Digitalización 5G en la Fabricación

Como explicó Micael en el seminario web, la necesidad de la digitalización 5G comienza con las limitaciones de 4G para satisfacer la creciente demanda del sector de automatización, capacidades remotas, rendimiento y seguridad mejorada. Para satisfacer esta demanda, una red debe ofrecer tres elementos básicos.

1. Fiabilidad y baja latencia

La fabricación requiere una baja latencia fiable, ya que incluso un ligero retraso puede provocar una pérdida de productividad, un aumento de los costes y una reducción de la eficacia. Por ejemplo, en una cadena de montaje, un retraso en la transferencia de especificaciones de productos o datos de producción puede provocar cuellos de botella y tiempos de inactividad, lo que puede resultar costoso para la empresa.

Una red fiable con baja latencia ayuda a garantizar que los datos se transfieren con rapidez y eficacia, minimizando los retrasos y los tiempos de inactividad. Esto permite a las empresas manufactureras operar sus instalaciones al máximo de su capacidad y mejorar la productividad global.

2. Máxima cobertura

La máxima cobertura también es importante en la fabricación, donde las máquinas y los sistemas suelen estar repartidos por una gran superficie. Una red con cobertura máxima garantiza que todas las máquinas y sistemas puedan conectarse a la red, independientemente de su ubicación. Esto es esencial para supervisar y controlar los procesos de producción a distancia y garantizar que las máquinas y los sistemas funcionan de forma eficiente.

Además, la cobertura máxima es importante para admitir dispositivos móviles, como tabletas y teléfonos inteligentes, que se utilizan cada vez más en la fabricación para la recopilación y el análisis de datos. Una red con la máxima cobertura garantiza que los empleados puedan acceder a la red desde cualquier lugar de las instalaciones, lo que mejora la eficiencia.

3. Red Segura y Fiable

Las empresas manufactureras manejan a diario información confidencial, como propiedad intelectual, especificaciones de productos y datos de clientes. Por ello, una red segura es fundamental para proteger esta valiosa información. Una red segura ayuda a evitar accesos no autorizados, violaciones de datos y ciberataques, que pueden tener graves consecuencias para la reputación de la empresa, su estabilidad financiera e incluso su responsabilidad legal.

Además, una red flexible es esencial en la fabricación, donde son habituales los cambios en los procesos y requisitos de producción. Una red flexible puede adaptarse a los cambios en la demanda, la capacidad y el flujo de trabajo, lo que permite a la empresa responder rápidamente a las condiciones del mercado y las necesidades de los clientes.

Aunque las redes 4G pueden proporcionar algunas de estas ventajas, no están diseñadas para gestionar las crecientes demandas de una planta de fabricación moderna. Las redes 4G tienen un ancho de banda limitado y una alta latencia, y son propensas a la congestión de la red, lo que puede provocar caídas en las conexiones y reducir la velocidad de transferencia de datos. Esto puede tener un impacto significativo en la productividad y la eficiencia.

La digitalización 5G se refiere al proceso de utilizar redes 5G y tecnologías digitales para transformar industrias y empresas. La digitalización 5G implica el uso de tecnologías digitales avanzadas como la IA, el aprendizaje automático, el IoT, la computación en la nube y la computación en los bordes para habilitar nuevas aplicaciones y servicios.

Si el 4G ya no puede satisfacer la demanda de automatización, capacidades remotas, rendimiento y seguridad mejorada, veamos qué aporta 5G para los mismos tres elementos básicos.

1. Fiabilidad y baja latencia

La digitalización 5G proporciona una baja latencia fiable mediante el uso de tecnologías como la computación de borde y la fragmentación de la red. La computación de borde permite que el procesamiento de datos se realice más cerca de la fuente, reduciendo el tiempo que tardan los datos en viajar por la red. La fragmentación de la red permite crear segmentos de red dedicados para aplicaciones o usuarios específicos, garantizando que cada segmento tenga los parámetros de calidad de servicio (QoS) adecuados para una baja latencia.

Por ejemplo, en una cadena de montaje, el uso de edge computing y network slicing puede reducir la latencia entre máquinas y sistemas, mejorando la productividad y eficiencia generales.

2. Máxima cobertura

La digitalización 5G proporciona la máxima cobertura mediante el uso de tecnologías como las células pequeñas y MIMO masivo. Las células pequeñas son puntos de acceso de radio de baja potencia y corto alcance que pueden colocarse por toda una planta de fabricación para proporcionar cobertura en zonas donde no llegan las torres de telefonía tradicionales. MIMO masivo es una tecnología que utiliza múltiples antenas para transmitir y recibir señales, mejorando la cobertura y la capacidad.

Por ejemplo, en una gran planta de producción pueden colocarse células pequeñas por toda la planta para dar cobertura en zonas donde no llegan las torres de telefonía tradicionales. MIMO masivo puede utilizarse para mejorar la cobertura y la capacidad en zonas con mucho tráfico de red, como líneas de producción o almacenes.

Red Fiable y Segura

La digitalización 5G permite a las empresas manufactureras crear una red segura y flexible utilizando tecnologías de virtualización y rebanado de red. La fragmentación de la red permite crear redes virtuales adaptadas a aplicaciones o usuarios específicos, lo que proporciona un alto nivel de seguridad y flexibilidad.

Por ejemplo, una empresa de fabricación puede crear una porción de red dedicada a una línea de producción específica, con sus propios parámetros de calidad de servicio y protocolos de seguridad. Esto garantiza la protección de los datos sensibles de producción, al tiempo que permite realizar cambios en la red de forma rápida y sencilla.

Además, la virtualización permite ejecutar varias redes virtuales en la misma infraestructura física, lo que mejora la utilización de los recursos y reduce los costes. Esto permite a las empresas manufactureras crear una red segura y flexible, a la vez que rentable.

Teltonika Networks no es ajena a los casos de uso del IIoT en la fabricación, especialmente los relacionados con la Industria 4.0. En el seminario web con Ericsson, Pranas presentó dos casos de uso que muestran cómo el 5G beneficia a la fabricación.

Conectividad de Equipos de Mandrinado y Fresado

El primer caso de uso procede de un cliente de Teltonika Networks que fabrica taladradoras y fresadoras horizontales. Estas máquinas están equipadas con nuestra pasarela industrial TRB500 5G, que permite el control remoto y las capacidades de soporte. Esto permite a un ingeniero gestionar o dar soporte a varias máquinas a la vez sin estar en la misma ubicación física que las máquinas.

Esto es mucho más eficiente que lo que podría ofrecer una red 4G. La menor latencia, el menor tiempo de inactividad, la mayor fiabilidad y la comunicación en tiempo real que ofrece la red 5G del TRB500 ayudaron a ahorrar mucho tiempo y costos operativos.

Conectividad Inteligente de Fábrica

El segundo caso de uso es más complicado. En las soluciones automatizadas de IoT, la maquinaria y los equipos se conectan para formar un sistema que funciona. Esto requiere más dispositivos conectados y una mayor escala de automatización para que el proceso de fabricación aumente no solo en eficiencia y producción, sino también en tamaño.

Para un sistema tan autónomo, la velocidad 4G simplemente no es suficiente. Por suerte, las redes 5G pueden transferir datos hasta 100 veces más rápido. Esto significa que los dispositivos de fabricación inteligentes pueden comunicarse entre sí en tiempo real, lo que permite una toma de decisiones y un tiempo de respuesta más rápidos. La menor latencia de una red 5G permite un control más preciso y eficiente del proceso de fabricación, mientras que la capacidad de la red 5G le permite ampliar la escala de los dispositivos conectados y, como tal, de sus operaciones de fabricación.

En este caso de uso concreto, el TRB500 proporcionó conectividad a equipos en movimiento, como vehículos autónomos. Por su parte, nuestro router industrial 5G RUX50 proporcionaba conectividad a las partes fijas del sistema, como los brazos robóticos de la cadena de montaje.