مقدمة

وقد أدى دمج الهندسة الميكانيكية والكهربائية والبرمجية في النظم الملاحية إلى إعادة تشكيل صناعات تتراوح بين التصنيع الآلي والرعاية الصحية الدقيقة، وتتوقف هذه النظم على تفاعلات منسقة تنسيقاً وثيقاً بين أجهزة الاستشعار والمكتظين والمتحكمين، وفي كثير من الأحيان، فإن وجود أجهزة تنسيق بشرية تعتمد بصورة متزايدة على الاتصالات اللاسلكية، ويعالج الانتشار العالمي لشبكات الخلايا الجيل الخامس (المجموعة الخمس) سلسلة من المواصفات.

وفي الطوابق الحديثة للمصانع، يجب أن تتبادل المركبات ذاتيا البيانات المتعلقة بالعقبات مع المخططين المركزيين للمسارات في غضون ثوان، وفي العمليات الجراحية النائية، تتطلب حلقات التغذية المرتدة دون طيار نقلا خاليا من الجراثيم في فترات متأخرة يتعذر فيها التأثر باللمسة البشرية، وفي مجال الروبوتات، فإن عشرات الوحدات تطلب تحديثات متزامنة دون اصطدامات في التعبئة.

المُقدِّرات الأساسية لنظم الميكانيكية

ولفهم أثر السلاسل المترونية، يجب أن نفهم أولا القدرات المحددة التي تميز 5 زاي عن سابقيها، وعلى عكس معيار 4G LTE الموجه نحو المستهلك، تم تشكيل 5G بواسطة صناعات عمودية تتطلب اتصالاً معتمداً على درجة عالية من الموثوقية، منخفض الترددات، وقد تحدد ] الإصدار 15 من النظام العالمي للتبادل والتفريغات اللاحقة ثلاث فئات من فئات الخدمات الأساسية المعززة التي تحتاج مباشرة إلى خريطة.

Enhanced Mobile Broadband (eMBB)

وفي حين أن هذه المادة ترتبط في كثير من الأحيان بتحميل الهواتف الذكية بسرعة أكبر، فإنها تتيح أيضاً تدفقاً مرئياً عالي الاستبانة من كاميرات متعددة على جهاز آلي آلي آلي آلي آلي، يزودها بأجهزة متعددة الترددات، ويسمح بتغطية بيانات متطورة من خلال نظام " GB " ، ويتجاوز فيها عدد الثواياب الآلية في الوقت نفسه.

الاتصالات المنخفضة الأجل الموثوق بها

ويُقال إن الاتحاد الأوروبي للإنشاء والتعمير هو أهم سمة من سمات الـ 5 جي بالنسبة لمراقبة النقل المغلقة، ويستهدف وجود تسارع لاسلكي ذي اتجاه واحد يتراوح بين 0.5 و1 ملم مع معدلات خطأ في التغليف منخفضة تصل إلى 10-5، ويضمن نظاماً للأجهزة الكهربائية المتحركة يؤدي إلى انقطاع حركة النقل إلى جانب مرور 500 ثانية، على أن التساهل قابل للتطبيق في العديد من المهام الإشرافية، وإن كانت الحافلات المحلية الموزعة لا تزال ضرورية

ماشين - تيبي الاتصالات (MMTC)

وتنشر المنشآت الحديثة للأجهزة المتروانية مئات من اليقظة ودرجة الحرارة والضغط ومجسات المواقع. ويتيح هذا الجهاز ما يصل إلى مليون جهاز لكل كيلومتر مربع للربط في وقت واحد، ويغلب على قدرات أجهزة اللاسلكي اللاسلكي أو المعايير الخلوية القديمة، وهذه أجهزة الاستشعار التي كثيرا ما تكون قادرة على استخدام البطاريات وتعمل في فترات متقطعة، وترسل عبوات صغيرة ذات غطاء أعلى من الرؤوس.

الربط الشبكي والربط الشبكي المراعي للزمن

ويسمح هيكل الشبكة بقطع شبكة متعددة افتراضية على بنية أساسية مادية مشتركة، ويمكن أن يستخدم نظام قياسي واحد من أجهزة الاتصال اللاسلكية في حركة المرور عبر شبكة الاتصالات السلكية، وثالث من البيانات المتعلقة بأجهزة الاستشعار التابعة للشبكة اللاسلكية ذات الترددات المتوسطة والصغيرة والصغيرة والصغيرة والصغيرة (الشبكة اللاسلكية) (الشبكة اللاسلكية ذات الترددات المتوسطة والسعة النطاق) (الشبكة اللاسلكية) (الشبكة اللاسلكية))

تعزيز نقل البيانات ومراقبة الزمن الحقيقي

كما أن التحول من مسارات البيانات المأخوذة من العينات، إلى تدفقات المعلومات المستمرة والمباشرة، يغير جوهرياً ما يمكن أن يحققه المتحكمون في التداخل، وفي تركيبة سلكية تقليدية تستخدم نظام " وي-في " ، فإن التسرع في استخدام المحركات العجلة، وإعادة تحويلات القوة إلى متغيرات مستمرة، مما يجعل من الممكن تعزيز القدرة على الاستجابة، كما أن الحد الأقصى من الترددات المتجهة إلى أعلى مستوى.

)أ( أن ينظر في رفع الشوكة المستقل في مستودع للكثافة العالية، وباستخدام ٥ جي، فإن سحابات المركبات من ٣٦٠ درجة إلى خادم حافة يدير مخططاً عالمياً للمسارات، حيث يقوم المخطط بإعادة تحديث مساري في أقل من ١٠ مليمترات، مما يسمح للسيارة بأن تتجنب بصورة دينامية العمال والآليات الأخرى، وفي تركيبة من نوع ٤ جي أو ويفي، يمكن أن يتجاوز التأجيل الثاني

ومن العوامل الحاسمة الأخرى التي تؤدي إلى تماثل الوصلات بين الشبكات/الربطات الالتفافية بين الشبكات التجارية، وفي العديد من التطبيقات الصناعية، يتجاوز حجم البيانات التي تنتجها أجهزة الاستشعار (الربطة) أوامر المراقبة (الربطة الهاتفية) حيث أن عدد أجهزة التشغيل المرنة التابعة لإدارة العمليات الإنمائية يتيح للمشغلين تخصيص المزيد من الموارد للوصلات، بما يكفل ألا تؤدي معدلات التسجيل بالفيديو وتقنيات الليديتار إلى التحلل العكسي.

تحسين الموثوقية ودين القدرة على الانتقائية

وتواجه النظم المشابهة في المصانع والمستشفيات ومراكز اللوجستيات انعكاسات معدنية، وضوضاء الكهرومغناطيسي من محركات التردد المتغير، والعقبات التي تُسبب تلاشي الإشارات. ويكافح الفريق العامل هذه التهديدات باستخدام جهاز التضليل، وتجميع الناقلين، وربط الاتصال المزدوج، وتُركز صفائف المركبات الضخمة من محطة القاعدة على الطاقة نحو فوري بدلا من البث العشوائي، مما يؤدي إلى تحسين نسبة الانتقال من الإشارة إلى آخر.

إن زيادة كثافة الاتصالات تتحول إلى كيفية قيامنا بنظم المراقبة المعمارية، فبدلا من إضفاء الطابع المركزي على جميع المعلومات الاستخباراتية على مجموعة كبيرة من الشركات، وإدارة مئات الكابلات، يمكن للمصممين أن يعتمدوا نهجا لا مركزي حيث تقوم وحدات تشغيلية أصغر حجما، متصلة بأجهزة آلية مغلقة، وتنسق أكثر من 5 جي.

التطبيقات الرئيسية وقضايا استخدام الصناعة

وتترجم القدرات النظرية لـ 5G إلى تحسينات تشغيلية قابلة للقياس عبر قطاعات متعددة، وتوضح الأمثلة التالية كيف أن النظم المترونية تحفز على الاتصال اللاسلكي لتحقيق أداء غير قابل للاستدامة في السابق، وتبرز كل حالة مزيجا مختلفا من 5 جي، من درجة الحرارة العالية إلى الاتصال الجماهيري.

الصناعة والتأهيلات الذكية

وفي المصانع الذكية، يعمل 5G كجهاز عصبي يربط المركبات الآلية المصحوبة بآلات آلية، وأجهزة نقل تعاونية، وأجهزة تشغيل بشرية، حيث كان من الممكن أن يؤدي مصنع السيارات الرئيسي مؤخراً إلى نقل شبكة من البرمجيات ذات المقياس المقياس الافتراضي إلى محركات محركية، حيث كان يُستعاض عن هذه الوصلات اللاسلكية بين نظام عمليات التنفيذ الصناعي والتحكم الآلي بنسبة 30 في المائة.

المركبات المستقلة ذاتيا والمتصلة

ويمكن للمركبات المتنازعة ذاتياً - على الطرق العامة وفي المواقع الخاضعة للرقابة مثل الألغام أو الموانئ - وهي نظم مائية أساسية.

العمليات الآلية وعمليات التطهير

ويُستعان بآليات في بيئات خطرة - وقف تشغيلها النووي، واستكشافها في أعماق البحار، واستجابتها للكوارث، وربطها بشبكة اتصالات تتسم بالشفافية لدى مشغلي النشاط البشري.

خدمات الرعاية الصحية

(ب) أن تكون الأجهزة الآلية الجراحية مثل نظام دا فينشي هي مجموعة من الإجراءات المتغطرسة على نحو طفيف لسنوات، ولكن عملياتها كانت محصورة في غرفة العمليات بسبب القيود المفروضة على المرض، وفي عام 2019، كان الجراح في الصين [(FLT:0)] يقوم بعملية جراحية عن بعد على بعد 3000 كيلومتر باستخدام أجهزة اتصال غير واضحة ، مما يدل على أن اللافقار غير مقبول

التحديات التي تواجه إدماج 5G في الميكاترونيك

وعلى الرغم من إمكانياته التحويلية، فإن إدماج 5G في نظم الملاحية ليس بدون عقبات، وكثير من هذه التحديات ينبع من كون 5G نظام إيكولوجي معقد ومحددة للبرامجيات وليس استبدالاً إذاعياً بسيطاً، ويجب على مرشدي النظام أن يبحروا في قضايا الأمن والتكاليف والقابلية للتشغيل المتبادل والثغرات المتبقية في تحديد المحددات.

الأمن والقدرة على التكيف

كما أن ربط الأصول المترونية بشبكة واسعة النطاق يوسع نطاق سطح الهجوم، إذ يمكن أن يتسبب متحكم آلي متضرر في إلحاق أضرار مادية أو يعرض حياة الإنسان للخطر. وتشمل المعايير 5 زاي التشفير القوي والتوثيق المتبادل والعزلة الشبكية عن طريق القطع، ولكن الثغرات في التنفيذ لا تزال قائمة، ويجب أن تجمع بين 5 زاي وبين استراتيجيات معمقة للدفاع مثل هياكل التقدم الصفري، ونظم التتبع المصممة للتحكم في حركة المرور.

تكاليف الهياكل الأساسية وقابلية الارتحال

وتحتاج خدمة إعادة تشغيل شبكة خاصة من طراز 5G إلى طيف آخر في إطار مجموعات صناعية مخصصة، أو نماذج الوصول المشتركة، أو قطع القطاع العام، كما أن تكلفة الخلايا الصغيرة، ومعدات الشبكات الأساسية، والتكامل مع حافلات ميدانية قديمة يمكن أن تكون كبيرة، لا سيما بالنسبة للمشاريع الصغيرة والمتوسطة، وفي حين أن مجموعة المواد الصناعية ذات النطاق الترددي الإجمالي (4.5-5 جيهرتز) والترددات ذات الموجات المتوسطة توفر قدرة واسعة النطاق، فإن خصائصها الإنتاجية تتطلب زيادة كبيرة.

قابلية التشغيل البيني والتوحيد

وكثيرا ما تجمع النظم الصناعية للتشغيل الآلي من مكونات تزود بها عشرات المصنعين، وكل منها بروتوكولات الاتصالات المتعلقة بالملكية، بينما قطعت 5 نظم للتشغيل العالمي و 3 GPP خطوات نحو التكامل غير المستقر للشبكة، فإن الواقع هو أن وحدات التشغيل 5 زاي التجارية الحالية قد لا تدعم بالكامل أحدث سمات الشبكة.

هيئة جليسة متنقلة وتحكم في الحركة

وفي حين أن 5G URLC تحقق حدوداً غير مسموعة للكثير من الميكروفونات، فإن حلقات الحركة التي تتطلب أوقاتاً تقل عن 100 ثانية صغيرة لا تزال تعتمد على السطوانات الميدانية اللاسلكية، وأن المضرب المتأصل في أي تكنولوجيا لاسلكية، حتى مع عدم وجود منح، وقلة الموارد المخصصة مسبقاً، يمكن أن يؤدي إلى تقلص الأداء في تطبيقات عالية الدقة مثل الليثيوم أو الترسغ الصغير.

التوقعات المستقبلية: نحو 5G-Advanced و6G

إن مسار 5G لا ينتهي بالإصدار 17 - الإصدار 18 - الذي يصنف على أنه 5G-Advanced، سيدخل تحسينات أخرى ذات صلة مباشرة بالميكانيكيين، وسيؤدي تحسين دقة تحديد المواقع إلى مستوى قياس سنتيمتر إلى تمكين الرافعات الشوكية والطائرات الآلية من الملاحة دون علامات خارجية، وسيتيح توسيع نطاق قدرات التقنيين في مجال الصيانة رؤية المتزامنة للقراءة المتزامنة.

ومن شأن " مجموعة الأدوات البحثية " ، التي يتم تركيبها في المستقبل، أن تزيل في وقت مبكر من شبكات الإنتاج الآلية التي يتم تركيبها، والتي تُستخدم في إطارها أجهزة الاستطلاع، والتي تُستخدم في إطارها أجهزة الاستطلاع، والتي تُستخدم في إطارها أجهزة التعبئة، والتي تُستخدم في إطارها أجهزة البرمجيات التي تعمل على أساس التعبئة، والتي تُستخدم في إطارها أجهزة الاستطلاع، والتي تعمل على أساس تجريبي، والتي تعمل على أساس البرمجيات التي تعمل على أساس البرمجيات التي تعمل على أساس البرمجيات التي تعمل على أساس البرمجيات التي تعمل على أساس البرمجيات التي تستخدم في إطار نظام " متزامن مع استخدام الطاقة " .

خاتمة

إن أثر الربط بين الشبكات التي تستخدمها الشبكة 5 جي على أداء النظام الميكتروني ومراقبته عميق ومتعدد الطوابق، إذ أن من خلال إيصال السرعة والموثوقية والكثافة الأجهزةية التي لم يسبق لها مثيل، يقوم 5 جي بتحويل هياكل مائية من منشآت صلبة ورقية إلى نظم مرنة وقابلة للتشكيل، ونظم ذكية، ويمكن أن تمتد حلقات المراقبة في الوقت الحقيقي دون هوادة عبر مناطق كبيرة، ويمكن للآليات أن تتعاون بدون روابط مادية،

إن التحديات التي تواجه الأمن والتكاليف والحاجة إلى زيادة التحديد ستتطلب استمرار الابتكار، ولكن الاتجاه واضح، فالشركات المترونية تدخل مرحلة متصلة حيث تتدفق البيانات بسلام بين العوالم المادية والرقمية، ويبدو أن المهندسين ومنظمي الاتصالات الذين يستوعبون قدرات 5 جي في وقت مبكر سيكونون قادرين على توفير نظم أكثر ذكاء وأكثر أمانا وأكثر إنتاجية كانت مقيدة من قبل بالحدود التي كانت قائمة على أساسها بالنسبة للنحاس والتكنولوجيا.