Kundkrav för service av mobilnät i stora industrier

EXAMENSARBETE INOM INDUSTRIELL TEKNIK OCH PRODUKTIONSUNDERHÅLL,

högskoleingenjör 15 hp SÖDERTÄLJE, SVERIGE 2021

Kundkrav för service av mobilnät i stora industrier

Lailee Alyas

Kundkrav för service av mobilnät i stora industrier av

Lailee Alyas

Examensarbete TRITA-ITM-EX 2021:430 KTH Industriell teknik och management

Hållbar produktionsutveckling

Kvarnbergagatan 12, 151 81 Södertälje

Examensarbete TRITA-ITM-EX 2021:430

Kundkrav för service av mobilnät i stora industrier

Lailee Alyas

Godkänt

2021-juni-08

Examinator KTH

Jon-Erik Dahlin

Handledare KTH

Bertil Wanner

Uppdragsgivare

Telia Company

Företagskontakt/handledare

Ivan Bretan

Sammanfattning

Detta är ett examensarbete inom Industriell teknik och produktionsunderhåll som handlar om kundkrav för service av mobilnät i stora industrier. De stora industrierna, som exempelvis Scania och Boliden, har fokus på att underlätta underhåll och hantering av produktionen med hjälp av automation och digitalisering i sina företag. Idag är det nya mobilnätet, 5G, en efterfrågad teknologi i stora industrier med stora produktionsanläggningar, som gör det möjligt att koppla upp de fysiska komponenterna och därmed effektivisera sitt företag.

I detta arbete har intervjuer genomförts med tre svenska företag, Ericsson, Scania och Boliden, där de stora kraven med implementering och användning av 5G tagits fram. Utöver den kvalitativ studien har en litteraturstudie genomförts, där kravet var att välja information som inriktar sig på 5G och dess implementering i stora produktionsanläggningar. Målet med detta arbete är att identifiera kundens behov av egen service och kundkrav på operatören vid implementering och användning av 5G, samt komma fram med ett förslag på ett SLA.

Resultaten, från intervjuer och litteraturstudie, visar att kundens krav på operatören

överväger kundkrav av egen service. Vid implementering av 5G måste industrikunder ställa

om hela produktionen, vilket kräver ny utrustning, ny teknik och kompetent personal. Dessa

som kan ta hand om enkel underhåll. Detta gör nätet säkrare och effektivare men även billigare, då operatören inte behöver genomföra enklar underhållsarbete. Vidare har ett förslag på ett SLA tagits fram, där vissa krav som industrikunder hade på ett serviceavtal dokumenterades.

Nyckelord: Industri 4.0, Digitalisering, 5G-nät, Industrikund, Underhåll, SLA.

Bachelor of Science Thesis TRITA-ITM-EX 2021:430

Customer requirements for service of mobile networks within large industries

Lailee Alyas

Approved

2021-june-08

Examiner KTH

Jon-Erik Dahlin

Supervisor KTH

Bertil Wanner

Commissioner

Telia Company

Contact person at company

Ivan Bretan

Abstract

The conducted project within the program of Industrial Technology and Production Maintenance concerns the industrial customer requirements for service of mobile networks within large industries. The large industrial customers, such as Scania and Boliden, have an immense focus on supporting the maintenance processes and managing production with the help of automation and digitalization within their companies. Today, the new mobile network of 5G, is a sought-after technology within large industries with large production facilities, that enables the opportunity to connect physical components and thereby increasing the efficiency within the operations.

In this thesis work, interviews have been conducted with three Swedish companies,

Ericsson, Scania, and Boliden. This is where the requirements of implementation and usage

of 5G network have been determined. Moreover, a literature study has also been carried out

with the requirement of selecting information that emphasizes on 5G and implementation

within large production facilities. The objective of this thesis work is to identify the

requirements of large industrial customers, such as their needs for self-maintenance, their

requirements on the network operator during implementation and usage of 5G. Finally, the

objective is to also present a Service Level Agreement or SLA.

customers. During the implementation of 5G, industrial customers must adapt and change their production facilities, which requires new equipment, technology, and competent workers. These aspects should be considered by the and handled by the network operator.

Industrial customers also have the condition of handling certain areas of the 5G network themselves, for example having technicians ready that can conduct simple maintenance. This in turn will enable more secure and efficient network and on the same time, at a lesser cost, due to the network operator no longer must conduct simple maintenance. Furthermore, a proposition for a Service Level Agreement have been composed, where the requirements from the industrial customers were documented.

Key words: Industry 4.0, Digitalization, 5G-network, Smart Manufacturing, Maintenance,

SLA

Förord

Ett examensarbete inom Industriell teknik och Produktionsunderhåll genomfördes av mig, Lailee Alyas, på Kungliga Tekniska Högskolan i samarbete med Telia Company, där krav på service i stora industrier skulle tas fram, samt ett förlag på ett serviceavtal.

Jag vill säga ett stort tack till Ivan Bretan på Telia Company, som tog handledarrollen och gav mig möjligheten att genomföra mitt examensarbete hos dem. Han har väglett mig under hela examensarbetet och hjälpte att komma i kontakt med rätt personer, samt gav mig tillgång till trovärdiga källor.

Ett stort tack till Bertil Wanner, från KTH, som tog handledarrollen i skolan och har handlett mig under hela mitt examensarbete, där han gav mig repetitiva feedback och stöd för att underlätta rapportskrivningen samt ständigt förbättra den.

Ett stort tack till Jon-Erik Dahlin, examinator på KTH, som gav mig möjligheter att skriva detta examensarbete.

Stort tack till övriga intressenter från Ericsson, Scania och Boliden, som kunde stå upp för

intervjuer och delade mig sig av sina erfarenheter och kunskaper om det nya mobilnätet.

Innehållsförteckning

1. INLEDNING ... 1

1.1. B

AKGRUND

... 1

1.2. F

RÅGESTÄLLNINGAR

: ... 2

1.3. P

ROJEKTMÅL

... 2

1.4. A

^VGRÄNSNING

... 3

1.5. F

ÖRETAGSPRESENTATION

... 3

1.5.1. Ericsson ... 3

1.5.2. Scania ... 4

1.5.3. Boliden ... 4

2. METOD ... 5

2.1. L

ITTERATURSTUDIE

... 5

2.2. I

NTERVJU

... 6

2.3. V

ALIDITETSANALYS

... 6

3. TEORI ... 7

3.1. I

NDUSTRI

4.0 ... 7

3.2. D

EN FEMTE GENERATIONEN

, 5G. ... 8

3.3. F

ÖRDELAR OCH UTMANINGAR MED

5G ... 9

3.4. 5G:

S ANVÄNDNINGSOMRÅDE

... 11

3.5. T

^IME

S

^ENSITIVE

N

^ETWORK

, TSN ... 12

3.6. N

ETWORK SLICING

... 13

3.7. E

TT HÅLLBART SAMHÄLLE MED

5G ... 14

3.8. U

PPKOPPLING AV INDUSTRIN

... 15

4. RESULTAT ... 17

4.1. K

RAV PÅ INSTALLATION OCH IMPLEMENTERING AV

5G ... 17

4.1.1. Ericsson ... 17

4.1.2. Scania ... 19

4.1.3. Boliden ... 20

4.2. S

^ERVICE

–

^OPERATÖR

... 23

4.3. E

GEN SERVICE

–

KUND

... 23

4.4. S

ERVICEAVTAL

... 24

5. ANALYS OCH DISKUSSION ... 27

5.1. V

ARFÖR

5G? ... 27

5.2. F

^ÖR

-

OCH NACKDELAR MED DET NYA TRÅDLÖSA NÄTET

(5G) ... 28

5.3. I

MPLEMENTERING AV

5G ... 29

5.4. O

PERATÖRS SERVICE TILL INDUSTRIKUND

... 29

5.5. K

UNDENS EGEN SERVICE

... 30

5.6. O (SLA) ... 30

6. SLUTSATS ... 33

7. KÄLLFÖRTECKNING ... 35

7.1. T

RYCKTA KÄLLOR

... 35

7.1.1. Böcker ... 35

7.1.2. Artiklar ... 35

7.2. E

LEKTRONISKA KÄLLOR

... 36

7.3. M

UNTLIGA KÄLLOR

... 37

8. BILAGOR ... 39

8.1. B

^ILAGA

1: SLA ... 39

1. Inledning

1.1. Bakgrund

Telia är Sveriges största telekomföretag som ombildades från en statlig myndighet till ett aktiebolag år 1993. Detta företag har en intressenthistoria som börjades 1853 och hade namn Kongl. Electriska Telegraf-Werket som sedan ändrades till Televerket. Verket var både en statlig myndighet och ett företag som var först med att använda en annan teknik för telegraflinje, elektricitet. Den nya metoden gjorde det möjligt att bilda skrivtecken och skicka dem till Amerika vilket var en sort steg för televerket. Idag är Telia ett företag som tillhandahåller kommunikationstjänster som underlättar anslutning och kommunikation med människor över hela värden. De jobbar ständigt med stora förändringar för kunder, anställda och för hela samhället för att leverera det bästa mobilnät i hela Sverige.

Telia jobbar med de nya teknologierna som möjliggör effektiva, säkra lösningar, med komplicerade funktioner, som ger kunderna tillgång till nya tjänster. Dessa gör det möjligt att koppla upp saker och underlätta kommunikation mellan kunder och leverantörer samt effektivisera kommunikation med de fysiska komponenterna som till exempel maskiner, robotar etc. Industri 4.0 är en viktig del i Telia företagsaffär, vilken möjliggör stora förändringar hos företagskunder. Det finns fortfarande manuella delar som hindrar produktivitet och därför jobbar Telia ständigt med 5G som förändrar olika områden, exempelvis produktion, transport, sjukvård, jordbruk m.m.

Denna teknik möjliggör nya hållbara lösningar i de stora industrierna som Telia fokuserar på. Ett hållbart samhälle kan uppnås med hjälp av olika nyckeldrivkrafter: ökad säkerhet, minskade kostnader, ökad kvalitet, spårbarhet, ökad flexibilitet, minska tid till marknaden, ökad återkoppling och styrning från kunden. För att säkerställa och tydliggöra att dessa nyckelkrafter, som erbjuds vid implementering av 5G, kommer uppfyllas kan ett serviceavtal (SLA, Service Level Agreement) tecknas mellan industrikunden och operatören/

leverantören. Telia är en operatör som samarbetar med bland annat med Ericksson och

erbjuder den nya tekniken, 5G.

I detta uppdrag vill Telia få en bättre bild på vad stora industrikunder (Scania, ABB m.m.) kommer att förvänta sig från sin operatör, om de implementerar det nya trådlösa nätet, 5G.

Således handlar mitt projektarbete om att analysera kundens behov av egen service vid implementering av 5G eller om detta ska skötas av operatör/leverantör. Inom service ingår allt som installering, driftsättning, underhåll och utveckling. Samt utforma ett förslag på serviceavtal för kundens val av lösning, några exempel på delar som kan finnas med:

underhåll av installationer, övervakning och monitorering av verksamhetens nät, statistik och rapportering etc.

1.2. Frågeställningar:

 Vad är för- och nackdelar med det nya trådlösa nätet (5G)?

 Hur kommer det se ut med implementering av 5G?

 Vad företaget, med en stor produktionsanläggning, själva vill/kräver att ta hand om med tanke på integrationen mot produktionssystem och kundens egna utrustningar?

 Vad Telia som operatör kan ta hand om hos industrikunden?

 Vad kan ingå i Telias serviceavtal (SLA)?

1.3. Projektmål

Målet med examensarbetet:

- Ta fram de olika kraven som finns med installation och implementering av det trådlösa nätet.

- Identifiera kundens behov av egen service, vilka delar i hantering av 5G ska kunden ta hand om på egen hand.

- Identifiera kundens krav på operatören, vilka delar har operatören ansvar för vid installation och underhåll av produktsystem.

- Komma fram med några konkreta förslag på vad som bör finnas på ett serviceavtal

som tecknas mellan två stora företag, kunden (Industri med en stor

produktionsanläggning exempelvis Scania och ABB) och operatören (Telia

Company).

1.4. Avgränsning

I detta examensarbete behandlas litteratur om 5G och dess krav som berör endast stora industrier med stora produktionsanläggningar samt endast en operatör som erbjuder detta trådlösa nät, Telia Company. Denna avgränsning är nödvändig med anledning av att 5G är ett stort område medan detta examensarbete är begränsad med tid och genomförs i ett företag med avsatta resurser. Av den orsaken kommer även 5G:s parametrar avgränsas då arbetet endast fokuserar sig till kundens krav och behov av service vid användning av mobila nät.

För att komma med några konkreta förslag på vad som kan finnas med på ett serviceavtal som gynnar båda kunden och operatören kommer avtalet begränsas till några enstaka delar och kommer grundas av incitamentsavtalet det vill säga att det kommer vara rörligt.

Detta arbete fokuserar sig på de tekniska kraven som finns vid implementering av 5G som innebär också att jag inte kommer besvara frågorna som berör investering- och kostnadsanalys.

1.5. Företagspresentation

1.5.1. Ericsson

Ericsson är ett av världsledande företag som levererar informations- och kommunikationsteknologi. Ericsson jobbar ständigt med utveckling av nya mobilnät, såsom 5G, för att leverera den hastighet och flexibilitet som varje kund behöver för att få möjligheter att använda de nya tjänsterna och teknologierna för digitaliserings av sitt företag. Detta företag har för nuvarande 100 000 anställda och många verksamheter över hela landet och världen. (Ericsson, 2021)

" Ericsson - Taking you forward ”– Ericssons slogan

1.5.2. Scania

Scania är ett lastbils- och busstillverkningsföretag som är ett ledande företag när det gäller utveckling av hållbara transporter. Företaget har börjat att använda sig av nya digitaliseringsmetoder för att erbjuda smarta och skräddarsydda transportlösningar.

Dessutom ligger deras fokus på att underlätta hantering och underhåll med hjälp av införandet av automation och digitalisering i deras företag. Idag har Scania 49 000 anställda och sitt huvudkontor i Södertälje. (Scania, 2021)

” A bus born out of strong partnership” – Scanias slogan 1.5.3. Boliden

Boliden är ett metallföretag i världsklass med egna gruvor och smältverk, som tillverkar silver, bly, guld och m.m. Idag har Boliden 6000 anställda i Sverige och tre andra länder. Detta företag använder sig av nya teknologier och metoder för att utveckla sina lösningar för automatiserad och hållbar gruvdrift. En av metoderna som Boliden jobbar med är 5G-nät.

Detta nät kommer förbättra säkerhet i gruvan, som är en viktig drivkraft i deras verksamhet.

”Safety first” – Bolidens slogan

2. Metod

Detta examensarbete gjordes med hjälp av olika metoder som hjälpte att identifiera och undersöka de olika kraven, som olika stora industriföretag kan kräva i samarbete med ett operatörsföretag vid implementering av det mobila nätverket, under den givna tidsperioden.

De olika metoderna som användes i detta arbete är en översiktlig och en utökad litteraturstudie samt intervjuer hos olika industriföretag.

2.1. Litteraturstudie

Litteraturstudie är en metod som bestämdes i detta arbete för att besvara de ovannämnda frågeställningarna där kravet var att välja rätt information som fokuserar sig på 5G och dess tillämpbarhet i de stora industrierna.

De vetenskapliga materialen och artiklarna, de externa källorna, valdes genom Primo som är ett sökverktyg för KTH Library där det finns exempelvis allt tryckt material på bibliotek och e-böcker. Detta verktyg är skräddarsytt för alla studenter och tillgänglig på KTH:s hemsida.

För att hitta relevant material i Primo användes olika sökbegrepp som var inriktade på Industri 4.0 och 5G. Dessa två begrepp är relativt nya och har utvecklats snabbt under de senaste åren. Därmed var det viktigt att avgränsa sig till de senaste tillagda materialen i Primo databasen.

De interna källorna har tillhandahållits av handledare på Telia Company som valde de relevanta källorna som ger en bättre förståelse på frågeställningar och på de fastställda målen som måste uppnås med detta projekt.

Insamlade artiklar och material har lästs och analyserats flera gånger under projektets gång

där fördelar och utmaningar med 5G har identifierats samtidigt som en tydlig koppling

gjordes till de stora industrierna. Sedan har denna information beskrivits och förklarats

under rubriken ”Teori” i textform. Denna information har även använts i andra faser, som

analys och resultat, som underlättade att ta fram det konkreta förslaget på ett serviceavtal

och de delarna som bör finnas med.

2.2. Intervju

För att få en bättre bild av 5G och dess tillämpbarhet i stora industrier användes en kvalitativ metod som går ut på att besvara frågor utifrån erfarenheter och upplevelser som skapas vid användning av olika metoder i verkligheten. Denna metod hjälper till att få mer kunskaper om hur olika stora industriföretag jobbar med de nya digitaliseringsmetoderna, vilka möjligheter det finns vid implementering av 5G samt vad dessa företag kräver från sina operatörer och leverantörer vid service. Som intervjuobjekt valdes tre stora svenska företag:

Ericsson, Scania och Boliden. Boliden är ett företag som jobbar med 5G-nät i vissa gruva, de samarbetar med Ericsson och vill effektivisera gruvdriften så att den är igång 24/7. Scania är ett fordonsföretag som har nyligen börjat testa 5G-tekniken i sina produktionsanläggningar och inte lyckats implementera den än. Dessa företag är olika varandra vilka gav bättre uppfattning av 5G och Industri 4.0 samt för- och nackdelar med det nya mobilnätet.

Intervjuerna med intressenter, från de valda företagen, gjordes med hjälp av en ostrukturerad intervjuteknik för att minimera inflytande på intervjuarens svar. Detta ger också fler synsätt på 5G i stora industrier som har stora produktionsanläggningar.

Intervjuerna gjordes personligt och pågick i 30 minuter.

2.3. Validitetsanalys

För att säkerställa att det insamlade materialet, som analyserades och undersöktes under hela projektets gång, var trovärdigt gjordes en kritisk granskning som bedömer kvaliteten i materialet. 5G är ett ganska nytt och brett begrepp och med denna anledning valdes artiklar och böcker som har skrivits av forskare.

Både Scania och Boliden samarbetar med Ericsson och har goda kunskaper om Industri 4.0

samt en verklig bild av området som analyseras i detta arbete. Dessa företag har länge jobbat

med och utvecklat de nya teknikerna i sin industri och har goda erfarenheter av

implementering av 5G. Intressenter som presenterade sina företag var högt uppsatta och

hade 5G i sitt arbetsområde vilket gör dem till relevanta intressenter för detta

examensarbete.

3. Teori

3.1. Industri 4.0

Industri 4.0 anses vara den nya industriella revolutionen som handlar om ny teknik och nya möjligheter, som effektiviserar tillverkning och produktion samt förbättrar kommunikation med de fysiska komponenterna (maskiner, robotar etc.) inom industriområdet. Detta görs med hjälp av olika teknologier, som exempelvis sakernas internet, big data analytics eller artificiell intelligens som möjliggör även realtidsdata som i sin tur förbättrar kontroll och säkerhet över produktionen, och de fysiska komponenterna som befinner sig där. Det finns några viktiga begrepp inom Industri 4.0 som underlättar att förstå den smarta tillverkningen bättre:

- Smart fabrik – en verksamhet eller företag med en produktionsanläggning som använder sig av de smarta teknikerna för att effektivisera och förbättra sin produktion samt minska resurser för att nå ett mer hållbart samhälle.

- Artificiell intelligens – en teknologi som gör det möjligt att de fysiska komponenterna, exempelvis robotar eller maskiner, kan efterlikna en människa och utföra svåra, komplicerade uppgifter. Denna teknologi kan lära en robot att analysera och bearbeta en stor mängd av information, spara och använda den i praktiken.

- Lean production – en metod som går ut på att ständigt förbättra sin verksamhet genom att minimera alla typer av slöseri i produktionen och skapa värde för kunder genom att tillverka unika och kostnadseffektiva produkter med bästa kvalitet. Kaizen (en ständig förbättring) och TPS (Toyota Production System) är två vanliga begrepp som används när man pratar om LEAN.

- Smart manufacturing – en process som de flesta smarta företag med stora

produktionsanläggningar måste tänka på vid implementering av smarta tekniker,

exempelvis 5G i sina maskiner. Denna process består av fyra delar: 1. Anställa

kompetenta operatörer som kan hantera den nya tekniken och kan skapa bra

beslut tillsammans. 4. Implementera det nya beslutet och informera sina medarbetare.

- IoT (sakernas internet) – en teknologi som gör det möjligt att ansluta flera enheter till varandra och internet samtidigt. Dessa enheter kommer kunna skicka, spara och analysera all information, på ett sådant sätt kan man kontrollera och styra flera anslutna saker från en enhet.

3.2. Den femte generationen, 5G.

5G är den femte generationens mobilnät som är en vidareutvecklad version av den fjärde generations mobilnät, 4G, med en förbättrad prestanda som lanserades i Sverige under 2020.

Det är ett nätverk som är snabbt, stabilt och skapar nya möjligheter för de nya teknologierna inom Industri 4.0 samt de som inte ens uppfunnits än. Utvecklingen av det nya mobilnätet innebär en låg fördröjning, hög tillgänglighet och säkerhet. En av anledningarna till en ständig utveckling av mobilnät är en stor efterfrågan på hög hastighet för trådlös dataöverföring och därför kan man redan nu höra om den sjätte generationen. Detta system för trådlösa mobilnät är ett föremål för kontinuerlig forskning och utveckling.

5G har en ökad kapacitet och hastighet som gör den mer anpassad till de stora industrierna med stora produktionsanläggningar. Dessutom skapar detta mobilnät nya förutsättningar för IoT teknik som leder till en ökad uppkoppling av maskiner och robotar som kommer röra sig runt och kommunicera med varandra i realtid. För ett industriföretag är det extremt viktigt att övervaka infrastruktur med säkerhet och med energikrav, detta blir möjligt med 5G som kan användas i fler användningsområden.

Den femte generationen använder sig av olika frekvensband för att överföra information

trådlöst och möjliggör höga hastigheter. Det finns två frekvensområden FR1 (Frequence

range 1) och FR2 (Frequence range 2). Skillnaden mellan dessa frekvensområden är att de

inkluderar olika frekvenser. FR1 ligger under 6–7 GHz, den är inte ny och används i många

tidigare tekniker medan FR2 ligger över 24 GHz och är ett nytt frekvensband. I Sverige ligger

frekvensbandet på 3,4 – 3,8 GHz som är strax ovanför som 4G, Frequence range 1, med ett

tillägg på 2,3 GHz.

3.3. Fördelar och utmaningar med 5G

5G har större frekvens än den tidigare generationen som gör den användningsvänlig och snabb dock finns det också några nackdelar som exempelvis den ökade frekvensen som gör radiovågens räckvidd kortare. Här nedan (se Tabell 1) visas en lista på för- och nackdelar med den nya generationen.

Fördelar Nackdelar

Hög

hastighet 1–20 Gigabit/sek Säkerhetsprobl

em Cybersäkerhet är låg,

då det är många dirigeringar som måste övervakas samtidigt. Detta leder till större attackytor.

Kortare

svarstid <10 ms. latens Långsam

implementera Slut på teknik och svårt att installera i vissa områden där det inte finns 4G-nätverk Större

kapacitet Högre antal uppkopplade enheter samtidigt.

Upp till 1 M

Connections/Km^2

Inte alla

enheter stödjer 5G nät

De gamla maskinerna och enheterna

behöver uppdateras för att stödja den nya tekniken. Kräver en adapter/terminal och SIM-kort.

Anpassad till smarta fabriker

5G har fler

användningsområden. De stora industriföretagen kan ha full kontroll över sina maskiner och enheter.

Blockerade signaler

5G kan lätt blockeras av stora fysiska föremål, exempelvis väggar eller utrustning eftersom den har signaler med hög frekvens. Ibland krävs det Small cellteknik för att förbättra

överföringen Möjliggör

användning av ny

teknik

Detta mobilnät är anpassat till IoT och de nya

digitaliseringsteknologierna

Dyrt Den är ny och därför

har den initial stora

investeringskostnader.

Förbrukar mycket mindre energi

5G används inte på samma sätt som den tidigare

generationen vilket minskar energiförbrukning.

Kunden är beroende av operatören

En kund som använder sig av 5G system vill hantera allting själv vilket blir svårt med den nya tekniken eftersom den kräver ny kompetent personal

Tabell 1. För- och nackdelar med 5G mobilnät.

Med implementering av det nya mobilnätet blir de flesta tillämpningar snabbare och tillförlitligare jämfört med den fjärde generationen. En av de stora skillnaderna mellan dessa två mobilnät är att 4G inte kan hantera ett stort antal enheter samtidigt vilket gör det svårare att implementera detta mobilnät i stora industrier. Här nedan (se Tabell 1) presenteras några visualiserade parametrar för 5G som visar förbättringar i förhållande till 4G.

4G 5G WiFi 6

Hastighet 0,1-1Gigabit/sek 1–20 Gigabit/sek 5–9 Gigabit/sek Latens 10–50 millisekunder 1–10 millisekunder 50 millisekunder Tillgång till

spektrum

600–2600 MHz 600MHz–30 GHz (70 GHz)

2–5 GHz

Kapacitet 100 k

Connections/Km^2

1 M

Connections/Km^2

20–50

Connections/rou ter

Tabell 2. Skillnader mellan 4G och 5G

5G har tre olika användningsområden medan 4G har i princip bara ett och det är eMBB (se

sida 11), således den största skillnaden mellan 5G och 4G är att den fjärde generationen är

anpassad för privata personer som använder sig av samtal, sms eller video och den nya 5G

är rikvtat mot stora industrier och smarta fabriker som möjliggör en ökad automatisering

och digitalisering, den har eMTC och uRLLC

3.4. 5G:s användningsområde

Det nya mobilnätet har tre typer av användningsområde som gör den anpassat till de stora industriföretagen: eMBB, eMTC och uRLLC

- eMBB (Enhanced Mobile Broadband) - ett förbättrat mobilt bredband.

Detta användningsområde har höga datatakter där den minsta datatakten kommer vara mycket större än nuvarande 4G oavsett yta och antal kopplade enheter. Det är en utökad täckning med en hög hastighet som gjord för tjänster med högt bredbandsbehov, exempelvis VR (Virtual Reality) eller AR (Augmented reality).

- eMTC (Massive Machine Type Communications) –massiv kommunikation av maskintyp.

I stora industrier finns det ett stort antal maskiner och enheter som måste kopplas upp samtidigt och därför krävs det eMTC. Det är ett användningsområde som har stor kapacitet som ligger på 1 miljon enheter per kvadratkilometer och gjord för tjänster med höga krav på anslutningstäthet exempelvis Intelligent transport eller Smarta fabriker.

- uRLLC (Ultra-reliable and Low Latency Communications) – ultratillförlitlig kommunikation med låg latens.

De flesta stora industriföretag strävar efter att all kontroll och övervakning av deras

maskiner ska ske realtid och därför är behovet stort av ultratillförlitlig kommunikation med

låg latens som uRLLC. Det är ett användningsområde som har en väldig låg fördröjning och

är anpassad för tjänster som är fördröjningskänsliga, exempelvis självkörande bilar, där det

är extremt viktigt med tillförlitlighet. Med uRLLC ligger latens på mindre än 10

millisekunder.

Figur 1 - ITU (International Telecommincation Union) definierar tre viktiga applikationsscenarier för 5G (Telia baserat GSMA, 2020)

3.5. Time Sensitive Network, TSN

Det nya mobilnätet är anpassad till stora industrier och har alla nödvändiga funktioner för införandet av TSN som står för Time Sensitive Network. Det är en mekanism som sätter upp olika standarder för Ethernet-närverk och krav för att garantera att den ökade trafiken i nätet inte stör andra funktioner och skapar separata vägar för dataöverföring. Denna mekanism består av fyra olika kategorier: resurshantering, trafikutformning, tillförlitlighet och tidssynkronisering. Var och en av dessa kategori har sina egna standarder.

Den standardiserade mekanismen, TSN, har en viktig funktion, som de flesta stora industrier

kräver, och det är överföring av olika IT protokoll, internetprotokoll. IT protokoll krävs för

att överföra all typ av information på rätt sätt och till rätt person utan att de bli störda av

varandra vid en ökad trafik i nätet. Denna funktion kräver 5G mobilnät som har en ökad

flexibilitet och kan använda flera protokoll samtidigt i nätet utan störningar.

3.6. Network slicing

Network slicing är en 5G metod som gör det möjligt för operatörer att anpassa nätverket efter kundens behov.

Figur 2 – Network slicing (Telia baserat GSMA, 2020)

Denna metod består av skivor där var och en har olika egenskaper beroende på nätets användningssyfte och vilka funktioner behöver varje del av företaget. Ett exempel om ett företag som har en del som kräver hög hastighet och en annan del där kravet ligger på låg fördröjning, med hjälp av ”Network slicing” kan två skivor med två olika applikationer identifieras och läggas på varje del. Detta garanterar att de nya kraven på 5G uppfylls och optimerar resultaten.

Denna metod har sina för- och nackdelar. Fördelar med Network slicing är att operatörer

och leverantörer kan leverera tjänster snabbare och med hög säkerhet. Dessutom gör det

möjligt att använda nätet effektivt genom att hantera resurser och tjänster i stor skala. Med

hjälp av Network slicing kan industrierna bestämma själv vilka delar som ska ha vilken

parameter, dock det är svårare när man pratar om den i det publika nätet. Ett exempel på en

nackdel i det publika nätet är att när en buss stjäl kapacitet från busspassagerare

3.7. Ett hållbart samhälle med 5G

Den femte generationen av mobilnät är en ny väg till ett hållbart samhälle med nya smarta och hållbara lösningar. Vårt samhälle blir smartare och resurssnålt genom uppkoppling av maskiner och enheter, förbättring av kommunikationen mellan människor och de fysiska komponenterna, eller effektivisering av processer.

Figur 3 – Our breaking the energy curve approach (Ericsson, 2020)

Idag ser man en exponentiell förändring av energiförbrukning uppåt och för att bryta ner

den har Ericsson gjort tester och forskningar, som presteras i en rapport ”Breaking the

Energy Curve”, som handlar om 4 enkla steg som minskar den ökade energiförbrukningen

med upp till 15 %. Den första stegen är byta ut nätet med den senaste tekniken istället för

att lägga till ny teknik och behålla den befintliga. Denna investering kommer att återbetalas

tillbaka inom tre år i energibesparingar (Breaking the Energy Curve, 2020). Nästa steg är att

aktivera programvaror med låg energi. Tredje steg är att ha rätt utrustning på rätt plats. Det

är viktigt att inte använda extra energikrävande hårdvara om det inte behövs. Den sista

stegen är att använda sig av ny teknik som AI för att kunna hantera och kontrollera sin

utrustning på distans.

3.8. Uppkoppling av industrin

Ordet industri betyder framställning av olika produkter och varor, vilka oftast har en stor efterfrågan. Det finns alltid kunder och konsumenter som vill köpa dessa varor och ju fler kunder desto större produktion behövs det för att tillverka de efterfrågade produkterna.

Detta påverkar industriproduktions utveckling och tillväxt. För varje industri är det viktigt att anpassa sina produkter efter kundens önskemål. Att göra unika produkter i en stor produktionsindustri är mycket svårt, då de flesta industrier använder sig av Lean produktion som gör det enklare att producera likadana varor i stora mängder samt minskar resursanvändning.

Idag jobbar de flesta industrier med att förbättra och effektivisera sin produktion med hjälp av en ökad automatisering och digitalisering som kopplar upp smarta fabriker.

Uppkopplingen sker med ny smarta teknik som förbättrar kommunikation mellan de fysiska

komponenterna och människor, dessa tekniker kopplar upp saker som inte kunde kopplas

upp tidigare. Användning av den smarta tekniken kan underlättas med hjälp av ett snabbt

mobilnät som möjliggör IoT uppkopplingar, och andra digitaliserings teknologier, med sin

höga hastighet och kort svarstid.

4. Resultat

Under detta examensarbete har öppna intervjuer genomförts med fyra intressenter från tre svenska företag, Ericsson, Scania och Boliden, vars resultat visas här nedan.

Intressenter

Ericsson Portfolio Manager Smart Manufacturing (Chef för Smart tillverkning)

Scania Maintenance Engineer (Underhållsingenjör) Sales Manager (Försäljningschef)

Boliden IT Manager (IT chef)

Av den orsaken, att intervjuerna inte hade konkreta svarsalternativ, presenteras sammanställning av intervjuerna som en flexibel diskussion. Sammanställning av de olika kraven, som industrikunder kräver/vill att operatör ska ta hand om, presenteras även i en tabell för att ge läsaren en tydligare bild på vad olika intressenter har för krav. Här presenteras även de resultat som tas upp i studie av vetenskapliga källor som identifierar kundkrav på egen service, service som operatören behöver ta hand om samt ett exempel på ett SLA.

4.1. Krav på installation och implementering av 5G

4.1.1. Ericsson Implementering

Implementering av 5G har genomförts på flera platser i Sverige och det kommer växa kraftigt

under de kommande åren, berättar en chef som arbetar med olika produktions- och smarta

tillverkningspositioner inom Ericsson. I sin intervju nämner Ericsson mest om hur Scania

försöker effektivisera sitt företag med hjälp av de nya digitaliseringsteknologierna i deras

Smart Factory lab. Detta Lab är en plats för leverantörer, som Ericsson, för att kunna testa

sina lösningar i en verklig miljö. Idag testar Scania tillsammans med Ericsson det nya

trådlösa mobilnätet, 5G, som tar företag ett steg närmare till Industri 4.0

Ericsson berättar vidare i sin intervju, att implementera 5G och utbyggnad av basstationer bestäms av operatörerna som styr detta med hjälp av kundens efterfrågan, exempelvis efterfrågan från Scania eller Boliden. Dessa två stora företag jobbar ständigt med Industri 4.0 och samarbetar med Ericsson som erbjuder teknik och utrustning som behövs vid installation och implementering av 5G. Enligt Ericsson, har de inte implementerat 5G-nät i sin egen verksamhet och det finns två anledningar till detta. Den första anledningen är att Ericsson bygger ut nätverk i stora skalor, exempelvis stora industriföretag eller storstäder, för att först öka kapacitet i de platserna där kapaciteten inte räcker till. Den andra anledningen är att det är slut på utrustning, det kommer ta tid till all utrustning är tillgänglig.

Dessutom finns det andra anledningar till varför man inte kan införa 5G, exempelvis odefinierade standarder eller icke-kompatibla maskiner och enheter som kräver en viss typ av SIM-kort.

Användning

Den femte generationen av mobilnät öppnar nya möjligheter genom att sammankoppla samhället och göra det mer modernt, säger en intressent från Ericsson. De ser stora förbättringar vid användning av 5G nät, särskilt för stora företag som har stora produktionsanläggningar. Genom att använda sig av 5G, kan dessa företag koppla upp sina maskiner och enheter, förbättra kommunikation med de fysiska komponenterna och få all data i realtid.

Underhåll

5G har många drivkrafter som förbättrar underhåll, exempelvis ökad säkerhet eller

spårbarhet. Enligt Ericsson, är det viktigaste för Scania, som är en industrikund, att ta bort

alla kablar och byta ut dem med det nya mobilnätet, 5G, påpekar Ericsson. Användning av

trådlöst mobilnät kommer minska onödiga kontroller och förebyggande underhåll som

tidigare behövde genomföras för att ha koll på kablar och maskiner som står stilla.

4.1.2. Scania Implementering

Intervjuer hölls med två personer, försäljningschef och underhållsingenjör, som har goda erfarenheter av testning och användning av 5G-mobilnät. Idag ser inte Scania så stort behov av att implementera det nya mobilnätet, eftersom operatören då måste ställa om hela produktionen för att koppla upp alla maskiner och enheter, berättar en av intressenterna från Scania. Detta anses inte vara en fördel för att investera i den nya tekniken. Dessutom är det slut på utrustning, som behövs vid implementering, vilket kan göra det svårare och tar längre tid att införa 5G nu.

Användning

De flesta maskiner på Scania är stationära, kopplade till många kablar och har mellan 50–

100 sensorer. Användning och hantering av sådana maskiner kan ibland vara svårt, särskilt när produktionen är stor och måste vara igång dygnet runt. Detta är en viktig anledning till varför Scania vill implementera 5G, berättar en underhållsingenjör från Scania.

Scania har en stor anläggning som har tusentals sensorer över hela produktionen, dessa sensorer är kopplade med I/O linkar. Hantering av sensorer skulle underlättas kraftigt med hjälp av ett trådlöst mobilnät, berättar vidare underhållsingenjör i sin intervju. Genom att använda sig av trådlöst nät, krävs det mindre nätverkshårdvaror för att täcka ett helt fabriksområde och få alla maskiner fungera som de ska. Dessutom det bli enklare att lägga till nya eller ta bort gamla sensorer från maskiner. Det är en fördel för att införa 5G i Scanias produktionsanläggning.

Ett annat viktigt krav, vid användning av 5G, är att det nya nätet ska uppfylla vissa standarder

inom TSN vid överföring av data och information. Det ska hantera IT protokoll som

garanterar en säker överföring utan störningar.

Underhåll

Underhållsarbete är en viktig del i Scanias industri som tar tid och har stora kostnader.

Genom att införa 5G-nät tas ett stort antal kablar bort, vilket leder till mindre underhållskostnader, eftersom kablar inte behöver underhållas eller bytas ut vid slitage eller en annan typ av skada. Dessutom blir anläggningen mycket renare då det inte kommer finnas en stor mängd av kablar, detta gör det enklare att underhålla maskiner och anläggningar.

5G basstation och hantering av nätet kräver kompetent personal, vilket industrikunder kräver från operatören. Dessutom kan de kräva underhållsarbete av basstationer vid akuta underhåll. Ett serviceavtal tycker Scania är ett bra sätt att garantera och försäkra kunden att den får de utlovande kraven och service av det nya nätet.

4.1.3. Boliden Implementering

En IT chef från Boliden berättade lite om hur deras företag ser på den nya tekniken i en intervju som genomfördes digitalt, via Zoom. Det första som nämndes i denna intervju, om implementering av 5G, var att det nya mobilnätet har stora investeringskostnader vilket gör det svårare för de flesta industrikunderna att införa 5G i sina företag. Om man bortser från kostnadsfrågan, så anser Boliden att 5G är en viktig del i digitalisering och uppkoppling av industrier. Det är en metod som skapar nya möjligheter och förutsättningar för ett framtida smart samhälle.

Boliden är ett av de få företagen som har kommit långt med Industri 4.0 och därför har de många samarbeten med leverantörer och operatörer som erbjuder de nya teknologierna.

Detta företag har testat 5G nät i sina anläggningar, tillsammans med Ericsson och Telia i

deras gruva i Kankberg. Desutom har de jämfört detta nät med WiFi 5 och 6, där WiFi 6 visar

sig vara bäst när det gäller gruvor som ligger under jorden, då 5Gs signaler lätt kan blockeras

av stora föremål, exempelvis väggar. Det är inte en fördel för Boliden att införa 5G överallt,

eftersom 5G tekniken kräver komplettering som förbättrar överföring av signaler och ger

den höga hastigheten. Däremot önskar Boliden att ha 5G-nät i sina anläggningar som ligger

på markplan för att underlätta överföringen av stora mängder data och information. Det är också en smart teknik för att spåra och kontrollera alla enheter i sina anläggningar.

Användning

Boliden vill ha en säker och mer produktiv drift med hjälp av automatisering och digitalisering av sina processer, eftersom detta är en viktig del i deras företag, därför jobbar de ständigt med att bygga om sitt nätverk. Femte generationen av mobilnät är ett smart sätt att digitalisera processer och koppla upp maskiner och enheter. Dessutom gör 5G det möjligt att få fram data och information från alla anläggningar och gruvor snabbt, säkert och i realtid.

Dock blir Boliden osäkra när det kommer till infrastruktursäkerhet, eftersom 5G:s cybersäkerhet är låg, på grund av många dirigeringar som måste övervakas samtidigt, och det finns större risk för Boliden att drabbas av olaga intrång. Detta är en av anledningarna till att Boliden vill självmant sköta hela hanteringen av 5G-nätet samt ansvara för uppbygganden av 5G basstationerna etc.

Vid implementering och användning av 5G är det viktigt för Boliden att nätet fungerar som det ska, för att minimera störningar i produktionen. Detta nät måste även uppdateras och förbättras, för att skapa nya förutsättningar för testning av ny teknik i deras produktion.

Förbättring, eller uppdatering av mobilnät, får inte ske när som helst utan detta bestäms av kunden som ansvarar för produktionen. Detta måste ske enligt en plan med bestämda tider.

Ett SLA är ett bra styrdokument som kan användas i samarbete med partners som levererar mobilnät, där en tydlig underhållsplan framförs, anser Scania.

Underhåll

Den nya kommunikationsteknologin kommer att leda till stort förändringsarbete i hur man

arbetar för produktionsprocesser idag. Exempelvis underhållskostnader kommer att

minskas och underhållet i sig kommer bli enklare, då det inte längre finns kablar som slits

eller går sönder. Det enda man ska underhålla är 5G basstationer och antenner som placeras

över hela produktionen. Detta skapar nya driftkrafter som gör det enklare att spåra,

Krav

5G lever upp till de kraven som garanteras av operatören. Några exempel på dessa krav är:

- Hög tillförlitlighet för att styra produktion

- Kort svarstid för att förbättra kommunikation mellan fordon och människor.

- Direktkommunikation mellan flertalet enheter samtidigt

5G klarar av TSN som består av flera standarder för förbättring av nätverk.

Tillräckligt antal basstationer, radioutrustning och antenner för att kunna klara av stora datamängder och höga hastigheter.

Tillgång till adaptrar och SIM-kort för alla enheter och maskiner i produktionsanläggning.

Tillgång till all teknik och utrustning för det avhjälpande underhållet som behöver genomföras vid akuta fel på 5G:s basstationer och antenner.

Garanterad felavhjälpning inom avtalad tid, som presenteras i ett serviceavtal (SLA) Korta inställelsetider och åtgärdstider.

Ett serviceavtal som går att ändra eller justera med hjälp av ”Tillägg” på en befintlig förbindelse.

Tider för det förebyggande underhållet och all typ av uppdatering, eller ändring av mobilnät, bestäms av kunden med anledning av att produktionen inte får stanna när som helst.

De viktiga 5G basstationerna ligger relativt nära kundens produktionsanläggning för att säkerställa att de utlovade kraven på 5G uppfylls. Kunden vill helst undvika radiolänk eller en annan typ av förbindelse mellan basstationer. (Transport)

Kontroll och säkerhet inom infrastruktur för företag. Ingen extern person kan komma åt data och information som överförs via 5G nät

Tabell 3. Sammanställning av de olika kraven som operatören ska ta hand om hos

industrikund

4.2. Service – operatör

En operatör är ett företag som säljer kommunikationstjänster och det är extremt viktigt att uppfylla kundens krav och överträffa deras förväntningar. Detta gör de genom att erbjuda tjänster som förenklar användning av mobilnät, men även implementering av de nya teknikerna.

De tjänsterna som en operatör måste ta hand om är de, som garanterar ett snabbt och säkert mobilnät. Först och främst ska operatörer leverera ett mobilnät som uppfyller de parametrarna, som presenteras vid lansering av 5G, exempelvis hög hastighet, kortare svarstid eller större kapacitet. Dessutom ska mobilnät ständigt förbättras för att garantera kunden förutsättningarna som behövs vid användning av de nya teknikerna. Vid implementering av 5G ska operatörer vara utrustade med tillgängliga och kunniga tekniker som kan utbygga, installera och underhålla 5G, samt tillgänglig kompetent personal som kan övervaka och hantera mobilnätets system. Operatörer har också ansvar för uppbyggnaden av den infrastrukturen för mobilnät. Eftersom en stor produktionsanläggning har många maskiner och enheter, som är inte kompatibla med 5G nät, behöver varje industrikunder skaffa SIM kort för sina enheter. Dessa SIM kort ska tillhandahållas av operatörer vid implementering av 5G.

4.3. Egen service – kund

Stora industrikunder har behov av att kunna självmant kunna hantera vissa delar i 5G mobilnät. Detta gör nätet säkrare och effektivare men är även billigare då operatören inte behöver genomföra enkla underhållsarbeten. Operatören tillsammans med kunden måste identifiera vad en kund behöver ta hand om, vid implementering och användning av 5G.

Kundbehovet varierar beroende på vilka krav en kund har och vilken operatör den väljer.

Eftersom 5G är en ny teknik, som fortfarande utvecklas, försöker i dagsläget operatörer att anpassa sig efter varje kund.

De flesta företagen har brist på kompetenta tekniker och arbetare, som kan hantera 5G

system och ha koll på nätets trafik. Att åtminstone ha tillgängliga tekniker som kan

genomföra enkel service eller underhåll är ett av de viktigaste behoven som en industrikund

4.4. Serviceavtal

Serviceavtal (SLA)

1. Allmänt Vid implementering av den femte generationens mobilnät kan en kund teckna ett serviceavtal som garanterar en säker och snabb service med en årlig kontroll av nätets system.

Ett visualiserat exempel på ett serviceavtal finns under bilagor (se Bilaga 1)

2. Avtalsform Detta avtal omfattar:

o Avtalet gäller under en inledande period om 6 månader.

o Avtalsformen kan ändras vid eventuella behov på en befintlig förbindelse, exempelvis om avtalsform önskas bytas under en viss period.

o Avtalet är rörligt som kan medföra små ändringar i serviceavtalet efter första ”Business Meeting”, exempelvis nya önskningar från kunden som passar både parter.

o Ändring i detta avtal sker endast under halvåravstämning mellan kunden och operatören.

Detta avtal omfattar ej:

o Ändring av det grundläggande avtalet, önskningar och eventuella ändringar läggs till under rubriken ”Tillägg”

o Kostnaden för förbättringar och implementeringar av ny teknik som underlättar användning av det nya mobilnätet.

o Kostnaden för service av driftstörningar som är orsakade av en tredje part (störningar som operatören inte kan förebygga)

o Förlängda tider för avhjälpande underhåll på grund av

oförutsägbara omständigheter (väder, säkerhetsbrister

etc.)

3. Val av serviceavtal

Kunden kan välja mellan tre olika avtalsformer som har olika villkor:

o Avtal 1 är enkelt och billigt. Anpassat i första hand för små företag som inte kräver övervakning av nätet.

o Avtal 2 inkluderar online service under arbetstider.

Detta avtal är anpassat för små- och medelstora företag.

o Avtal 3 är dyrast och har korta inställelsetider. Denna avtalstyp är anpassad för stora industriföretag som har produktionsanläggningar som måste övervakas 24/7.

Avtalsformer

Avtal 1 Avtal 2 Avtal 3

Support och

rådgivning (online)

– Mellan 8–16 24/7 Service

Övervakning av mobilnät

– Mellan 8–16 24/7 Övervakning

Förebyggande underhåll och kontroller av antenner och 5G system

(tillståndbaserat underhåll)

1–2 gång per år 1–2 gång per år samt 2 fria besök,

vid behov av kontroll

Kostnadsfria kontrollbesök.

Antalet besök och tider bestäms av

kunden

Inställelsetider vid felanmälning av störningar i mobilnät (Avhjälpande

underhåll)

Inom 8 timmar -Inom 2 timmar (mellan 8–16) -Inom 4 timmar (efter ordinarie

arbetstider)

Inom 1 timme*

Inställelsetider vid felanmälning av 5G antenner

(Avhjälpande underhåll)

Inom 24 timmar Inom 8 timmar Så snart som möjligt

4. Tillägg Varje kund kan välja eller justera sitt avtal med hjälp av olika ”Tillägg” som anpassar avtalet efter kund:

o Utbildning av personal

o Statistik och rapportering av trafik i nätet o Konsulter

o Komponenter (Vid implementering av 5G skickas ett visst antal reservdelar till kunden som skall användas vid akuta underhåll) o Fjärranslutning*

5. Felanmälningar De flesta problemen med 5G nät kan lösas direkt via telefon genom att kontakta kundservice. Problemet kommer att lösas digitalt eller med hjälp av fjärranslutning.

Akuta felanmälningar på 5G basstation eller antenner, som utgör en fara, kommer åtgärdas så snart som möjligt Felanmälning görs enkelt via telefon eller genom operatörs hemsida.

6. Uppföljning och planering

Uppföljning och planering till nästa kontroll sker var tredje månad tillsammans med båda parter.

7. Pris Beror på avtalsform samt vilka tillägg kunden väljer.

Bestäms efter första ”Business Meeting”

Kunden kan välja att faktureras varje månad, var tredje månad eller var sjätte månad.

8. Komponenter och förbrukningsmaterial

5G SIM-kort för enheter och maskiner ingår i avtalet

9. Övrigt I normalfallet så förlängs avtalstiden om inte begäran på uppsägning skett från kund minst 30 dagar innan.

*Fjärranslutning innebär service som sker på distans med hjälp av tekniska verktyg.

5. Analys och diskussion

Genom en analys och diskussion har ovannämnda frågeställningar besvarats, där insamlade data och intervjuer jämfördes. Med hjälp av denna jämförelse kunde även ett exempel på ett SLA tas fram (se Bilaga 1). Analys av frågorna och ett SLA finns nedan.

5.1. Varför 5G?

De flesta stora industrierna strävar efter att implementera många olika teknologier i sina produktioner samt införa de nya mobilnäten. Detta görs främst för att förbättra och utveckla samarbete med de fysiska komponenterna, exempelvis robotar, maskiner och enheter.

Genom en förbättrad kommunikation, med dessa komponenter, kan smarta fabriker öka flexibilitet och effektivitet i sina produktioner, särskild med de nya underhållsmetoderna som blir tillgängliga med ett nytt mobilnät.

En av de viktigaste metoderna, som stora industrier bör implementera, är 5G. Det är ett uppgraderat mobilnät som möjliggör en snabb digitalisering av industrier. Denna metod underlättar implementering av olika teknologier i stora företag med stora produktionsanläggningar, exempelvis Scania och Boliden. I jämförelse med andra nät har 5G högre hastighet, större kapacitet och kortare svarstid, dessa parametrar är viktiga för stora industrier. Dessutom kommer den öppna upp nya möjligheter och ge nya förutsättningar för utveckling av smarta fabriker.

Industrikunder använder sig av WiFi eller 4G, som är andra former av trådlöst nät. Dessa nät har sina fördelar, exempelvis WiFi 6, som är den senaste versionen av Wireless Fidelity och anses vara snabbare än 5G, därför tycker industrikunder att införandet av 5G nät inte är nödvändigt i dagsläget. På lite längre sikt planerar dessa industrikunder att införa 5G, då den tekniken öppnar nya möjligheter och kommer med fler förbättringar, som fjärrstyrning av fordon eller maskiner, dessutom inväntar kunderna att den nya tekniken blir billigare.

Det finns olika industrikunder som ser olika på det nya mobilnätet. Ett exempel är Scania

och Boliden. Scania är fordonsindustri som har stora produktionsanläggningar, där de flesta

för personskador, särskilt efter sprängningar då gaser inte har hunnit ventileras ut. Dessa två företag har olika nyckeldrivkrafter med det nya trådlösa mobilnätet. För att förbättra sitt underhåll och användning av sina maskiner och enheter. De viktigaste drivkrafterna för Scania är: ökad flexibilitet, spårbarhet och minskade kostnader. För Boliden är det viktigt med ökad säkerhet och spårbarhet. Dessa drivkrafter kan uppnås med 5G, då de är viktiga vid implementering och användning av ett nytt mobilnät, eftersom de påverkar de viktiga systemen som har direkt koppling till de fysiska processerna.

5.2. För- och nackdelar med det nya trådlösa nätet (5G)

5G har sina för- och nackdelar som gör nätet mycket snabbare och bättre i jämförelse med de tidigare generationerna av mobilnät, exempelvis 3G och 4G. Den femte generationen av mobilnät har högre hastighet, kortare svarstid, högre kapacitet och m.m. (se Tabell 1.) Dessa parametrar gör nätet mer anpassningsbart för stora industrier, där produktionen är igång dygnet runt. 5G har fler användningsområden som underlättar för industrier att kontrollera och spåra alla enheter och maskiner som finns i en industriproduktion. Detta nät är också hållbart jämfört med 4G. Enligt Ericsson kan man med hjälp av endast fyra steg minska energiförbrukning med minst 15%.

En av de viktigaste fördelarna med 5G-nät för stora industrier är att kunna minska användning av hårdvaror, exempelvis I/O link. Varje maskin har mellan 50 och 100 sensorer som är kopplade till dessa linkar. Sensorer, som de flesta företagen optimerar sitt underhåll med, placeras över hela produktionen för att kontrollera och styra maskiner och enheter.

Dessa sensorer kan lätt hanteras med hjälp av 5G nät, som möjliggör styrning av enheter i realtid.

Den största nackdelen med 5G är att varje företag måste ställa om sin produktion för att kunna använda den nya tekniken. Detta kan vara svårt att genomföra, särskilt för de stora industriföretagen, som har hundratals maskiner och enheter med hundratals sensorer.

Eftersom företag, som Boliden eller Scania, har stora produktionsanläggningar med många maskiner, robotar och enheter, kan det vara inte så effektiv att använda sig av 5G då på grund av en hög frekvens signaler kan blockeras av stora föremål.

Stora industrikunder har en säker infrastruktur med tillgångar och förutsättningar, som

de flesta kunderna vill självmant sköta hanteringen av det nya mobilnätet. Det vill säga, nackdelen med 5G är att kunden är beroende av att operatören kommer leverera nätet då kunden varken har kompetent personal eller utrustning som behövs vid implementering och användning av 5G.

5.3. Implementering av 5G

Utbyggnaden av 5G-nät fortsätter nu över hela Sverige och genomförs av leverantörer och operatörer, som Ericsson och Telia. Operatörer kommer först och främst bygga ut 5G-nät i de platser som marknaden efterfrågar samt de platser där endast uppgradering av befintlig infrastruktur för mobilnät krävs. Vid utbygganden av en ny basstation måste operatören projektera om denna plats har alla förutsättningar, som exempelvis tillgång till elektricitet eller nödvändig utrustning, för att säkerställa den platsen är lämplig för det nya mobilnätet.

Telia använder radiofrekvenser i flera olika frekvensband, vilket möjliggör användning av mobilnät i stora städer.

Implementering av 5G i stora industrier kräver omställning av hela produktionen. Först och främst måste hundratals kablar från stora anläggningar, som har många maskiner, robotar och enheter, exempelvis Scania, tas bort. Detta kommer göra anläggningen mycket renare och underhållet mycket enklare, då man inte behöver införa förebyggande underhåll av kablar. Eftersom gamla maskiner, robotar eller enheter inte är kompatibla med 5G-nät behöver industrikunder skaffa SIM-kort och terminaler som stödjer 5G.

5.4. Operatörs service till industrikund

Implementering av 5G i stora industrier börjar med identifiering av olika krav, som en industrikund har på operatören. Detta är en viktig del, som gäller utbyggnaden av basstationer, införanden av 5G-nät i produktionsanläggningar, användning och underhåll av nätutrustning, för att uppfylla de avtalade krav på 5G samt få en ökad uppkoppling av industrier

Material och utrustning för att bygga ut ett 5G-nät är för tillfället bristvaror, därför kan det

kort, adaptrar och 5G terminaler, som kunder kräver från operatören, för maskiner och enheter som inte stödjer 5G.

Att ha tillgång till rätt kompetens har en viktig roll för varje företag. I dagsläget är det stor brist på kunnig personal med god kompetens inom digitalisering och Industri 4.0. Detta gör det svårare för kunder att självmant hantera och styra infrastruktur med 5G-nät. I ett sådant fall ska kunder ha möjligheter att få använda sig av kunnig personal, konsulter eller tekniker, från operatören som levererar det nya mobilnätet. Detta kan erbjudas och dokumenteras i ett SLA som är ett serviceavtal som tecknas mellan kunden och operatören.

5.5. Kundens egen service

Säkerhet är en viktig del för stora industriföretag, särskild när det kommer till information och dataöverföringar. Detta är en av anledningarna till att vissa företag, som Boliden, vill/kräver att all hantering och underhåll av mobilnät sker endast av deras egen personal.

Dock kan det vara svårt att lägga denna service på kunden, då den inte har tillräckligt med personal som har kompetens inom detta område.

Service som en kund, med all utrustning som behövs vid underhåll, måste ta hand om är underhåll av de fysiska komponenterna, exempelvis antenner, router eller basstationer. Vid akuta fel ska kunden kunna genomföra avhjälpande underhåll samt repetitivt enkelt tillståndbaserat underhåll om detta behövs.

5.6. Olika delar i ett serviceavtal (SLA)

Ett SLA är en förmån för både kund och operatör, som förtydligar respektive parts

ansvarområde. Avtalet varierar beroende på vilka företag som samarbetar med varandra,

exempelvis vissa operatörer har ett grundläggande avtal som kan kompletteras med flera

tilläggstjänster. Fördelar med ett SLA är att det garanterar en kund enkel kontroll över sina

underhållskostnader, samt ökar livslängd på produkter som kommer regelbundet servas av

kunnig personal. Dock det finns även en nackdel, det är att kunden kan känna sig bunden, då

allt underhåll genomförs i överenskommelse med operatören.

Enligt Boliden ska ett serviceavtal, som tecknas mellan en industrikund och en operatör i samband med implementering av 5G, vara rörligt. Avtalet ska inte vara bindande och kunna ändras när som helst, beroende på hur stort behov av 5G service finns det. Medan operatörer, som levererar 5G, skulle vilja ha ett fast serviceavtal för att förtydliga krav som kunden vill ha från dem. Detta kommer minska missförstånd och ge en klar bild av vad för service förväntas att operatören ansvarar för och vilken service genomförs av kunden på egen hand.

För att göra serviceavtal anpassningsbart för varje kund, kan operatören erbjuda olika former i ett SLA som har varierande innehåll. Ett exempel på ett serviceavtal som passar de flesta företagen kan man se nedan (Se Bilaga 1). Detta avtal har tre avtalsformer: Avtal 1, 2 och 3. Det första avtalet är anpassat för små företag, där övervakning av mobilnät inte är så nödvändigt, utan det är mest viktigt att genomföra förebyggande och avhjälpande underhåll av 5G-nät inom den avtalade tiden. Avtal 2 är anpassat för små- och medelstora företag, där det är nödvändigt att övervaka nätet åtminstone under arbetstider, samt att kunden har möjligheter att få hjälp av tekniker vid behov av kontroller eller förebyggande underhåll. Den sista avtalsformen är den som har mest innehåll och tjänster, detta avtal är anpassat för stora industriföretag, där produktionen är igång dygnet runt och nätet behöver övervakas av kunnig personal för att undvika störningar eller trafik i nätet. Detta kan räknas som ett premiumavtal för speciella kunder.

Tiden som presenteras på SLA är enbart en uppskattning av vad som möjligtvis skulle kunna

fungera mellan en operatör och en kund. Den verkliga tiden kan skilja sig och

rekommenderas för Telia att bestämmas i enlighet med deras rutiner

6. Slutsats

Det finns flertal krav som en stor industrikund kräver eller vill att operatören tar hand om vid implementering och underhåll av 5G. Dessa krav sammanställs i tabell 2, där det primära kravet är att operatören levererar ett säkert mobilnät som uppfyller de avtalade parametrarna. Sedan finns det mindre krav som exempelvis tillgång till SIM-kort, utrustning och personal. Dessa krav varierar beroende på vilken kund det är och vilken operatör den väljer. Om en kund vill ha en operatör som endast ansvarar för installation och implementering av 5G, utan att ta hand om underhåll eller monitorering av nätet, så kan den köpa ett eget nät från exempelvis Ericsson med antigen eget spektrum eller operatörsspektrum. Dock om man vill ha en operatör som ska ansvara för utrustning, all typ av underhåll samt implementering, kan man välja Telia och teckna ett serviceavtal, som garanterar service med ett fast pris. Den viktigaste delen som kan ingå i ett serviceavtal är att det ska finnas flera avtalsformer med varierande innehåll, vilka gör avtalet mer anpassningsbart för olika typer av industrier och företag. Ett exempel på ett serviceavtal som kan tecknas mellan Telia och en stor industrikund som Scania eller Boliden presenteras i bilaga 1. Detta avtal tagits fram med hjälp av intervjuer som genomfördes med tre industrikunder, Ericsson, Scania och Boliden.

Detta examensarbete ger en grundlig förståelse för vad en operatör kan tänka på vid

förbättring och utveckling av det nya mobilnätet för produktionsindustrier, samt förtydligar

krav på service som en kund måste hantera på egen hand. Rapportresultat skulle kunna

förbättras med hjälp av flera intervjuer med andra industrier. Med den anledningen att

rapporten var avgränsat från investeringsanalys och kostnad, har det inte tagits fram de

huvudkrav som varje industrikund har på operatören och som spelar en avgörande roll vid

implementering och användning av 5G-nät