今回は5Gの実際の活用法について、紹介していくことにする。
以前、5Gの有用性は個人向けスマートフォンではなく、産業やビジネスにおいて、むしろ本当の価値を発揮するものと紹介した。
今回は、実際に産業用にどのように使われようとしているのかを紹介していく。
現状はまだ5Gの実用は検証段階であり、ユースケースという実際に5Gを活用する際の想定案を各企業が創造している段階である。
それでは、ここでは製造業におけるユースケースを紹介していくことにする。
＜5Gユースケース 〜製造業編〜＞
1. プロセスの自動化
インダストリー4.0とIoTは、スマートファクトリー4.0をもたらした。これは、ロボット、マシン、およびデバイスが自己修復し、自律的に操作を実行できる、高度にデジタル化された環境である。 スマートファクトリーの主な利点の1つは、反復的で、労働集約的で、潜在的に危険なタスクを自動化できることだ。 これにより、ヒューマンエラーや事故のリスクが軽減されるだけでなく、人々がより複雑な役割を担う機会が増える。
ドイツの航空機エンジンメーカーであるMTUAero Enginesは、運用をより効率的にするために5Gベースの生産技術を実験してきた。 彼らは、ジェットエンジンに使用されるハイテクコンポーネントであるブレードディスク（ブリスク）でそのアプリケーションをテストした。
ブリスクを作成するための合計リードタイムは約3〜4ヶ月である。同社は、新しい5G対応の生産技術（センサーとIoT技術を含む）を使用して、1つのネットワークで管理できる自動化された工場を建築することができた。 これにより、プロセス設計フェーズの時間が75％短縮された。
5Gは、さまざまなマシンやデバイスを通過する情報を維持できる信頼性の高いシステムを製造業者に提供できるため、これらのスマートファクトリーの主要な実現要素の1つだ。 2023年までに、スマートファクトリーの効率と費用対効果は、世界経済に1.5兆米ドルから2.2兆米ドル増加すると予測されている。
2. 生産設備のリモートモニタリング
スマートファクトリーのもう1つの利点は、生産設備をリモートで監視および制御できることだ。 オペレーターは工場のフロアにいる必要はなく、代わりにソフトウェアシステムを介してリアルタイムで操作を監視できる。 オペレーターが設備を簡単に見つけて管理し、リアルタイムで実用的な洞察を得て、安全性、効率、品質を最適化するように機械を構成できることを意味する。
ライブモニタリングには工場フロアでの利点があるが、それ以外の特定のSOPを促進することもできる。 例えば、Siemensは、メキシコのトランスフォーマー工場に、工場受け入れテスト（FAT）用の最初のライブリモート監視システムを実装した。 FATは、Siemensによって製造された機器が顧客の契約仕様に従っており、オンサイトに設置する準備ができていることを証明している。 通常、顧客はFATを実施するために工場に物理的に立ち会う必要があるが、ライブモニタリングにより、顧客は自分の場所からFATを実施できる。
この種の環境は、接続性に大きく依存している。Siemensは、高品質のビデオをリアルタイムで送信する12台のカメラを使用した。高速で安定した接続がなければ、オペレーターと顧客の両方が何らかの遅延や誤解無しにFATを実行することは困難である。 5Gを使用すると、ライブストリーミングとリモート監視がよりシームレス、正確、安全になり、オペレーターはアプリケーションを拡大し、問題が発生したときにトラブルシューティングを行うことができる。
3. コラボレーティブロボティクス
製造業者は、産業用にさまざまなロボットを採用している。 製品をある場所から別の場所に移動できるロボットと、倉庫内の人間と一緒に動作するように設計されたロボットも存在する。 ロボットの倉庫に電力を供給するために必要なデータは現在の無線速度ではサポートできないため、これらの産業用ロボットのほとんどは今まで有線システムを使用して接続されてきた。
しかし、5Gの登場により、ケーブルの重さや制限なしに、ロボットをより速く、より効率的に製造できるようになることが想定されている。 製造ロボットは、今後数年間で大幅な成長が見込まれている。
共同ロボット工学を利用している会社は、世界最大の1つであると主張する英国を拠点とするオンライン食料品市場であるOcadoだ。 イギリスのアンドーバーにある彼らのスマートファクトリーには、1,100台を超えるロボットがあり、木枠から商品を受け取り、梱包ステーションに配送して、毎週何千もの食料品の注文を処理している。 彼らは航空交通管制システムを使用してグリッドに沿って移動するため、互いに衝突せず、1日あたり最大37マイル移動する。 たった5分で50個の商品を詰めると言われており、1週間で65,000件の注文がある。
このような操作では、リアルタイムの衝突を回避するために、大量のデータを多数のセンサーに送信する必要がある。 5Gネットワークの速度と帯域幅は、このロボットファクトリーをサポートする。
4. 故障とダウンタイムを予測するための分析
想定外のダウンタイムは、メーカーの生産性を最大化する上での大きな障害の1つになる。 調査によると、計画外のダウンタイムにより、工業メーカーは毎年約500億米ドルのコストがかけられており、機器の故障がこれらのダウンタイムの42％の原因となっている。 接続されたシステムと予測分析を通じて、メーカーは不要なダウンタイムを予測して防止できる。 これは、世界的な自動車部品メーカーであるHIROTECが自社の工場で実施したものだ。
日本のメーカーは、IoTクラウドプラットフォームとエッジ分析を採用し、これらを製造システムと統合して一連のパイロットを実施した。 これらのパイロットは、HIROTECにその事業運営をリアルタイムで可視化して効率を測定し、機械学習を活用して重要なシステムの障害を予測および防止した。 これにより、手動検査が100％削減されました。
プロセスの自動化とリモートモニタリングはすべて、予測分析の前提条件である。 5Gネットワークは、パイロットテストから収集された情報の信頼性を確保し、予測の精度を高める。
5. 修理のためのAR
5Gが提供する低遅延と安定した接続により、AR（拡張現実）のトラブルシューティングで電子ボードを修復することもできる。 スウェーデンの電気通信会社エリクソンは、エストニアのタリンにある自社工場で拡張現実（AR）オーバーレイの実験を行っているため、技術者は青写真や単語文書を参照せずに電子ボードを修理できる。
同社は、技術者が故障したユニットのトラブルシューティングを行っているときに、回路図を見つけてレイアウトにリンクするなど、付加価値のない作業に約半分の時間を費やしていることを発見した。 彼らはARを使用して、修正が必要な電子ボードの部品をすばやく識別する。 これにより、これらのドキュメントの作成、編集、更新、技術者のトレーニング、電子ボードの修理にかかる時間が大幅に短縮される。
6. AM技術（Additive Manufacturing）
AM技術または3D印刷は、製造業に大きな影響を与えている。 特に、3Dプリントはスペアパーツ管理に革命をもたらしている。
多くの倉庫は、まだ古いマシンを操作している顧客のためにスペアパーツの膨大な在庫を維持している。 出荷される注文の半分は、スペアパーツの1回限りのリクエストのためのものだ。 予測分析により、スペアパーツの需要を予測し、3Dプリンターを使用してオンデマンドでパーツを作成できる。 これにより、廃棄物とスペアパーツの保管コストが削減される。
アメリカの多国籍家電メーカーWhirlpoolは、シンガポールのサービスビューロースペアパーツ3Dとのパートナーシップを通じて3D印刷を採用しました。 彼らはこのテクノロジーを使用して、「陳腐化と戦い、部品不足の領域を埋める」と言っている。 これにより会社のコストが削減されますが、Whirlpoolは、最も重要な結果はカスタマーケアへの影響があると考えている。結果的に、顧客は必要なときにいつでも新しいスペアパーツを受け取ることができるのである。
5Gの登場により、オペレーターは複数のスタンドアロン3Dプリンターに接続できるようになり、このプロセスが大幅に強化され、3D印刷プロセスをリモートで監視および制御できるようになったのである。
7. 新しいビジネスモデルの創造
5Gの登場は、製造部門にも新しいビジネスモデルをもたらしている。 モバイルネットワークを介してさまざまなデバイスを制御する機能により、オペレーターは創造性を限界まで伸ばすことができます。 たとえば、ドローンは、工場フロア全体での資材の輸送から空中サイト監査の実施まで、幅広いタスクのためにスマートファクトリーでますます使用されている。
ドローンは、長距離を飛行するためにデータネットワークを必要とする。 ただし、空中では、現在のLTEネットワークは干渉を受けやすく、ドローンの監視と制御が困難になっている。 5Gネットワークは、これらの問題を解決し、工場の外で使用するために必要な接続をドローンに提供できる。 5Gは、ネットワークスライシングも可能にします。これは、オペレーターが同じネットワークインフラストラクチャを使用し、さまざまなユースケースに合わせてセグメント化できることを意味します。 そのため、ネットワークに障害が発生した場合でも、ドローン専用の「スライス」が保護され、スムーズな運用を維持できる。
このように、5Gは今後の産業界に多くの影響を与える可能性を秘めていると言われているが、その実用性は未だ多くの企業が模索している状況である。
実用化には、まだ時間がかかると言われているが、実用化されるときまで、引き続き5Gには注目していきたいと思う。
No responses yet