Как 5G обеспечивает автономную логистику последней мили

В настоящее время на заводе Nissan в Сандерленде проводится новаторское испытание, в ходе которого проверяется способность 5G повышать производительность для автономных грузовиков, перемещающих детали по заводу.

Производство — это тщательно поставленный танец, требующий от множества людей и деталей точного попадания в нужное место в нужное время. Это аналогия, которая применима к большинству серийных производств, но особенно подходит для того, как производятся автомобили.

Автомобильная сборочная линия ежедневно производит сотни готовых автомобилей, каждый из которых состоит из десятков тысяч деталей. Поставка этих деталей полностью синхронизирована с производственным графиком. Склад пополняется «точно в срок». Любое более позднее прерывание производства, любое более раннее потребует двойного обращения с буферными складскими помещениями и товарами (перемещение, а затем извлечение). Это впечатляющее достижение облегчается тем, что основные поставщики располагают свои предприятия поблизости, а некоторые даже занимают здание на территории.

Несмотря на удобство, это приводит к многочисленным ежедневным поездкам, часто на очень короткие расстояния, между ближайшими поставщиками и заводом. Ярким примером является завод Nissan Motor Manufacturing в Сандерленде . Крупнейший автомобильный завод в Великобритании находится рядом с дистрибьюторским центром Nissan в Великобритании и имеет несколько местных поставщиков.

Завод обслуживают несколько тысяч грузовых автомобилей в день. Кто-то совсем рядом, кто-то издалека. Все они прибывают в пункты выдачи, стратегически расположенные вдоль семикилометровой производственной линии Nissan. Короче говоря, это обеспечивает идеальную среду для проверки того, могут ли автономность  повысить производительность и эффективность безопасно и надежно.

Революционный проект Connected Automotive Logistics (CAL) с поддержкой 5G делает именно это. Проект стоимостью 4,9 млн фунтов стерлингов, частично финансируемый Программой тестирования и испытаний 5G  исследует практические возможности дистанционного управления (телеуправления) автономным электрическим грузовым автомобилем в реальных промышленных условиях.

Меньше монотонности, больше производительности

Автономное вождение часто фигурирует в заголовках, в значительной степени благодаря Tesla и ее скандальному генеральному директору и соучредителю. На этом уровне автономии обычно присутствует водитель. Если транспортное средство останавливается по какой-либо причине, кто-то физически находится рядом, чтобы взять на себя управление.

Такой уровень автономных возможностей не решает двух самых серьезных проблем, влияющих на отрасль логистики, — нехватку водителей большегрузных автомобилей и рост заработной платы.

Это также не решает проблемы монотонности поездок туда и обратно по одному и тому же короткому маршруту изо дня в день. Некоторые маршруты в Nissan Sunderland, например, составляет менее двух километров.

Сочетание дистанционного управления с автономными технологиями, 5G-CAL помогает решить эти проблемы. Это также помогает повысить эффективность работы, удовлетворенность водителей и безопасность, сократить расходы и потенциально увеличить соотношение «водитель-транспортное средство».

Мы поговорили с Ричардом Баррингтоном, главным консультантом и руководителем отдела развития бизнеса компании Perform Green, чтобы обсудить извлеченные уроки и новые возможности.

Чем ваша установка отличается от автоматизированных транспортных средств (AGV), которые стали обычным явлением на заводах и в распределительных центрах?

РБ: Когда наш автомобиль сталкивается с чем-то, чего он не понимает или с чем не сталкивался раньше, он останавливается и включает сигнал тревоги. Во многих операционных средах, если AGV останавливается, кто-то должен физически пойти и перезапустить его. Это не представляет большой проблемы в ограниченном пространстве, но наш вариант использования — двухкилометровый участок дороги. Необходимость идти к машине стоит времени и денег. Вот тут и приходит на помощь дистанционное управление.

Наша телеоператорская установка является точной копией бортовой станции управления с тремя экранами, отображающими прямую трансляцию с камеры слева, справа и прямо перед транспортным средством. Пользовательский опыт и сенсорная информация такие же, как если бы вы сидели в кабине. С задержкой менее 10 миллисекунд информация также представлена ​​в режиме реального времени.

Когда транспортное средство останавливается и срабатывает сигнал тревоги, телеоператор берет на себя управление и принимает обоснованное решение о том, как действовать, пока не почувствует себя комфортно, передав управление транспортным средством обратно автономному программному обеспечению.

Почему 5G так важен для 5G-CAL?

Многие производственные площадки имеют строгие ограничения скорости 5-10 км/ч. Теоретически можно использовать 4G, но как только вы выйдете за пределы объекта, вам захочется двигаться намного быстрее. Более высокие скорости означают более длинный тормозной путь. Вот где сверхнизкая задержка 5G становится очень важной. Нам нужно знать, что мы можем остановить транспортное средство в любой момент, чтобы обеспечить безопасность всей операции.

Кроме того, HGV был оснащен несколькими камерами, модулями LiDAR и множеством датчиков. Они производят данные со скоростью около 100 Мбит/с, которые необходимо снять с транспортного средства и передать оператору связи, который в нашем случае находится в здании Vantec. Это очень сложно сделать с любой другой технологией, кроме 5G. Это также сильно отличается, например, от Tesla, где все решения автономного программного обеспечения принимаются локально.

Еще одним важным фактором является надежность 5G. Производительность нашей частной сети, использующей спектр общего доступа Ofcom n77, стабильна от начала до конца. Вы не получите этого с 4G. Стандарт 5G также очень безопасен, особенно в частной сети. Единственными устройствами, которые могут подключаться к нашей сети, являются те, которые мы авторизовали и для которых выдали SIM-карты.

На какой стадии находится проект?

StreetDrone завершил проектирование автомобиля, и он находится в Nissan Sunderland. Нам очень повезло, что у Nissan есть не только частная дорожная сеть, но и площадка для вождения, а также испытательный полигон.

Последние несколько месяцев мы отрабатывали все основные маневры на платформе, уделяя особое внимание переключению между автономным программным обеспечением и телеоператором и обратно. Мы сосредоточены на обеспечении того, чтобы она работала при любых обстоятельствах, и демонстрации того, что наша система более отзывчива и, следовательно, безопаснее, чем когда кто-то сидит в кабине.

Вскоре мы перейдем к тестированию маршрута в реальном времени. Оттуда мы будем смотреть на две вещи. Первый — масштабирование. Мы доказали, что это работает с одним транспортным средством, что произойдет, когда у нас будет шесть? Как сеть встанет? Есть ли у нас один человек, управляющий шестью транспортными средствами, или соотношение 1:6 слишком велико? Второй — согласование более сложного маршрута, но все же в пределах частной дорожной сети. Мы можем перейти к другому пункту раздачи, что означает необходимость пройти через два светофора, кольцевую развязку, ворота безопасности и изогнутый мост. Маршрут имеет трафик от нескольких дистрибьюторов, идущих на завод и обратно, поэтому это гораздо более реальная операционная среда.

Можете ли вы количественно оценить любое из ожидаемых улучшений эффективности?

Судя по тому, чего удалось достичь в рамках проекта, можно сделать вывод, что завод, аналогичный по масштабу Nissan, должен экономить от 2,5 до 3 миллионов фунтов стерлингов в год. Мы также стремимся повысить эффективность на другом конце процесса. Nissan Sunderland производит около 3000 автомобилей в день, 80% которых экспортируется через порт Тайн. Это означает, что сотни автовозов перевозят тысячи автомобилей, не говоря уже о контейнерах с запчастями, ежедневно прибывающих в порт.

Как только мы докажем, что наша система работает с несколькими транспортными средствами и что она может работать с гораздо более сложной дорожной сетью, что, вероятно, займет от 24 до 36 месяцев, следующим шагом может стать надзор за транспортом между Nissan и портом. Это, вероятно, потребует перемещения между частными сетями и, возможно, общедоступной сетью. Как будут работать эти передачи? Обеспечит ли частная сеть требуемые характеристики производительности? Стандартная сеть оператора мобильной связи предназначена для доставки данных на устройства, а не для передачи данных от них.

Есть ли у вашей системы приложения, выходящие за рамки автомобильных и других крупных дискретных производственных предприятий?

Мы работаем с Connected Places Catapult и Университетом Ньюкасла, чтобы изучить потенциал более широкого развертывания автономных транспортных средств с поддержкой 5G в других промышленных и социальных условиях. Другие варианты использования включают аэропорты, порты, услуги общественного транспорта и кампусы. Большинство супермаркетов, например, работают примерно так же, как автозаводы: каждый день сбрасывают и забирают сотни трейлеров.

Существуют значительные затраты, связанные с задержкой самолета, как и с конвейерами. Задержка рейса из-за того, что багаж не находится в нужном месте в нужное время, не просто расстраивает пассажиров. Все эти области предоставляют огромные возможности для повышения эффективности, и по мере того, как мы продолжаем совершенствовать эту технологию, появится больше вариантов использования.

 

Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК

Бесплатная служба распространения новостей для научных организаций и стартапов

hello@technovery.com