Cómo el 5G revoluciona la manufactura: velocidad, fiabilidad y conectividad en tiempo real

Las redes 5G privadas ofrecen las velocidades de datos, fiabilidad, baja latencia y más para conectividad de dispositivos pervasiva que habilita aplicaciones manufactureras innovadoras basadas en datos.

¿Por qué 5G en la manufactura?

Ethernet industrial es la columna vertebral de la infraestructura operativa en muchos entornos manufactureros. Típicamente funcionando a velocidades de datos de hasta 100 megabits por segundo (Mbps), las redes Ethernet industriales implementan protocolos para proporcionar determinismo y control en tiempo real.

Cuando es prohibitivo en coste o inviable instalar redes Ethernet cableadas, Wi-Fi y tecnologías inalámbricas 3G/4G son a menudo la siguiente mejor alternativa. Estos casos de uso "difíciles de cablear" incluyen robots móviles autónomos (AMR), flotas de camiones y plantas industriales que tienen una gran área de cobertura geográfica.

Con Industria 4.0, el uso de datos operativos está cambiando fundamentalmente en que la enorme cantidad de datos de sensores generados desde dispositivos edge será recopilada, almacenada y procesada con inteligencia artificial (IA) en tiempo real en las instalaciones industriales, comúnmente referido como Industrial Edge. Las redes 5G privadas tienen el potencial de ser un habilitador clave en este paradigma de computación distribuida, particularmente con dispositivos que generan datos de video. Esto es porque 5G ofrece velocidades de datos de hasta 20 gigabits por segundo (Gbps) y la posibilidad de seguridad mejorada, tasas de datos, latencia, densidad de dispositivos, fiabilidad y determinismo comparado con 4G.

Las tecnologías inalámbricas, incluido 5G, también aumentan la agilidad del fabricante al darles mayor flexibilidad para instalar rápidamente nuevas conexiones de red. A medida que los fabricantes ven la necesidad de redes más rápidas y flexibles en fábricas, pueden decidir reemplazar algunas o todas sus redes Ethernet industriales heredadas con redes 5G en el futuro.

Casos de uso de 5G en entornos industriales

Muchos dispositivos remotos y móviles, como cámaras, actuadores, robots, máquinas, pantallas y otros sistemas, requieren conectividad rápida y fiable. En despliegues greenfield, 5G podría reemplazar redes cableadas al soportar menores costes de despliegue en un área de cobertura más amplia, y mayor movilidad y flexibilidad. Aquí hay algunos ejemplos en los que 5G puede mejorar procesos operativos en entornos industriales.

Vehículos guiados automatizados (AGV): Rutas más rápidas, menos atascos y colisiones

• Transición de AGVs moviéndose por carriles predefinidos a IA y comunicaciones M2M ayudando a optimizar rutas y evitar colisiones.

Recogida de piezas y productos: Recogida de piezas más eficiente y precisa en almacenes y centros de cumplimiento

• Transición de requerir piezas en ubicaciones y orientaciones fijas a detectar piezas en varias posiciones y ubicaciones usando sistemas de visión basados en IA.

Monitoreo de trabajadores en áreas peligrosas: Seguridad mejorada y prevención de crisis

• Transición de falta de monitoreo electrónico de áreas restringidas o inseguras a sistemas de visión basados en IA alertando a trabajadores cuando se desvían de protocolos de seguridad o el peligro es inminente.

Reparación de equipos: Reparación de equipos más rápida y de menor coste mediante colaboración remota

• Transición de asistencia de reparación sin soporte visual (necesitando técnicos especializados in-situ) a realidad aumentada permitiendo a especialistas fuera de sitio ayudar a técnicos no expertos.

El 5G está diseñado con la capacidad de soportar la manufactura

• Seguridad integrada en la especificación 5G: Redes 5G privadas
• Streaming ultra-alta definición: Tasas de datos tan altas como 20 Gbps
• Control en tiempo real: Latencia de 1 milisegundo o inferior
• Soporte para más controladores y sensores: Alta densidad desde tecnología de antena avanzada
• Menos puntos de fallo: Redundancia de comunicación dispositivo a dispositivo
• Mayor determinismo y privacidad de datos: Red 5G dividida en múltiples redes virtuales

El 5G permitirá actualizaciones técnicas a objetivos de rendimiento estrictos que anteriormente solo podían abordarse con redes cableadas.

Redes 5G privadas mejoran seguridad y determinismo

Aunque los fabricantes pueden usar redes 5G públicas, muchos optarán por redes 5G privadas que proporcionan conectividad altamente segura y determinista. Las redes 5G privadas aprovechan las frecuencias 5G de banda media para ofrecer altos niveles de capacidad y control operacional para asegurar que se cumplan los requisitos de rendimiento y latencia de la red. Las redes 5G privadas son propiedad exclusiva de los dueños, dándoles acceso exclusivo a la red, asegurando así mayor protección y privacidad de datos.

5G y rendimiento determinista

Con Release 16, 5G puede entregar el rendimiento de red necesario con la ayuda de dos esfuerzos tecnológicos clave:

• Redes sensibles al tiempo (TSN) sobre 5G: Esta tecnología proporciona entrega de mensaje con tiempo garantizado usando sincronización de tiempo y programación de tráfico. Los dispositivos pueden sincronizarse precisamente sobre la red, eliminando la necesidad de métodos de sincronización basados en señal comunes hoy.

• Comunicación Ultra-Fiable de Baja Latencia (URLLC) 5G: URLLC optimiza la entrega de datos basada en diferentes requisitos de tráfico que incluyen baja latencia y alta fiabilidad.

5G e Industria 4.0

El viaje a Industria 4.0 requiere conectar todos los dispositivos críticos para procesos industriales. 5G puede ser clave para conectar dispositivos difíciles de cablear, y en el futuro, puede convertirse en la red industrial principal.

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