Argumentos a favor de 5G en la fabricación

Muchas cosas que están sucediendo en la fabricación en este momento, como el uso de IA, la realidad aumentada y la realidad virtual, pueden habilitarse y ayudarse con 5G.

El uso creciente de sensores inteligentes y dispositivos de Internet de las cosas (IoT) combinados con análisis más sofisticados aplicados a los datos que producen está impulsando una revolución en la fabricación. En muchos casos, la pieza que falta es la conectividad.

Cada vez más, 5G se ve como el elemento de infraestructura inalámbrica para unir estas cosas. Ofrece el ancho de banda requerido, baja latencia y confiabilidad en entornos de fabricación hostiles. Para comprender mejor el papel que puede desempeñar 5G en la fabricación, sus desafíos y beneficios, RTInsights se reunió con RickyWatts, director sénior de soluciones industriales de Intel. Aquí hay un resumen de nuestra conversación.

¿Por qué 5G en la fabricación?

RTInsights: ¿Por qué existe la necesidad de 5G en la fabricación?

vatios: Voy a dividir esta respuesta en un par de áreas. Comencemos con ¿por qué existe la necesidad de tecnología inalámbrica en la fabricación? Y luego lo pasaremos a 5G.

¿Por qué la necesidad de tecnología inalámbrica en la fabricación? Mucho de esto está impulsado por el costo y la flexibilidad. Los sistemas de control de fabricación típicos en los entornos de fabricación son los protocolos de línea fija y de línea fija. Pero la telefonía fija es costosa de operar. Tenga en cuenta que con frecuencia opera esos cables en condiciones muy duras, por lo que generalmente tienen triple aislamiento. Por lo general, hay redundancia alrededor de esos cables que están funcionando. Estas cosas aumentan los costos.

Tenemos un gran problema de costos que existe dentro de las fábricas. ¿Cómo puedo conectar cosas en una fábrica y reducir el costo, pero aún así brindar confiabilidad? Entonces, lo inalámbrico en sí mismo se vuelve atractivo. Ahí es donde empezamos. Lo inalámbrico se vuelve interesante para los fabricantes porque les permite conectar cosas posiblemente más baratas. También les permite potencialmente conectar cosas en un área mucho más amplia. Y en las áreas de fabricación, en algunos ejemplos, tenemos plantas de fabricación en expansión. Tome la fabricación de petróleo y gas de productos petroquímicos. Las plantas tienen huellas muy grandes. ¿Cómo cubres eso con cables cuando es difícil y costoso? Puede utilizar la conexión inalámbrica.

Entonces, comencemos allí. ¿Por qué existe la necesidad de tecnología inalámbrica en la fabricación? Todo se reduce al costo, la flexibilidad, la facilidad de implementación y otras cosas muy útiles. Y ahora, veamos qué hace 5G que otras tecnologías inalámbricas no hacen.

Las tecnologías inalámbricas heredadas se basan, en muchos aspectos, en lo que yo diría que es el mejor esfuerzo. Tienen una conexión entre un punto final y un receptor. Esa conexión se hace en lo que llamaríamos algún tipo de escenario de mejor esfuerzo. Y eso podría ser Wi-Fi gratuito, por ejemplo. Si tiene Wi-Fi en casa, se conecta, se mueve por la casa, funciona, pero no necesariamente funciona todo el tiempo. Eso no es muy útil para algunos aspectos de la fabricación. 5G comienza a abordar los casos de uso y los requisitos para las empresas industriales en el entorno de fabricación. Ayuda con cosas como la latencia, la confiabilidad, el rendimiento y el ancho de banda. Estos son requisitos fundamentales que existen en una fábrica que nunca antes se habían abordado en el dominio inalámbrico.

Si llevó Wi-Fi o tecnologías anteriores a 5G, como 4G, que tenemos hoy, es más un mejor esfuerzo. Wi-Fi o 4G no está mal. Hacen un trabajo razonable, son útiles en algunos entornos y muchas empresas industriales los utilizan. Pero 5G dice:"Está bien, ahora tengo un sistema que analizará algunas de las cosas específicas que los fabricantes requerirán, como la latencia, el determinismo y las redes sensibles al tiempo". 5G aborda todos los casos de uso que existen dentro del entorno de fabricación. Obtengo los beneficios de los protocolos alámbricos, obtengo esa conectividad confiable y ahora la obtengo con una tecnología inalámbrica que está disponible para mí llamada 5G.

Es por eso que necesitamos 5G en la fabricación. 4G se trataba de conectar personas y conectarse a Internet. 5G fue diseñado con el aspecto de conectar cosas, conectar cosas con cosas y cosas con sistemas de control.

Características 5G y mejoras tecnológicas

RTInsights: ¿Qué características y mejoras tecnológicas ofrece el 5G a los fabricantes?

vatios: Más allá de las ventajas de costo y flexibilidad que mencioné, hay otras cosas a considerar. Tenemos una nueva versión 5G de 3rd Generation PartnershipProject (3GPP), la organización industrial que desarrolla especificaciones 5G. La nueva versión, Release16, presenta muchas funciones. Por ejemplo, ofrece comunicaciones ultra confiables de baja latencia (URLLC). Ahora entiendo el determinismo, la interfaz inalámbrica y la conectividad asociada con ella. Esa es una característica muy específica que dice que ahora puedo ejecutar un sistema de control de movimiento. Podría ejecutar análisis en tiempo real sobre una cámara, donde estoy tomando información de una cámara. Voy a ser capaz de hacerlo de forma fiable y de forma determinista.

Otra característica que obtienes con 5G es un ancho de banda enormemente aumentado. Obtendrá una tubería mucho más ancha para transmitir datos. Eso me permite llevar más información. La modernización de la fabricación y las iniciativas como Industrial 4.0 tienen que ver con el uso de los datos que están en la fábrica y el procesamiento de los datos generados en el perímetro. Con 5G, puede extraer muchos más datos de los sistemas existentes. Puedo instalar cámaras y comenzar a ver los procesos de manera diferente. Digamos que tengo un robot, por ejemplo, que está realizando algún tipo de proceso de soldadura en un entorno de fabricación. Y quiero ver, oye, ¿ese proceso de soldadura es confiable? Ahora puedo empezar a ver el análisis de lo que está pasando en el punto de soldadura.

Tener tales datos permite a los fabricantes realizar un análisis más profundo de sus procesos. Por ejemplo, con la soldadura, hay una chispa. Ahora puedo empezar a analizar la chispa. Puedo mirar lo que está pasando en el extremo de la corriente eléctrica. Y puedo hacer todo ese análisis en tiempo real. Si es necesario, puedo ajustar algo en el sistema de control para ese proceso en particular para cambiarlo. Entonces, obtengo control de calidad. Tales acciones en tiempo real solo son posibles gracias al ancho de banda y las capacidades de baja latencia de 5G.

Otra capacidad importante de 5G es que, como en el caso de Wi-Fi, un fabricante puede crear una red 5G privada en las instalaciones. Hay muchas formas de hacerlo ahora. Una red 5G privada es muy flexible para los usuarios finales y los fabricantes. Puedo instalar una solución inalámbrica en mi planta de producción que conecte todo en ese entorno.

La ventaja de una red privada es que puedo controlar los datos. Puedo controlar a qué se conecta la red. Puedo mantener los datos locales. Puedo hacerlo en lo que ellos llaman una moda híbrida. Podría trabajar con el transportista para que me dé una parte de la red. A eso lo llaman corte de red dentro de un entorno 5G. Puedo tomar una parte de esa red y diseñarla completamente en torno a lo que se necesita hacer en la fábrica. ¿Por qué querrías hacer eso? Una de las cosas más importantes en el entorno de fabricación son los acuerdos de nivel de servicio (SLA). Necesito entender cualquier proceso que esté ejecutando datos. ¿Está garantizado el ancho de banda de datos? ¿Está garantizada la latencia?

Lo que 5G hace con cosas como la división de redes y las redes privadas es que te permite tener mucho más control. No está entregando el control de la conectividad a otra persona. Lo estás manteniendo en tu entorno.

Tales características clave de 5G [gran ancho de banda, baja latencia y redes privadas] son ​​muy ventajosas para lo que ha estado allí antes. Hay muchos otros. Por ejemplo, 5G puede admitir conectividad de dispositivo a dispositivo. Podría crear una red de malla. Podría tener sensores o cámaras alrededor de mi planta y usar 5G para transmitir datos entre ellos. También puedo tener caminos redundantes, lo que me da más redundancia y más confiabilidad. Inherentemente, en todo el espectro de capacidades, 5G permite a los fabricantes tener mucha más confianza que cuando usan esta tecnología en su entorno de fábrica. Les asegurará que los resultados que obtendrán serán mucho más altos de lo que han experimentado anteriormente con cualquier otra tecnología inalámbrica.

¿Desafíos de integrar 5G en redes industriales?

RTInsights: ¿Qué tan difícil (o fácil) es agregar 5G a las redes industriales?

vatios: Introducir cualquier tecnología en las redes industriales no es fácil, por una buena razón. Un buen amigo mío y uno de mis mentores solía decir:“En el entorno de la fábrica, si las cosas van mal, pueden explotar y explotar”. Por lo tanto, introducir cualquier nueva tecnología en el entorno industrial es un desafío. Tienes que asegurarte de hacerlo de forma segura y en el nivel adecuado. También debe asegurarse de traer a su gente consigo. Alguien tiene que ejecutar el sistema y trabajar con él. Diría que esta es un área en la que tenemos muchos desafíos que superar. Tenemos que trabajar con los usuarios finales y la comunidad de proveedores sobre cómo vamos a hacer esto. Eso es una cosa de educación. Debe poner al día a los usuarios finales, las empresas y los integradores de sistemas sobre los aspectos de cómo integrar 5G.

Ese es un trabajo en progreso en toda la industria. También necesitamos comenzar a introducir esta tecnología en un área donde tenga sentido y donde pueda controlarla a medida que comience a expandir su uso. Por ejemplo, veamos la adquisición de datos de una cámara o un robot. La respuesta obvia es introducir la tecnología 5G cuando traiga nuevas capacidades a la fábrica. De esa manera, puede agregar 5G al entorno de fabricación de una manera muy controlada. Usted trae la tecnología; lo traes con un nuevo sistema. Pones ese sistema en marcha. Usas eso para entrenar a tu gente. Lo usas para entender mucho mejor la tecnología. Y entonces lo que harías es ampliar su uso. Es como agarrar una cabeza de playa y luego expandirse desde esa cabeza de playa.

Usted establece la credibilidad del uso de la tecnología. Obtiene conocimiento y comienza a moverlo a través del entorno de la industria. No es una tarea fácil, pero creo que es una tarea para la que creo que los fabricantes y la comunidad de proveedores están muy bien equipados. Desde la perspectiva de Intel, estamos tratando de poner paquetes de tecnología alrededor de lo que hacemos para que sea fácil de consumir. Lo optimizamos y nos aseguramos de que funcione de principio a fin. Cuando un fabricante recibe la tecnología, es casi solo un complemento. El dispositivo está en un extremo y los sistemas, aplicaciones y servicios del fabricante están en el otro extremo. La tecnología 5G que se encuentra en el medio casi se vuelve invisible para el fabricante. Y eso depende de muchos otros fabricantes y de nosotros para trabajar y brindar sin problemas esa solución 5G de una manera que reduzca la fricción y reduzca algunos de esos problemas a medida que la tecnología se agrega a una red industrial.

¿Cómo revolucionará 5G la fabricación?

RTInsights: ¿De qué manera 5G ayudará a revolucionar la fabricación?

vatios: Hay tantas cosas sucediendo en la fabricación en este momento que se pueden habilitar y ayudar con 5G. Tenemos computación perimetral, IA [inteligencia artificial], AR [realidad aumentada] y VR [realidad virtual]. Todas estas tecnologías están apareciendo en la fabricación ahora. 5G actúa como el pegamento que conecta estas cosas. Debe llevar conectividad a todas estas nuevas capacidades que estamos obteniendo en el entorno de fabricación. Ya sea IA, ya sea realidad virtual, ya sea que se trate de situaciones como COVID, por ejemplo, donde queremos que los trabajadores remotos ingresen e interactúen con las máquinas que están trabajando en la fábrica, 5G proporciona el pegamento.

La otra área en la que los fabricantes se beneficiarán es que las principales empresas de la industria de telecomunicaciones, incluidas Verizon, AT&T, T Mobile y más, están implementando servicios 5G y construyendo sus redes 5G. Entonces, ya tiene una gran cantidad de infraestructura que se está instalando, no solo en los EE. UU., sino en todo el mundo. Esa tecnología está creciendo a un ritmo increíble. Y se está superponiendo ahora con el dominio industrial.

Lo que eso hace es que permite que 5G no solo prolifere desde una perspectiva tecnológica, sino que también permite que el costo baje porque está distribuyendo ese costo en un área grande. Ahora, voy a obtener una tecnología verdaderamente inalámbrica que me permita tomar datos y usarlos en sistemas operativos y de control en tiempo real. Y esto nos permite conectar estas cosas juntas en el borde de la red.

Dado que 5Gi estará disponible de forma ubicua en grandes áreas, los costos se reducirán. En mi opinión, verá una fabricación mucho más flexible y un establecimiento mucho más rápido de su uso en las fábricas en funcionamiento.

El trabajo de fábrica hoy en día es como áreas monolíticas únicas, o entornos, donde una fábrica crea un widget. Piense en esa expansión en un área mucho más amplia cuando 5G le permite mover las operaciones, el control y la conectividad en tantas áreas diferentes. Alguien me dio un buen ejemplo recientemente. Cuando un huracán pasa por el Golfo, uno de los grandes desafíos es que se inunde, los sitios de fabricación quedan fuera del aire. Bueno, mucho de eso se restablece en la infraestructura que está en la fábrica. Con 5G y baja latencia, puede mover ese entorno informático a otro lugar y simplemente tener conectividad con los dispositivos. Casi puede tener una fábrica remota desde una fábrica, y 5G le brindará esa infraestructura y le permitirá hacerlo. Revolucionará la fabricación. También creo que veremos un aumento hacia formas autónomas de trabajar en la fábrica.

También veremos la aparición de nuevos modelos de negocio y nuevas formas de fabricación. Por ejemplo, un fabricante solía construir un automóvil. Era un auto negro, y era un Ford. Tienes un Ford negro, y eso es todo. Ahora, la gente quiere conectarse en línea y personalizar su pedido:Quiero un auto azul, con manchas blancas, con esta y aquella opción.

Satisfacer estas nuevas demandas de los clientes requiere interconexión desde una perspectiva de infraestructura. Debe tener logística, activos y otros sistemas en el entorno de fabricación, todos conectados. 5G será el pegamento que conecte todo eso. Entonces, para mí, 5G lo cambia todo. Va a llevar tiempo. Vamos a ver este despliegue en los próximos cinco o diez años. No es una transición rápida. Pero una vez que se acelere, creo que revolucionará casi todo en la fabricación.

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