while helping to create a digital twin with laser scanning.

Remote Robot Arm Control Application

Remote robot arm control, which can break new ground in many fields, especially in health, takes advantage of the low latency and high speed advantages of 5G technology. Remote robot arm control can lead to many applications not only in remote surgeries, but also in production facilities at points that may affect human health and in the defense sector. The fact that Robustel R5020 supports many industrial protocols, including Modbus, provides a great advantage for such applications.

Intelligent CNC Machine Application with AMR

Establishing a special "Private LTE/5G" infrastructure in areas such as factories, shipyards and mines, where general mobile networks are insufficient for various reasons today, provides a great advantage for critical communication within such facilities. At the beginning of the applications where the use of 5G is critical in such facilities is the AMR/AGV, which are highly maneuverable mobile robots used in the handling of many different materials. Robots and machines in the production area can connect with AMR or AGVs via 5G. In these connections, there is no bandwidth shortage or response time delay thanks to 5G, thus making it easier to respond to any emergency or problem on the line.

AS/RS Automated Storage System Application

In these systems, storage activities are completely controlled by computers. Operations such as storing, arranging, unloading, and even order picking on shelves are managed by computers. In this application, high-speed/instant communication is provided with ERP systems thanks to the 5G integration of the AS/RS system. In addition, the system allows the use of high-resolution cameras to communicate with 5G and to separate certain packages. Thus, for example, orders or requests can be processed much more quickly.

Assembly Line Emergency Stop Application

An assembly line usually consists of manual and automated processes. For this reason, high safety requirements occur during material delivery and material pickup in some assembly areas. An important area where 5G can provide an advantage in occupational safety optimization is these assembly lines. In an assembly line emergency stop application, the low latency provided by 5G ensures that the information received from motion sensors is sent without delay, and the assembly line can be stopped instantly in case of any danger.

CNC Machine Remote Monitoring and Analysis System

In industrial facilities, dark or digital factories, the data received from CNC machines, sensors and all kinds of IEDs must be remotely monitored and analyzed and controlled. For this reason, this data must be transferred to the cloud in a secure and lossless manner over 5G and processed with the right software. Such remote monitoring and analysis applications take advantage of the low latency, high speed and high bandwidth benefits of 5G. Robustel's 5G router models ensure secure and lossless data transfer thanks to their industrial design and stable 5G connections.

Occupational Safety and Emergency Application

Image processing technologies can be used in production facilities so that the system can give a warning in case of emergency. Here, both low latency and wide bandwidth are needed from the advantages of 5G technology. In these applications, Robustel industrial 5G routers offer stable cellular connectivity and Gigabit ports to make the most of the benefits of 5G. In addition, with 5G communication, it is possible to take timely measures against the dangers that may occur in the robot cells in the production facilities.

When implementing industrial 5G applications such as these, the greatest need is to use field-tested and approved communication equipment and to find a reliable solution partner with an expert team that has already commissioned similar applications. As GSL Engineering, we are ready to guide your transition to 5G with our expert team that has deployed a wide variety of 5G applications and our 5G router solutions used in a wide variety of applications all over the world.

- - -

5G Endüstride Nasıl Fark Yaratabilir?

5G ağları, nihayet 2023 yılında yapılacak frekans ihalesiyleTürkiye’de de devreye girecek. Halihazırda İstanbul Havalimanı ve 5G@endtech programı gibi özel projeler kapsamında 5G ağları Türkiye’de de oldukça kısıtlı olarak devrede bulunuyor. Peki, 4G nerede yetersiz kalıyor? 5G hangi alanlarda fark yaratacak bir teknoloji? Bu yazıda örneklerle ele alalım.

5G teknolojisi kendisinden önce gelen GSM teknolojilerinden farklı olarak, ilk kez tüketiciden ziyade endüstrinin ihtiyaçlarına yönelik geliştirildi. Önceki GSM teknolojilerine kıyasla 3 açıdan büyük fark yaratıyor:

1) Çok daha yüksek hız: 4G’de ulaşılabilen en yüksek hız teoride 300Mbps iken, 5G’de bu 30Gbps’ye erişiyor. Bu, kat kat daha büyük veri alışverişinin mümkün olması demek.

2) Çok daha düşük gecikme: 4G’nin 15-50 ms’lik gecikme değerleri, 5G’de 1-10 ms’ye düşüyor. Bu, refleks hızında veri aktarımı demek.

3) Çok daha yüksek kapasite: 4G’de mümkün olan kilometrekare başına 2000 cihaz bağlantısı, 5G’de 1 milyona çıkıyor. Bu, GSM ile haberleşen çok fazla aygıt olan yerlerde bant genişliğinin yetersizliğinden kaynaklı bağlantı sorunlarına son demek.

Tüm bu avantajların tam olarak nasıl bir fayda sağlayacağının da netleştirilmesi gerekiyor. Eğer gerçek hayatta bu özelliklerin sonuçları net olarak ifade edilmezse, bu özellikler yalnızca lüks bir yatırım olarak görülebilir, birçok açıdan tüketicinin tüm ihtiyaçlarına az çok cevap verebilen 4G’den 5G’ye geçişe talep oluşturmak zorlaşır.

Bu yönden bakıldığında 5G teknolojisinin yukarıda bahsettiğimiz özellikleri, daha önce teoride çığır açan, ancak haberleşme altyapısının yetersizliği nedeniyle sağlıklı biçimde devreye alınamayan bazı uygulamaların önünü açıyor. Aşağıda görünen uygulamalar, 5G’nin 3 avantajının her birinden aynı derecede faydalanmıyor, ancak bu avantajlara büyük ölçüde bel bağlıyorlar. Hangi uygulamanın ne ölçüde hangi avantaja bel bağladığı, çizimde ifade ediliyor. Örneğin büyük verinin buluta aktarımı ve bulut üzerinden işlenmesi için yüksek iletim hızı şartken, akıllı şehir uygulamaları gibi küçük bir alanda çok sayıda elektronik cihaz bağlantısının söz konusu olduğu uygulamalarda yüksek kapasite önemli hale geliyor.

Otonom araçlar gibi insan hayatı ve trafik düzenini etkileyen uygulamaların sağlıklı biçimde hayata geçirilebilmesi için ise çok düşük gecikme hızı kritiktir. Otonom araç uygulamalarında, araçlarda yer alan sayısız sensörden veri aktarımının refleks hızında gerçekleşmesi, çok sayıda cihaz bağlantısının yaratabileceği bant genişliği yetersizliğinin de kesin olarak önüne geçilmesi gerekir.

Otonom üretim söz konusu olduğunda, makinelerin ürettiği veriler genellikle 5G ile mümkün hale gelen hızlara ihtiyaç duymayacak hacimde verilerdir. Öte yandan bu uygulamalarda da karanlık fabrikalar gibi insan müdahalesinden tamamen bağımsız hale gelen uygulamalarda düşük yanıt süreleri ve çok sayıda cihaz arasında sorunsuz haberleşme önemli olacaktır.

5G’nin sunduğu avantajları değerlendirirken açıkça görüyoruz ki, bu avantajlar tüketicilerin kullandığı elektronik cihazlar üzerinden değil de, dolaylı yoldan hayat kalitelerini yükseltecek “endüstriyel” uygulamalarda fark yaratmayı vaat ediyor. 

Dünya’da 5G uygulamaları hızla devam ederken, Türkiye’de yukarıda bahsettiğimiz kısıtlı alanlarda  5G uygulamalarının ilk örneklerinin önemli bir kısmı, Robustel'in endüstriyel 5G router donanımları ve GSL’nin uzman mühendis ekibinin çalışmalarıyla devreye alındı. Endüstride 5G’nin ne gibi uygulamalarda kullanıldığına bizzat şahit olmak için, Vodafone Business tarafından 5G altyapısı sağlanan ve 5G uygulamaları GSL işbirliğiyle devreye alınan teknoloji merkezi MEXT'i ziyaret etmek mümkün.

5G’nin endüstride yeni kapılar açacağından, avantajlarıyla daha önceden mümkün olmayanı mümkün hale getireceğinden bahsettik. Peki 5G’nın avantajlarından yararlanabileceğimiz, halihazırda Türkiye’de mevcut teknolojiyle devreye alabileceğimiz somut uygulamalar neler olabilir? Dünyanın dört bir yanında 5G uygulamalarında kullanılmakta olan Robustel R5020 ve EG5120 serisi 5G router’larla devreye aldığımız farklı sistemlerden örneklerle açıklayalım.

5G Uygulama Örnekleri

Robot Uzaktan Kontrol Uygulaması

Karanlık fabrika koşullarında, insan erişiminin zor olduğu yerlerde, insan sağlığına zararlı ortamlarda, hatta arama kurtarmada kullanabilen bu robotlar 5G sayesinde kablolu bağlantı hızında, insan reflekslerinde hareket edebiliyor. Endüstriyel tesislerin veya tehlikeli ortam koşullarına sahip alanların denetimi bu robotlarla uzaktan gerçekleştirilebiliyor. Spot robot basınç, akım, sıcaklık gibi analog ölçüm değerlerini okuyabiliyor, termal kameralarla endüstriyel tesislerde sıcak nokta veya tehlike tespiti, su ve buhar kaçak tespiti yapabiliyor. Lazer taramayla dijital ikiz oluşturmaya yardımcı olurken onarım ihtiyacını da tespit edebiliyor. 

Uzaktan Robot Kolu Kontrolü Uygulaması

Başta sağlık olmak üzere birçok alanda çığır açabilecek uzaktan robot kolu kontrolü, 5G teknolojisinin başta düşük gecikme ve yüksek hız avantajlarından yararlanır. Uzaktan robot kolu kontrolü, sadece uzaktan ameliyatlarda değil, üretim tesislerinde insan sağlığını etkileyebilecek noktalarda ve savunma sektöründe de birçok uygulamaya önayak olabilir. Robustel R5020'nin Modbus dahil birçok endüstriyel protokolü desteklemesi, bu gibi uygulamalara büyük avantaj sağlıyor.

AMR ile Akıllı CNC Tezgah Uygulaması

Günümüzde genel mobil şebekelerin çeşitli nedenlerle yetersiz kaldığı fabrika, tersane, maden  gibi alanlarda, bu tesislere özel bir “Private LTE/5G” altyapısı kurulması, bu tarz tesisler içerisindeki kritik haberleşmeye büyük avantaj sağlıyor. Bu gibi tesislerde 5G kullanımının kritik olduğu uygulamaların başında ise farklı birçok malzemenin taşıma işlerinde kullanılan, yüksek manevra kabiliyetine sahip mobil robotlar olan AMR/AGV gelir. AMR veya AGV’ler ile üretim alanındaki robot ve makineler 5G üzerinden bağlantı kurabilir. Bu bağlantılarda 5G sayesinde bant genişliği yetersizliği veya yanıt süresinde gecikme yaşanmaz, böylece hat üzerindeki herhangi bir acil durum veya soruna müdahale de kolaylaşır.

AS/RS Otomatik Depolama Sistemi Uygulaması

Bu sistemlerde depolama faaliyetlerinin tamamen bilgisayarlarla kontrol edilir. Yüklerin raflarda depolanması, düzenlenmesi, boşaltılması, hatta sipariş toplama gibi işlemler bilgisayarlar tarafından yönetilir. Bu uygulamada AS/RS sisteminin 5G entegrasyonu sayesinde ERP sistemleri ile yüksek hızlı/anlık haberleşme sağlanıyor. Bunun yanı sıra sistemde 5G ile haberleşilmesi, belirli paketlerin ayrıştırılması için yüksek çözünürlüklü kamera kullanımına da olanak tanıyor. Böylece örneğin siparişler veya talepler çok daha hızlı biçimde işleme alınabiliyor.

Montaj Hattı Acil Durdurma Uygulaması

Bir montaj hattı genelde manuel ve otomatik proseslerden oluşur. Bu nedenle, bazı montaj bölgelerindeki malzeme teslimatı ve malzeme alma sırasında yüksek güvenlik gereklilikleri oluşur. 5G’nin iş güvenliği optimizasyonunda avantaj sağlayabileceği önemli bir alan da bu montaj hatlarıdır. Bir montaj hattı acil durdurma uygulamasında 5G’nin sağladığı düşük gecikme süreleri, hareket sensörlerden alınan bilgilerin gecikmesiz gönderilmesini, herhangi bir tehlike anında montaj hattının anında durdurulabilmesini sağlar.

CNC Makine Uzaktan İzleme ve Analiz Sistemi

Endüstriyel tesislerde, karanlık veya dijital fabrikalarda CNC makineleri, sensörler ve her türlü IED’den alınan verinin uzaktan izlenerek analiz ve kontrol edilebilmesi gerekir. Bu nedenle bu verilerin buluta 5G üzerinden güvenli ve kayıpsız biçimde aktarılarak doğru yazılımlarla işlenebilmesi gerekir. Bu tarz uzaktan izleme ve analiz uygulamaları 5G’nin düşük gecikme, yüksek hız ve yüksek bant genişliği avantajlarından faydalanır. Robustel’in 5G router modelleri, endüstriyel tasarımları ve stabil 5G bağlantıları sayesinde güvenli ve kayıpsız veri aktarımını güvenceye alır.

İş Güvenliği ve Acil Durum Uygulaması

Üretim tesislerinde acil durumlarda sistemin uyarı verebilmesi için görüntü işleme teknolojileri kullanılabilir. Burada 5G teknolojisinin sunduğu avantajlardan hem düşük gecikmeye, hem de geniş bant genişliğine ihtiyaç duyulur. Bu uygulamalarda Robustel endüstriyel 5G router’ların stabil hücresel bağlantı sunması ve Gigabit portları, 5G’nin avantajlarından en iyi şekilde yararlanılmasını sağlar. Ayrıca 5G haberleşme ile üretim tesislerinde robot hücrelerinde oluşabilecek tehlikelere karşı zamanında önlem alma olanağı da sunulur.

Bunlar gibi endüstriyel 5G uygulamalarını hayata geçirirken en büyük ihtiyaç, sahada test edilip onaylanmış haberleşme donanımları kullanmak ve benzeri uygulamaları daha önce devreye almış, uzman ekibe sahip, güvenilir bir çözüm ortağı bulmaktır. GSL Mühendislik olarak çok çeşitli 5G uygulaması devreye almış uzman ekibimiz ve dünyanın dört bir yanında çok çeşitli uygulamalarda kullanılan 5G router çözümlerimizle, 5G’ye geçişinize rehberlik etmeye hazırız.