Çin'de ilk kez kullanılmaya başlayan gelişmiş 5G ağ teknolojisi, modern imalat uygulamalarında sağladığı etkinlik, esneklik ve verimlilikle sanayi üretiminde dönüşümün aracı oluyor.
Çin hükümetinin endüstriyel interneti teşvik projesi kapsamında devlete ait Great Wall Motors'un bağlı iştiraki Exquisite Automotive'in Baoding'deki fabrikasında 5G protokolünün yeni sürümü "5G Advanced" (5G-A) ile kontrol edilen üretim hattı kuruldu.
China Unicom, Huawei ve EA Automation ortaklığında oluşturulan endüstriyel kontrol ağı, sinyal gecikme süresini azaltarak etkinliği artırırken üretim bileşenlerinin seçimi ve iş akışlarının düzenlenmesinde sağladığı esneklik sayesinde, geleneksel sanayi kolunu "akıllı imalatla" buluşturdu.
Hücre iletişiminin kapasitesini yeni bir seviyeye taşıyan gelişmiş 5G teknolojisi, 6G'ye geçiş sürecinde büyük veri ve endüstriyel internet uygulamalarına yeni kapılar açmaya aday görünüyor.
Sanayide dijital dönüşüm ve akıllı imalat
ABD, Almanya, Japonya ve Çin gibi dünyanın önde gelen sanayi ülkeleri, hakim oldukları endüstrilerdeki rekabetçi güçlerini sürdürmek ve yeni avantajlar elde edebilmek için dijital dönüşümü ulusal stratejilerinin parçası haline getirmiş durumda.
ABD, Ekim 2022'de "Gelişmiş İmalat Ulusal Stratejisi"ni açıkladı. İleri imalat teknolojilerinin geliştirilmesi ve uygulanmasını, bu alandaki iş gücü kapasitesinin ve tedarik zincirlerinin direncinin artırılmasını öngören strateji, "akıllı imalatın geleceğine yöne verme" hedefini koydu.
Almanya'da sanayiciler ve hükümetler, imalat alanındaki dijital dönüşümü "4. sanayi devrimi" olarak nitelendirerek buhar makinesi, üretim bantları ve bilgisayarların ardından "akıllı imalatın" ve "akıllı fabrikaların" hakim olacağı bu yeni düzene geçişte atılması gereken adımları ulusal planlarına dahil etti.
"Endüstri 4.0" olarak adlandırılan bu yeni düzen, Almanya Federal Ekonomik İşler Bakanlığının yayımladığı bir belgede şu ifadelerle anlatılıyor:
"Sanayi üretiminde parçalar ve donanımlar iletişim kurduğunda, bir tamiratın yapılmasını ve yeni bir malzemenin getirilmesini talep ettiklerinde, insanlar, makineler ve endüstriyel süreçler akıllı ağlarla birbirine bağlandığında, 'Endüstri 4.0'dan söz ediyoruz demektir."
Japonya'nın "Sanayi 2022 Siyaset Belgesi"nde de dijitalleşmenin imalat alanında üretim altyapısından çalışma biçimlerine, iletişim süreçlerinden tedarik zincirlerinin yönetimine dek iş modelini kökten değiştirdiği vurgulandı.
Çin, gelişmiş 5G teknolojisini imalat sanayisine taşıyor
Birçok ülke sanayide dijital dönüşümü büyümenin yeni motoru olarak görürken nitelikli ekonomik kalkınma için imalat sektörünü dijital teknolojilerle daha bağlantılı ve akıllı hale getirmeye çalışıyor.
Dünyanın en büyük ölçekli sanayi üretimine sahip ülkesi olan, küresel çapta katma değerli imalat çıktısının yaklaşık yüzde 30'unu karşılayan Çin de bu eğilimin dışında değil.
Çin Sanayi ve Enformasyon Teknolojisi Bakanlığı, Ekim 2019'da "5G+ Endüstriyel İnternet" stratejisini ve "512 Projeye Teşvik Çözümü" planını açıkladı.
Gelişmiş 5G teknolojisini (5G-Advanced) modern imalat uygulamalarına uyarlayarak reel ekonominin dönüşümünü ve gelişimini sağlamayı amaçlayan plan kapsamında bugüne dek 20 sektörde projeler yürütüldü.
Çin'in kablolu ve mobil iletişim operatörleri China Telecom, China Mobile ve China Unicom, telekomünikasyon altyapısı geliştiren Huawei, ZTE ve Xiaomi gibi çözüm ortaklarıyla akıllı imalat, akıllı döküm, akıllı şebeke, akıllı madencilik, akıllı liman ve akıllı lojistik uygulamaları geliştirdi.
Baoding'de akıllı otomotiv
China Unicom'un Huawei ve EA Automation ile devlete ait Great Wall Motors şirketinin iştiraki Exquisite Automotive'in Hıbey eyaletinin Baoding şehrindeki fabrikasında yürüttüğü akıllı imalat uygulaması da bu projelerden biri.
Exquisite Automotive, Great Wall Motors'un GWM, Haval, Wey, Ora, Tank ve Poer markaları için yedek parça üretmek üzere kurulmuş bir şirket. Şirketin merkezi ve ana üretim tesisi, başkent Pekin'in 160 kilometre güneybatısındaki Boading şehrinde bulunuyor.
Araştırma ve test safhasındaki proje, fabrikada gelişmiş 5G (5G-A) hücre iletişim teknolojisiyle Ultra Güvenilir Düşük Gecikmeli İletişim Ağı (URLLC) uygulaması geliştirmeyi hedefliyor.
Fabrikada model olarak inşa edilen kablosuz üretim hattı, 5G-A'nın düşük sinyal gecikme özelliği sayesinde endüstriyel kontrol bakımından kablolu ağlara ve kablosuz Wi-Fi ağlarına göre çok daha yüksek performans gösteriyor.
5G-A ağı ile kontrol edilen üretim hattı, makinelerin ve robotik kolların yerleşiminde ve iş akışında farklı düzenlemelere izin vererek üretimde esnekliğe olanak sağlıyor ve yatırım maliyetlerini büyük oranda azaltıyor.
Öte yandan üretim bileşenleri için farklı seçimlere olanak veren sistem, tüketicilerin, standart bir otomobilde faklı büyüklükte bir motor veya farklı renk istekleri gibi özelleştirilmiş ürünlere olan talebinin arttığı bir dönemde, üreticilerin kitlesel ölçekte özelleştirilmiş üretim ihtiyacına yanıt vermenin yanında tedarik zincirlerindeki değişimlere hızlı adaptasyon yeteneği sağlıyor.
Kablosuz kontrol ağları üretim maliyetini yüzde 5,7 azaltıyor
Projenin yürütücülerinden EA Automation şirketinin Endüstriyel Bilgi Teknolojileri Bölümü Müdür Yardımcısı Yüen Canciang, gelişmiş 5G hücre teknolojisinin kablolu ağlara veya kablosuz yerel ağlara göre, endüstriyel kontrol bakımından büyük avantaj sağladığını vurguladı.
5G-A'nın ilk kez bir fabrikanın kontrol ağının temel katmanı olarak kullanıldığını, bunun için tüm kablolu ağı sökerek kablosuz iletişimi test ettiklerini belirten Yüen, "Kablosuz ağı tercih etmemizin sebebi öncelikle sinyal gecikme süresinin kablolu ağlara göre düşük olması. Kablolu ağlar piramit şeklinde yapılandırılıyor, veri toplama ve endüstriyel kontrol süreçleri için ayrı ağlar oluşturuluyor. Bu da veri yığılmalarına ve ağ iletişiminde gecikmeye yol açıyor." dedi.
Yüen, kablolu ağlarda komut ve aktivasyon arasında geçen sürenin 0,5 ila 1 saniye olduğunu, 5G-A destekli kablosuz ağlarda ise aktivasyonun gerçek zamanlı hale geldiğini, sinyal gecikme süresinin 0,4 ila 0,9 milisaniyeye kadar indiğini vurguladı.
Kablosuz ağların yatırım maliyeti açısından da daha avantajlı olduğuna dikkati çeken Yüen, "Kablolu ağlardaki hasarlar nedeniyle çok kez üretimi durdurmak zorunda kalıyoruz. Kablosuz ağlar ise esnekliğe olanak sağlamanın yanında üretim maliyetini yüzde 5,7 azaltıyor." ifadelerini kullandı.
5G-A, büyük veri ve endüstriyel internet
Proje için hücresel veri hizmetleri sağlayan China Unicom'un Büyük Veri Bilim Şefi Fan Ci'an da Çin'de 5G hücresel iletişim protokolünün ticari kullanımının 31 Ekim 2019'da başladığını, aradan geçen dört yılda ülke genelinde 5G kullananların sayısının 737 milyona ulaştığını belirtti.
Çin'in 3,19 milyon 5G baz istasyonuyla, dünyadaki toplam altyapının yüzde 60'ına ev sahipliği yaptığına dikkati çeken Fan, 20 bine ulaşan özel ağ uygulaması içinde 7 bin endüstriyel internet projesi bulunduğu bilgisini paylaştı.
Fan, 5G altyapısının yeni protokollerle güncellenerek geliştiğini, 5G-A'nın da bu sürecin parçası olduğunu belirterek telekomünikasyon şirketleri arasındaki üçüncü nesil mobil iletişim ortaklık projesi 3GPP'nin 18. sürümü olan 5G-A'nın, bant genişliği, sinyal gecikme süresi ve bağlantı sayısı bakımından 5G'nin yaklaşık 10 katı kapasite sağladığını kaydetti.
5G'de saniyede 1 gigabayt olan azami indirme hızının 5G-A'da saniyede 10 gigabayta çıktığı, 10 ila 20 milisaniye olan gecikme hızının ise 4 ila 9 milisaniyeye indiğine işaret eden Fan, bunun, 6G'ye geçiş sürecinde büyük veri ve endüstriyel internet uygulamalarına yeni kapılar açacağını vurguladı.
