DEPLOYMENT AND EVALUATION OF AN INDUSTRY 4 0 USE CASE OVER 5g TRIỂN KHAI và ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHIỆP 4 0 sử DỤNG 5g

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỊ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ, BỘ MÔN VIỄN THÔNG BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN: HỆ THỐNG THÔNG TIN NÂNG CAO DEPLOYMENT AND EVALUATION OF AN INDUSTRY 4.0 USE CASE OVER 5G TRIỂN KHAI VÀ ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHIỆP 4.0 SỬ DỤNG 5G GVHD: GS.TS LÊ TIẾN THƯỜNG HV: Nguyễn Nhựt Nam Trần Xuân Nhật 2171046 2170964 Nhóm: TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12 NĂM 2022 MỤC LỤC Tổng quan đề tài 1.1 Bối cảnh công nghệ .3 1.2 Tổng quan phương thức triển khai đánh giá ứng dụng 5G công nghiệp 4.0 Điều khiển từ xa AGV 5G 2.1 Mô tả trường hợp dịch vụ KPI .5 2.2 Phương thức triển khai thẩm định Đánh giá hiệu suất 12 Kết luận 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO .17 Tổng quan đề tài 1.1 Bối cảnh công nghệ Trong kỷ vừa qua, công nghệ vô tuyến cho phép liên lạc không dây với khoảng cách dung lượng lớn hết Vào cuối kỷ 19, Guglielmo Marconi chế tạo hệ thống điện báo không dây đầu tiên, có khả truyền mã Morse thơng qua tín hiệu vô tuyến lên đến dặm rưỡi Ngày nay, bảy tỷ thiết bị di động cho phép giao tiếp với ai, nơi giới dễ dàng, thuận tiện trực quan Khơng thế, hệ thống vơ tuyến cịn sâu vào sống người, đóng vai trị quan trọng thay phát triển kinh tế, trị, xã hội Mạng di động hệ đà phát triển 5G, phiên mạng 4G Long Term Evolution (LTE), cho phép tốc độ mạng di động lớn nhiều so với hệ cũ - lên tới 20 gigabit giây (Gbps) với độ trễ mili giây (ms) – ứng dụng cho điều khiển tự động với độ xác cao, làm việc thời gian thực Mạng 5G kết nối tỷ thiết bị Internet of Things (IoT) với nhiều tốc độ khác yêu cầu khối lượng liệu Các hệ trước chủ yếu tập trung vào việc cải thiện tốc độ liệu, 5G xem xét ứng dụng có tốc độ liệu cao nhu cầu (băng thông rộng di động nâng cao, eMBB - enhanced mobile broadband) Đặc biệt trọng dịch vụ yếu tố giới hạn độ trễ / độ tin cậy (thơng tin liên lạc có độ trễ thấp siêu đáng tin cậy, URLLC – ultra reliable low latency communications) số lượng thiết bị kết nối (thông tin liên lạc kiểu máy lớn, mMTC – massive machine type communications) Hơn nữa, mục tiêu 5G là: nâng cao công nghệ truyền thông sử dụng ứng dụng hỗ trợ dịch vụ không khả thi ngày Sự xuất 5G mở đường cho việc triển khai Công nghiệp 4.0, mơ hình cơng nghệ dành cho việc chuyển đổi số cho sản xuất Việc chuyển đổi cần nhiều nguồn lực vai trị thử nghiệm thực địa thực cần thiết để xác nhận bổ sung, hỗ trợ cho thiết kế phù hợp với công nghiệp 4.0 Dưới nghiên cứu thực thử nghiệm việc sử dụng 5G EVE end-to-end với tảng mở để thiết kế tìm phương pháp vận hành tiếp cận trí thơng minh nhân tạo nhằm kiểm soát AGV (Automatic Guided Vehicle – phương tiện tự hành không người lái) từ xa 1.2 Tổng quan phương thức triển khai đánh giá ứng dụng 5G công nghiệp 4.0 Trong bối cảnh mơ hình Cơng nghiệp 4.0, việc triển khai có chiến lược cho phương tiện dẫn đường tự động (AGV) nhà máy cần thiết Những nghiên cứu hưởng lợi đáng kể từ ưu điểm 5G [4] AGV cho phép cải tiến quan trọng tính linh hoạt theo thời gian không gian dây chuyền sản xuất cách điều chỉnh phân bố nhịp độ dòng sản xuất Hiện tại, để giảm thiểu độ trễ, AGV nhúng với điều khiển nội bộ, sử dụng để huy truyền động (tức động thiết bị lái) cách tận dụng thông tin cảm biến AGV Tuy nhiên, vị trí “cục bộ” điều khiển có số hạn chế khả mở rộng phối hợp nhiều AGV trở nên khó, phức tạp Do đó, điều thúc đẩy việc loại bỏ điều khiển khỏi AGV đặt chúng vào máy chủ ứng dụng trung tâm [5] cụm phân tán [6] Mặt khác, việc chuyển điều khiển từ địa phương đến vị trí từ xa đặt yêu cầu nghiêm ngặt liên kết giao tiếp kết nối cảm biến, truyền động điều khiển Hơn nữa, chức AGV phát triển, cần thiết phải truyền đồng thời loại thơng tin khác, hình ảnh video Trong bối cảnh đó, với ưu điểm 5G hồn tồn phù hợp với cầu tương lai[3] Dự án H2020 5G EVE Châu Âu [2] cung cấp tảng thử nghiệm 5G end-to-end tạo điều kiện thuận lợi cho việc định nghĩa, thực thi xác nhận ứng dụng dọc sử dụng 5G Một mục tiêu tảng 5G EVE giảm độ phức tạp xác định thử nghiệm, cho phép ngành dọc định chúng cách sử dụng lệnh ngôn ngữ tự nhiên Hơn nữa, ngồi kết KPI đạt / khơng đạt, tảng cung cấp báo cáo chi tiết thử nghiệm thực thi, làm bật thành phần cụ thể bên liên quan tương ứng (ví dụ, ngành dọc, nhà điều hành, nhà cung cấp) cải thiện hiệu suất hệ thống tổng thể Mặc dù mục tiêu dự án cung cấp tảng mở để chứa thử nghiệm nhiều trường hợp sử dụng, bao gồm số ngành dọc cung cấp tập hợp rộng rãi yêu cầu [3] Các trường hợp sử dụng phân loại Giao thông thông minh, Du lịch thông minh, Công nghiệp 4.0, Năng lượng thông minh, Thành phố thông minh Truyền thông Giải trí Trong đề tài, chúng em tìm hiểu dựa nghiên cứu công bố nhằm trìnhh bày giải pháp để điều khiển từ xa AGV cách sử dụng triển khai 5G thực tế, đánh giá hiệu suất mặt KPI (tương quan với KPI mạng 5G) xác định kịch hoạt động phù hợp Thêm vào phân tích tác động độ trễ AGV điều khiển hiệu suất, xác định giới hạn hoạt động Ngoài việc điều chỉnh hoạt động cải thiện với 5G, chúng tơi cịn đóng góp vào thách thức cách phân tích tác động suy yếu kênh truyền hiệu suất Điều khiển từ xa AGV 5G 2.1 Mô tả trường hợp dịch vụ KPI AGV phương tiện vận chuyển không người lái sử dụng để thay cho xe tải băng tải cơng nghiệp có người lái Mỗi AGV điều khiển điều khiển logic có khả lập trình (PLC - Programmable logic controller), mơ-đun phụ trách quản lý vịng kiểm sốt nội (tức thu thập thông tin cảm biến hướng dẫn đưa định điều khiển thích hợp) Bởi yêu cầu độ trễ chặt chẽ, PLC thường đặt chung với AGV, tất thông tin liên lạc với cảm biến cấu chấp hành kết nối dây với Hình Local control vs central control Khi hàng chục hàng trăm AGV triển khai nhà máy, "kiểm soát cục bộ" kiến trúc có hạn chế nghiêm trọng (ví dụ, thách thức phối hợp nhiều AGV cập nhật PLC) Một cách tiếp cận đầy hứa hẹn để khắc phục vấn đề phân định vị trí PLC (tức di chuyển trí thơng minh sang máy chủ bên bên AGV) Cụ thể hơn, phương pháp bao gồm việc tách PLC thành: Một PLC nhận tích hợp (sPLC – slave PLC), thu thập thông tin từ cảm biến đầu vào vật lý, kết nối với truyền động Một PLC chính, ảo (mPLC – master PLC) chạy máy chủ, phụ trách xử lý thông tin Bộ phận mPLC chịu trách nhiệm đưa định kiểm sốt thích hợp gửi chúng sang sPLC, chuyển chúng thành tín hiệu để huy cấu chấp hành Đặc biệt, sPLC hoạt động cổng tín hiệu vật lý tất định kiểm soát ảo hóa thực mPLC Kiến trúc "điều khiển từ xa" minh họa Hình cách tiếp cận hỗ trợ thiết kế thuật toán điều khiển phức tạp nhà máy linh hoạt cấu hình lại, lợi quan trọng Công nghiệp kết nối 4.0 Những ưu điểm bổ sung vào lợi ích vốn có việc ảo hóa mPLC, ví dụ, dự phịng, chi phí tiết kiệm, khả mở rộng, giảm tiêu thụ lượng, độc lập phần cứng Kiến trúc điều khiển từ xa đặt yêu cầu nghiêm ngặt liên kết kết nối sPLC mPLC (ví dụ: độ trễ ngắn gói thấp) Nếu cơng nghệ khơng dây khơng thể đáp ứng yêu cầu vậy, dẫn đến suy giảm hiệu suất hệ thống; Ví dụ, (i) độ lệch đường dẫn AGV (và vốn có rủi ro an toàn), (ii) tiêu thụ lượng cao hơn, (iii) Gián đoạn dịch vụ AGV (tức AGV triển khai công tắc điều khiển "deadman" để dừng xe không nhận thông báo điều khiển thời hạn) với chi phí kinh tế liên quan Do đó, điều quan trọng phải xác định KPIs – Key Performance Indicators dịch vụ ngưỡng liên quan chúng để xác định khu vực nơi hiệu suất đủ Trong công việc này, tập trung vào hai KPI dịch vụ để đánh giá hiệu hoạt động AGV Như thấy, KPI cung cấp đánh giá phức tạp tồn giao tiếp sPLC mPLC [7] Các KPI dịch vụ là: - Lỗi hướng dẫn: độ lệch (tính cm) AGV từ đường dẫn xác, tập hợp cảm biến AGV gửi đến mPLC Đôi quan tâm nhiều đến phương sai lỗi hướng dẫn này, đánh dấu tính đắn kiểm soát - Mức tiêu thụ tại: dịng điện tức thời (tính ampe) tiêu thụ AGV, AGV thu thập gửi đến mPLC Đương nhiên, hai KPI dịch vụ có liên quan với nhau: lỗi hướng dẫn lớn thường xuyên kích hoạt biến thể thường xuyên hành động kiểm soát (tức dao động vận tốc góc) để sửa chúng, dẫn đến tiêu thụ lượng đáng kể Hơn nữa, minh họa thử nghiệm, KPI dịch vụ có liên quan đến KPI mạng (tức độ trễ đầu cuối độ tin cậy kênh sPLC mPLC) Đặc biệt, độ trễ lớn gói tỷ lệ dẫn đến lỗi hướng dẫn lớn hơn, dẫn đến hiệu chỉnh truyền động lớn điều khiển, sau tăng dịng điện AGV tiêu thụ Do đó, độ trễ tỷ lệ gói tiếp tục tăng, điều gây hệ thống AGV không ổn định quỹ đạo Tất mối quan hệ phân tích chi tiết phần sau báo Với chi phí đáng kể liên quan đến triển khai kiến trúc điều khiển trung tâm cho hoạt động AGV, điều tối quan trọng xác nhận hoạt động điều kiện thực tế đánh giá khả chịu đựng khiếm khuyết giao tiếp 2.2 Phương thức triển khai thẩm định a Mơ hình thông tin 5G EVE Nền tảng 5G EVE 5G end to end sở ngành dọc sử dụng để điều hành xác nhận trường hợp sử dụng họ thông qua phép đo KPI Nền tảng bao gồm ba lớp chính: cổng truy cập, lớp liên kết mô-đun dành riêng cho trang web Cả ba lớp làm việc để tạo điều kiện cho giai đoạn khác thử nghiệm: thiết kế, giới thiệu, khởi tạo, thực hiện, giám sát xác nhận Để xác định đầy đủ thử nghiệm, người dùng thiết kế dịch vụ, phục vụ cho việc xác định thành phần dịch vụ ứng dụng, kết nối chúng, tham số số ứng dụng Nếu ngành dọc cần phải kiểm tra dịch vụ họ theo cách khác điều kiện mạng, chúng dựa vào thiết kế ngữ cảnh để xác định, ví dụ, điều kiện truyền thơng khác (độ trễ, băng thơng, gói) Tất hành động thực thử nghiệm định định nghĩa gọi thiết kế trường hợp thử nghiệm Sau thiết kế xác định, ngành dọc tích hợp chúng kế hoạch chi tiết thử nghiệm, kết hợp thiết kế dịch vụ dọc, nhiều thiết kế ngữ cảnh, nhiều trường hợp thử nghiệm thiết kế, số sở hạ tầng ngành dọc KPIs dịch vụ Hơn nữa, đánh giá (tức kiểm tra đạt / không đạt) KPI dịch vụ mục tiêu xác định thiết kế Sau mẫu cấp cao định nghĩa, người dùng phải định mẫu triển khai cấp thấp sử dụng để mô tả chi tiết triển khai (tài nguyên khả kết nối) chức tạo nên dịch vụ Cụ thể, điều thực cách sử dụng mô tả chức mạng vật lý (PNFD – physical network function descriptors) mô tả chức mạng ảo (VNFDs – virtual network function descriptors) Các mẫu kết hợp gọi mô tả dịch vụ mạng (NSD – network service descriptors), mẫu triển khai cấp thấp để xác định cấu thành VNFD, PNFD kết nối chúng Mỗi thiết kế, trường hợp thử nghiệm kế hoạch chi tiết, kèm với NSD b Quy trình làm việc 5G EVE Sau thiết kế xác định, việc bước giới thiệu họ cách sử dụng cổng 5G EVE Khi thử nghiệm sẵn sàng, người dùng kích hoạt khởi tạo thử nghiệm cổng thông tin, dẫn đến việc triển khai kết nối chức ứng dụng mạng Do đó, người dùng chọn các thiết kế trường hợp thử nghiệm trước xác định kế hoạch chi tiết thử nghiệm, đề cập, bao gồm điều kiện mạng sử dụng để đánh giá nhiều KPI dịch vụ EVE 5G tảng cho phép người thử nghiệm xác định dịch vụ họ cách sử dụng lệnh ngơn ngữ tự nhiên; ví dụ: “Thử nghiệm với AGV Tây Ban Nha 22/03/2021 thời gian 14:00 với # 5G # AGV # Mất gói 10% # Trễ 50ms # thời gian 30 giây xác thực KPI lỗi hướng dẫn 1cm.” Một kiểm tra thực dựa số thu thập ngưỡng dịch vụ xác định thiết kế, tảng 5G EVE tạo xác nhận báo cáo c Nền tảng 5G EVE thành phần Hình Các thành phần sử dụng Một phiên đơn giản tảng 5G EVE thành phần mơ tả hình Phiên đại diện cho số tài ngun có sẵn Trang web tiếng Tây Ban Nha, tổ chức phịng thí nghiệm 5TONIC [11] Mơ hình mơ tả sau: -Có hai thành phần sử dụng tất trường hợp sử dụng dự án sau: + Nền tảng ảo hóa chức mạng (NFV - Network Function Virtualization) bao gồm quản lý điều phối mạng (MANO- management and network orchestration) số tính tốn nút Thành phần sử dụng để khởi tạo mạng ảo VNF- Virtual network function liên kết tương ứng, định nghĩa mô tả dịch vụ mạng thử nghiệm + Một mạng di động 5G hồn chỉnh khơng độc lập (NSA- non-standalone) cung cấp bới hãng Ericsson Tây Ban Nha, bao gồm hai nút vô tuyến 5G (NR-New Radio) 4G, với lõi gói phát triển ảo hóa (vEPC- virtualized evolved packet core) hỗ trợ NSA 5G hoạt động băng tần n78 (3.6 GHz) cung cấp băng thông 50 MHz, song công, phân chia thời gian (TDD) 4: Đối với thử nghiệm sử dụng LTE, mơ hình sử dụng băng tần b7 (2.6 GHz) với băng thông 20 MHz -Các thành phần cụ thể cho trường hợp sử dụng AGV mPLC (được mơ tả Hình 2) cung cấp ASTI Mobile Robotics [12] AGV tảng công nghiệp di động trang bị: + Cảm biến để đo lường biến quan trọng lỗi dẫn hướng, mức tiêu thụ tại, trạng thái pin vận tốc bánh xe, báo cáo cho PLC (mPLC) • +Một PLC phụ (sPLC) kết nối với Cổng Ethernet định tuyến 4G / 5G, chịu trách nhiệm truyền thông tin cảm biến tới mPLC + Bộ truyền động, bao gồm động bánh xe, để thực chuyển động hướng dẫn theo hướng dẫn nhận từ PLC chủ (mPLC) Hình Các thành phần sử dụng Hình mơ tả hình ảnh thành phần thực tế thí nghiệm kịch thực tế xảy ra, MANO nút tính tốn nằm trung tâm liệu 5TONIC Hình ảnh cho thấy đường quỹ đạo, giới hạn dải từ với đường hình lemniscate (hình 8) với chu vi 27 m AGV đặt lên hàng đầu đường dẫn mục tiêu trường hợp sử dụng AGV cách hiệu theo đường với độ lệch tối thiểu (tức lỗi dẫn hướng) lượng tiêu thụ tối thiểu Trong trình thực thử nghiệm, thông qua qua mạng di động, sPLC gửi tới mPLC, 10 khung UDP sau 10 ms với thông tin cảm biến Trong số 10 khung đó, khung cung cấp thơng tin quan trọng cho việc hướng dẫn AGV: khung bao gồm tốc 10 độ AGV khung chứa lỗi dẫn hướng MPLC triển khai điều khiển đạo hàmtích phân tỷ lệ (PID), tùy thuộc vào lỗi dẫn hướng gửi sPLC, mPLC tạo tín hiệu điều khiển thích hợp cho truyền động AGV; tín hiệu gửi quay lại sPLC kích hoạt chuyền động Các lệnh mPLC vận chuyển sử dụng gói khác nhau, trong số chúng bao gồm vận tốc tuyến tính góc mục tiêu AGV d Thiết kế mơ hình sử dụng 5G AGV Phần mô tả cách sử dụng tài nguyên để thiết kế thử nghiệm cho trường hợp sử dụng: Bước xác định kế hoạch chi tiết dịch vụ NSD tương ứng nó, bao gồm mã định danh mPLC VNFD- Virtual network function descriptors, liên kết ảo có liên quan hai số liệu cần thu thập trình thực thử nghiệm: lỗi dẫn hướng mức tiêu thụ dòng điện Bản thiết kế NSD liên quan bao gồm trường hợp VNF (đó cVNF) với mã nhận dạng VNFD tương ứng hai liên kết ảo kết nối với mPLC sPLC cVNF máy ảo Linux trang bị yếu tố sau: +Ứng dụng tc từ công cụ mô mạng Linux [13] để thêm lỗi mạng +Filebeat từ dự án Elastic [14], liệu người gửi hàng sử dụng để xuất số ứng dụng cụ thể cho phần tử tương ứng tảng 5G EVE +tcpdump [15] để nắm bắt gói sử dụng để trích xuất số liệu +Một tập lệnh xử lý số liệu tùy chỉnh, tập lệnh nhận gói mạng bắt ngõ vào tính tốn lỗi dẫn hướng mức tiêu thụ dòng theo thời gian Bản thiết kế trường hợp thử nghiệm bao gồm ba script: cấu hình (configuration), thực thi (execution) thiết lập lại cấu hình (reset configuration) Tập lệnh cấu hình thiết lập tất cấu hình cần thiết trước bắt đầu thử nghiệm Tập lệnh thực thi thay đổi cho thử nghiệm nói chung, cấu hình để: + Thêm lỗi mạng (ví dụ: độ trễ gói) vào cVNF cách sử dụng lệnh Linux tc + Bắt đầu bắt gói giao diện cVNF, giao diện xử lý thời gian thực tập lệnh xử lí số liệu điều chỉnh 11 +Và cuối cùng, tập lệnh cấu hình đặt lại thực ba hành động: * Dừng việc bắt gói cVNF *Dừng mPLC *Xóa lỗi mạng tạo Cuối cùng, thiết kế thí nghiệm (và NSD nó) kết hợp thiết kế thành thiết kế sẵn sàng để triển khai Hơn nữa, dịch vụ KPI cho trường hợp sử dụng (tức mức tiêu thụ lỗi dẫn hướng) định nghĩa thiết kế Tất thiết kế tệp NSD xuất GitHub dự án: https: // github.com/5GEVE/blueprint-yaml/tree/master/ UC_3.1_Industry4.0_ASTI Đánh giá hiệu suất Trong phần này, đánh giá hiệu suất AGV điều khiển từ xa thu trường hợp khác +Đối với trường hợp xem xét, thử nghiệm bắt đầu với AGV vị trí trạm sạc (vị trí A Hình 3) kết thúc AGV trở lại vị trí +Dưới kết so sánh hiệu suất AGV điều khiển từ xa sử dụng 4G 5G Sau chúng phân tích thơng qua mối quan hệ lỗi dẫn hướng-là KPI dịch vụ xác định KPI theo ngành dọc KPI mạng 5G (tức chậm trễ gói) a So sánh hiệu suất 5G AGV với 4G Trước tiên, hiệu suất đánh giá cách triển khai trường hợp sử dụng điều kiện tốt nghĩa là, với mPLC gần với AGV (tức khơng có thêm độ trễ) điều kiện kênh truyền khơng bị suy giảm, sau xác thực hoạt động xác dịch vụ Nhờ vào chức tảng 5G EVE, giúp thu thập số dịch vụ cụ thể tạo ứng dụng dọc, tác giả truy cập đánh giá vận tốc góc mục tiêu (Target angular velocity-TAV) mPLC gửi tới sPLC TAV tính tốn mPLC dựa lỗi dẫn hướng nhận từ sPLC cấp nguồn cho truyền động AGV, giúp điều khiển hướng vận tốc AGV 12 Hình mơ tả kết cho lần thực thử nghiệm TAV tồn thời gian nó, kéo dài khoảng phút,như hình minh họa: +Vào khoảng 15 giây, AGV quay sang trái hai bước (vị trí B Hình 3); +Sau 50 , quay sang phải (vị trí C); +Ở 70 giây, rẽ phải lại (vị trí D); +Và cuối cùng, khoảng 100 s, rẽ trái (vị trí E) trước đến trạm sạc (vị trí A) Tác giả báo lặp lại thử nghiệm nhiều lần thu hiệu suất giống nhau, với khác biệt không đáng kể Hình So sánh việc sử dụng 4G 5G Để đánh giá chất lượng chuyển động AGV sử dụng mạng 5G, tác giả tận dụng lỗi dẫn hướng cảm biến ăng ten từ trường gửi đến mPLC, chúng lưu trữ phận giám sát tảng 5G EVE +Trước tiên tác giả tính tốn khác biệt hai mẫu liên tiếp lỗi dẫn hướng sau tính giá trị tuyệt đối kết Sự thay đổi tuyệt đối lỗi dẫn hướng (AVGE – Absolute variation of the guide error) biểu thị cách sử dụng trung bình động (moving mean-MM) số 300 mẫu đồ thị Hình (đường màu xanh 13 lam) Dựa theo kết quả, phương sai lỗi dao động 0,08 cm, với giá trị trung bình 0,031 cm +Để đánh giá cải thiện kết so với 4G, tác giả lặp lại thử nghiệm cách sử dụng triển khai 4G tính tốn AVGE tương ứng (đường màu cam) Trong trường hợp này, hiệu suất không ổn định tệ hơn, với đỉnh gần 0,1 cm giá trị trung bình 0,048 cm Những kết minh họa cải thiện hiệu suất gây độ trễ thấp 5G NR so với 4G [7], giúp làm giảm sai số dẫn hướng khoảng 34,5 phần trăm so với 4G Một AGV hoạt động hiệu mong muốn đạt lỗi dẫn hướng nhỏ Lỗi dẫn hướng nhỏ áp dụng 5G giúp mở rộng triển khai trường hợp sử dụng, giúp đạt hoạt động nghiêm ngặt Để minh họa điều này, tác giả thu thập mức tiêu thụ dòng AGVs (tức KPI xem xét thứ hai) Theo đó, tác giả tính tốn giá trị trung bình 300 mẫu cho tình tương tự hiển thị Hình (ơ giữa) Ở đây, khác biệt nhỏ hơn, mức tiêu thụ dòng điện trung bình giảm từ 2,78A xuống 2,47A (tức mức tiêu thụ giảm khoảng 11 phần trăm), dẫn đến cải tiến đáng ý tuổi thọ thiết bị (cho đến pin phải sạc lại) Ví dụ, pin 150 Ah mà AGV sử dụng, việc sử dụng 5G dẫn đến gia hạn trọn đời b Tác động vị trí đặt mPLC Trong thiết kế trường hợp sử dụng 5G, việc xác định vị trí xác điều khiển từ xa mPLC điều vô xùng cần thiết Điều ảnh hưởng đến độ trễ truyền dẫn thơng tin sPLC mPLC, có ảnh hưởng trực tiếp đến AVGE tiêu thụ lượng AGV Vì vậy, cơng việc này, tác giả xác định số thử nghiệm để mô vị trí mPLC khác nhau, tạo thêm độ trễ giao tiếp sPLC mPLC 14 Cụ thể hơn, tác giả thay đổi độ trễ từ đến 250 ms với bước 50 ms Đối với giá trị xem xét, tác giả tiến hành kiểm tra khác nhau, kiểm tra tương ứng với vòng lặp Đối với vòng, tác giả tiến hành phần trước phần tính tốn AVGE (tức có năm giá trị AVGE độ trễ xem xét) Hình trình bày trung bình thống kê AVGE cho vịng lặp tất độ trễ thêm vào Ví dụ, kết Hình tương ứng với độ trễ thêm ms vòng giá trị trung bình tất mẫu AVGE trình bày cho 5G thí nghiệm Theo kết quả, dường hiệu xuất bị ảnh hưởng thêm vào độ trễ 50 mili giây Tuy nhiên, ngưỡng AVGE tăng đáng kể theo độ trễ, với tốc độ trung bình xấp xỉ mm / s Tuy nhiên, mối quan hệ Mean AVGE độ trễ khơng hẵn hàm tuyến tính Nó xấp xỉ tốt với đa thức bậc hai (mơ tả đường chấm Hình 5) Tác giả bỏ ngõ phần này, cho phần công việc nghiên cứu tương lai Từ kết quả, tác giả kết luận độ trễ tối đa 200 ms chấp nhận, gia tăng nhanh chóng AVGE trung bình với độ trễ (và mức tiêu thụ lượng liên quan tăng lên) cho thấy bám vào mức tương đối thấp giá trị c Tác động điều kiện vô tuyến 15 Các nhà máy môi trường đầy thách thức công nghệ không dây [7] Vì vậy, điều quan trọng phải phân tích thay đổi trường hợp sử dụng kênh truyền lỗi, để hiểu đánh giá độ nhạy hoạt động AGV trường hợp Để đánh giá điều này, tác giả xác định tập hợp thử nghiệm phần trăm gói thay đổi từ 5% đến 40%, bước nhảy 5% Tỷ lệ gói giống áp dụng theo hai hướng, lệnh truyền động gói thơng tin cảm biến bị ảnh hưởng (các thơng số cịn lại khơng thay đổi) Hình mô tả kết thử nghiệm Cách làm tương tự trên, sử dụng giá trị AVGE trung bình cho năm vịng lặp tỉ lệ phần trăm gói xác định trước Hơn nữa, tác giả, sử dụng đường nét chấm để biểu thị kết đa thức bậc hai AVGE trung bình tỉ lệ gói Khi tỉ lệ gói 0%, giá trị AVGE tương đương với trường hợp khơng có độ trễ thí nghiệm trước Khi tỉ lệ gói lên đến 40% AGV khơng thể hồn thành di chuyển nên khơng có thơng tin, tỉ lệ gói tối đa mà AGV cịn chịu Những kết minh họa khả chịu đựng hệ thống gói Đối với tỉ lên gói 10%, AGV di chuyển mượt mà không bị ảnh hưởng đáng kể Khi tỉ lệ gói lên tăng từ 10-30%, Guide Error bị ảnh hưởng đáng kể hiệu suất chấp nhận tỉ lệ gói vượt 30% Kết luận 16 Để thúc đẩy việc áp dụng mạng di động 5G ngành công nghiệp, điều quan trọng phải xác định đầy đủ số hiệu suất KPI điều kiện thực tế Do đó, tảng 5G coi điều để đạt mục tiêu Nó quan trọng để tạo điều kiện cho định nghĩa thực thí nghiệm cách trực quan, mặt này, tảng H2020 5G EVE cung cấp loại dịch vụ Một số thử nghiệm cách sử dụng tảng để điều tra tất tình khả thi để triển khai trường hợp sử dụng AGV điều khiển từ xa 5G Kết cho thấy việc sử dụng 5G làm công nghệ di động để kết nối AGV với điều khiển, đặt cạnh đám mây, gần với rìa khả thi Hơn nữa, hệ thống thể hiệu suất tốt với tỷ lệ gói lớn - ảnh hưởng điều kiện vô tuyến không tốt điển hình nhà máy Trong tương lai, thử nghiệm sử dụng AGV hệ trang bị thêm cảm biến máy ảnh, đặt yêu cầu nghiêm ngặt mạng di động Các thử nghiệm thực mạng 5G độc lập (5G Standalone) TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] F Gringoli et al., “Performance Assessment of Open Soft- ware Platforms for 5G Prototyping,” IEEE Wireless Commun., vol 25, no 5, Oct 2018, pp 10–15 [2] W Nakimuli et al., “Automatic Deployment, Execution and Analysis of 5G Experiments Using the 5G EVE Plat-form,” 2020 IEEE 3rd 5G World Forum, 2020, pp 372–77 [3] T Doukoglou et al “Vertical Industries Requirements Anal- ysis & Targeted KPIs for Advanced 5G Trials,” 2019 Euro Conf Networks and Commun., IEEE, 2019 [4] 3GPP, “5G; Service Requirements for Cyber-Physical Control Applications in Vertical Domains,” TS 22.104 [5] B Li et al., “Centralized and Optimal Motion Planning for Large-Scale AGV Systems: A Generic Approach,” Advances in Engineering Software, vol 106, 2017, pp 33–46 [6] I Draganjac et al., “Decentralized Control of Multi-AGV Systems in Autonomous Warehousing Applications,” IEEE Trans Automation Science and Engineering, 13.4, 2016, pp 1433–47 17 [7] 3GPP, “Study on Communication for Automation in Verti- cal Domains,” Technical Specification Group Services and System Aspects, 2020 [8] 5TONIC, “5TONIC — An Open Research and Innovation Laboratory Dedicated to 5G Technologies”; https://www 5tonic.org/, accessed Mar 23, 2021 [9] The Linux Foundation, NETEM; https://wiki.linuxfoundation org/networking/netem, accessed Mar 23, 2021 [10] Elastic, “Filebeat: Lightweight Shipper for Logs”; https:// www.elastic.co/beats/filebeat/, accessed Mar 23, 2021 [11] Tcpdump; https://www.tcpdump.org/, acessed Mar 23, 2021 18 ... hành không người lái) từ xa 1.2 Tổng quan phương thức triển khai đánh giá ứng dụng 5G công nghiệp 4. 0 Trong bối cảnh mơ hình Cơng nghiệp 4. 0, việc triển khai có chiến lược cho phương tiện dẫn...MỤC LỤC Tổng quan đề tài 1.1 Bối cảnh công nghệ .3 1.2 Tổng quan phương thức triển khai đánh giá ứng dụng 5G công nghiệp 4. 0 Điều khiển từ xa AGV 5G 2.1... màu xanh 13 lam) Dựa theo kết quả, phương sai lỗi dao động 0, 08 cm, với giá trị trung bình 0, 031 cm +Để đánh giá cải thiện kết so với 4G, tác giả lặp lại thử nghiệm cách sử dụng triển khai 4G