5G is lang niet enkel een verhaal van snelle smartphones. De nieuwe generatie mobiel internet biedt een heel aantal kenmerken die digitalisering van de industrie kan versnellen. Zo kan het honderdduizenden IoT-devices op een plant met elkaar verbinden, zonder haperingen en meer dan dertig keer sneller dan 4G. De industrie is echter nog wat afhoudend.
Solutions director Jurjen Veldhuizen van Huawei
Bedrijven zijn nog vooral met testwerk bezig
De raffinaderij van Shell in Rotterdam telt maar liefst 160.000 kilometer aan pijpleidingen. Indrukwekkend zou je zeggen, maar ook een nachtmerrie om te inspecteren. Daarom kijken ze nu naar 5G. Via supersnelle verbindingen, aangeleverd door KPN en Huawei, zenden ze videobeelden van inspectiecamera’s door naar de cloud. Daar sporen machine learning-algoritmen automatisch roestvlekken op en sturen onderhoudsteams de weg op om die te verhelpen.
5G is hot vandaag de dag. Het staat helemaal in de actualiteit, vanwege bezorgdheid over geopolitiek, gezondheid en antennes. Maar vaak wordt daarbij vergeten dat 5G minder een verhaal is van smartphones en consumenten en veel meer van grote bedrijven en industriële toepassingen. 5G verbindt dus de industrie en de economie, en biedt zo kansen, maar ook uitdagingen.
Drie grote voordelen
‘Tot nu toe richtte mobiele communicatie zich vooral op telefoons’, begint Sonia Heemstra de Groot, hoogleraar aan de TU/e en directeur van het Centre for Wireless Technology. ‘Aanvankelijk ging dat bij systemen zoals 2G over het versturen van je stem. Maar vanaf 3G betrof dat ook mobiel internet. 5G heeft op zijn beurt kenmerken die vooral nuttig zijn voor bedrijfstoepassingen, onder andere voor de industrie.’
Zo biedt 5G drie grote voordelen, bovenop 4G, die Heemstra de Groot in een driehoek plaatst. ‘Ten eerste heb je hogere datasnelheden. Op pieken gaat dat tot 10 gigabit per seconde. Maar uiteindelijk zit dit in het verlengde van 4G. Ten tweede heb je de massive machine-type communications. Dat betekent dat je heel veel apparaatjes of IoT-devices via een 5G-netwerk kunt verbinden, tot 1 miljoen per vierkante kilometer. Een derde pilaar heet ultra-reliable and low-latency communications. Dat betekent dat een 5G-verbinding heel betrouwbaar moet zijn, en dus niet hapert, en dat het een geringe vertraging op het signaal heeft. We moeten gaan van ongeveer 30 milliseconden latency onder 4G naar 1 milliseconde onder 5G.’
Inzetten op 5G
Die drie pilaren van 5G tonen onmiddellijk waar de kansen voor de industrie liggen, bijvoorbeeld voor videotoepassingen. ‘4G gaf ons te weinig capaciteit om videobeelden in voldoende hoge kwaliteit door te sturen om roest op te sporen’, stelt solutions director Jurjen Veldhuizen van Huawei over het project met Shell in Rotterdam. ‘Daarom gebruiken we in Rotterdam een 5G-netwerk, en geen 4G.’ En ook de tweede en derde pilaar zullen in de toekomst cruciaal blijken in industriële contexten. ‘Als je een kritisch industrieel proces wilt monitoren en besturen, zoals een robotarm die een erg precieze handeling moet uitvoeren, met precisie tot op de microseconde, dan wil je niet dat er vertraging op dat signaal zit. Maar je kunt ook massaal je fabriek verbinden met sensoren, en de hele productieketen volgen’, stelt Heemstra de Groot.
‘Wanneer je een kritiek productieproces verbindt, moet de connectie erg betrouwbaar zijn’
5G belooft zo de industrie helemaal te verbinden en digitaal te maken. En daarom zetten heel wat spelers er ook op in. In Duitsland kopen industriële bedrijven zoals Siemens en Bosch bijvoorbeeld draadloos spectrum, vroeger enkel het terrein van de grote mobiele providers. En ook in de Benelux dringt 5G door in de productieprocessen. In Rotterdam is er de Shell-raffinaderij. En in België gebruikt de fabriek van de Zweedse multinational Atlas Copco een 5G-ready netwerk om machines en autonome voertuigen draadloos te verbinden.
Testbed
Niettemin blijft het nog vaak bij testcases. In Nederland en België zijn 5G-netwerken nog niet publiek beschikbaar, en daarnaast moet de technologie erachter nog een ontwikkeling doormaken. Een nieuwe versie van de 5G-standaard, die deze zomer uitkomt, zal bijvoorbeeld pas de echt lage latencies laten zien. Bedrijven testen nu vooral uit welke toepassingen 5G mogelijk maakt. ‘We zijn net begonnen’, vertelt Jan-Willem Neggers, directeur van High Tech Campus Eindhoven, die recentelijk ook een broedplaats inhuldigde voor 5G. ‘Nu moeten we de use-cases oplijnen en uittesten. Daarom hebben we ook dit testbed opgericht, en het gaat direct snel. Ik denk dat we in de nabije toekomst ruimte tekortkomen in onze broedplaats.’
High Tech Campus Eindhoven werkt samen met de gemeente Eindhoven en bedrijven zoals Ericsson en Vodafone, om bedrijven te laten experimenteren met 5G, en te kijken waar het nuttig voor hen is. ‘De cases die we hier uittesten, gaan van autonome wagens tot drones’, vertelt Neggers. ‘Want die vereisen heel betrouwbare verbindingen met weinig vertraging. Maar hetzelfde principe geldt in de hightech industrie. ASML en Philips testen hier ook de productie van hightech hardware. Als je een YouTube-filmpje kijkt en er zit wat vertraging op, dan is er geen man overboord, maar wanneer je een kritiek productieproces verbindt, moet die connectie erg betrouwbaar zijn.’
Conservatisme
Er zijn genoeg uitdagingen te overwinnen voordat 5G overal in het hightech ecosysteem doordringt. ‘De industriële wereld vertoont altijd een zekere terughoudenheid tegenover dit soort nieuwe technologie’, vertelt Heemstra de Groot. ‘Industriële technologie heeft soms een levensduur van enkele decennia, dus als je investeert in een draadloze verbinding, dan doe je dat voor de lange termijn. De industrie is conservatiever dan de wereld van de draadloze communicatie.’
Ook zijn concurrerende netwerken, zoals wifi of Sigfox, reeds aanwezig in de industrie. ‘Afhankelijk van de applicatie zul je 5G combineren met andere netwerken’, stelt Heemstra de Groot. ‘Als je een verbinding met hoge capaciteit of lage latency nodig hebt, is 5G nuttig. Maar in overige gevallen werkt een ander netwerk even goed. Een sensor die elk halfuur kleine hoeveelheden data verstuurt, vereist bijvoorbeeld geen 5G.’
Nederland achterop
Niettemin voorziet 5G wel in een behoefte. ‘Wifi schiet vaak nog tekort in bedrijfscontexten’, vertelt Veldhuizen. ‘Er zijn gevallen bekend waarbij havenbedrijven investeren om kranen via wifi te verbinden, maar wanneer er dan een groot schip de haven binnenvaart, met een eigen wifi-netwerk, verstoort dit de verbinding. Daarnaast heeft 5G ook voordelen op het gebied van latency en betrouwbaarheid tegenover 4G.’
Er is dus nog werk aan de winkel, maar de toekomst in de industrie ziet er voor 5G veelbelovend uit. ‘Nederland loopt een beetje achter, maar in heel wat landen is 5G er al’, zegt Heemstra de Groot. ‘In de komende maanden tot jaren ga je de echte implementatie van deze systemen zien in de industriële wereld.’
