Aumentando a velocidade da manufatura com 5G

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As indústrias de manufatura têm buscado oportunidades que permitem o crescimento de negócios através da adoção de novas tecnologias. Robôs autônomos, big data e Machine Learning são exemplos de soluções procuradas para atender a demanda de inovação nas indústrias. Deve-se implementar uma estratégia eficaz para adoção dessas tecnologias de forma a garantir competitividade frente ao mercado industrial. Um dos suportes tecnológicos que sustentam essas tecnologias envolve o conceito de Internet das Coisas Industrial (Industrial Internet of Things ou IIoT)no qual o sensoriamento e transmissão de dados são essenciais para o negócio veja mais em IoT na Indústria. Frente a esse cenário, vamos entender a importância do 5G nessa estratégia. 

5G é sigla do momento. Significa quinta geração da internet móvel e proporciona velocidade da rede até 100 vezes mais rápida que as utilizadas atualmente, tornando-se assim um grande impulsionador da Internet das Coisas. Com características superiores à tecnologia atual, o 5G garante baixíssima latência e uma confiabilidade de até 99,999%. No ambiente industrial, esses números são importantíssimos pois permitem que o sensoriamento e aquisição de dados e seja em tempo real, característica de IIoT. 

A história da tecnologia de redes móveis é antiga. Em 1980, passamos pelo 1G, que representava os celulares analógicos. Depois que os sistemas de comunicação digital começaram a ser expandidos, surgiu o 2G, responsável pela tecnologia GSM, pela transmissão digital e pelo SMS. Já no ano 2000, foi introduzida a tecnologia 3G, trazendo redes de dados de alta tecnologia com a comutação de pacotes, técnica de transmissão de mensagens na qual pequenas unidades de informação são enviadas através das estações da rede pelo melhor percurso disponível no momento entre a origem e o destino. Em 2010, foi a vez do 4G, responsável pelo crescimento da banda larga móvel, que melhorou em até 10 vezes a velocidade oferecida no 3G. Em 2019, passamos a testar o 5G, que proporciona possibilidades mais interessantes do que as oferecidas pelo 4G, como, por exemplo, vídeos de ultra alta definição, aplicações de realidade virtual e suporte a bilhões de dispositivos conectados. 

Do Wi-Fi ao 5G 

Embora o Wi-Fi tenha sido um dos grandes propulsores que permitiram que uma diversidade de tarefas seja executada sem fio, com frequência enfrentamos problemas de lentidão na rede. Em ambientes de produção onde há dependência da rede sem fio, qualquer atraso pode ser custoso, além de impactar na produção e nos lucros.  

Na tentativa de ganhar vantagem com as elevadas taxas de velocidade e confiabilidade, muitas empresas estão considerando o uso de redes 5G privadas. Essa infraestrutura permite a criação de uma rede local dedicada em 5G, com conectividade, serviços customizados e elevada segurança. No cenário industrial, isso se reflete em inúmeros benefícios: 

  • A eliminação dos cabos de rede Ethernet, proporcionando redução de custos e aumentando a possibilidade de inclusão de mais sensores e dispositivos IoT; 
  • A possibilidade de criação de ambientes virtuais dedicados para cada setor da operação. Além disso, a rede pode ser otimizada de forma adequada para diferentes áreas, atendendo as demandas conforme necessário; 
  • O gerenciamento da rede 5G privada é feito localmente, permitindo total controle da infraestrutura, incluindo segurança, distribuição de recursos e prioridades dos dispositivos de rede; 
  • A possibilidade de comunicação em tempo real entre sensores e dispositivos, permitindo que robôs autônomos e aplicações que utilizam muitos recursos sejam sustentadas pela rede. 

5G na manufatura 

Uma das áreas mais interessadas pela rede 5G é a manufatura. Na época de indústrias inteligentes, o conceito de Internet das Coisas Industrial ganha potencial para alavancar negócios sem precedentes. A possibilidade de monitorar todo tipo de máquina e processo em tempo real permite extrair informações a respeito dos riscos potenciais de falha antes que eles ocorram, bem como validar questões de qualidade do produto. 

A massa de dados fornecida para aplicações de alto nível servirá para orientar as equipes em vários cenários dentro do chão de fábrica. As técnicas de aprendizado de máquina empregadas em robôs vão resultar em movimentos otimizados e possibilitarão produtos altamente customizados. Os colaboradores terão em mãos dispositivos de realidade aumentada e ambientes virtuais serão criados para acelerar o desenvolvimento de soluções. A maior integração tecnológica entre as áreas do processo fabril permitirá redução de custos, aumento da rentabilidade e expansão dos negócios por oferecer produtos cada vez mais personalizados para os clientes. 

Os desafios 

Como qualquer tecnologia de rede sem fio, o 5G depende da disponibilidade de faixas de frequência para operação. Ele abrange frequências que vão de 700 MHz até 30 GHz, atingindo a faixa de frequência das ondas milimétricas (mmWave). As várias faixas de frequência utilizadas pela rede móvel servem para atender cenários de longo alcance e também de alta disponibilidade de banda. Quanto maior a frequência do sinal, menor a penetração das ondas, ou seja, mais difícil de conseguir sinal. Outra dificuldade é a inserção de antenas em dispositivos móveis, que precisam de muito espaço para abrir os aparatos necessários.  

A quarta revolução industrial permitirá um fluxo de dados muito elevado e sem precedentes. Através da integração da rede 5G com o sistema de IIoT em uma estratégia digital, as indústrias inteligentes terão maior flexibilidade na relação entre fornecedores e clientes, acelerando as entregas e atendendo customizações.  O conceito de indústria 4.0 torna-se real nesse cenário e cabe às indústrias incorporarem essa tecnologia no cenário fabril. 

 

Fontes

Karubun, M. T. (2018). Setting the Scene for 5G: Opportunities & Challenges. International Telecommunication Union. 

Rao, S. K., & Prasad, R. (2018, Março 13). Impact of 5G Technologies on Industry 4.0. Springer Nature 2018, pp. 145-159. 

Sutton, A. (2018). 5G Network Architecture. The ITP (Institute of Telecommunications Professionals) Journal 12, pp. 9-15. 

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