Como o 5G Revoluciona a Manufatura: Velocidade, Confiabilidade e Conectividade em Tempo Real

Redes 5G privadas oferecem as velocidades de dados, confiabilidade, baixa latência e mais para conectividade pervasiva de dispositivos para permitir aplicações inovadoras de manufatura orientadas a dados.

Por que 5G na Manufatura?

Ethernet industrial é a espinha dorsal da infraestrutura operacional em muitos ambientes de manufatura. Tipicamente operando em velocidades de dados de até 100 megabits por segundo (Mbps), redes Ethernet industriais implementam protocolos para fornecer determinismo e controle em tempo real.

Quando é proibitivo ou inviável instalar redes Ethernet com fio, Wi-Fi e tecnologias wireless 3G/4G são frequentemente a próxima melhor alternativa. Esses casos de uso "difíceis de cabear" incluem robôs móveis autônomos (AMRs), frotas de caminhões e plantas industriais que têm grande área de cobertura geográfica.

Com a Indústria 4.0, o uso de dados operacionais está mudando fundamentalmente, pois a enorme quantidade de dados de sensores gerados a partir de dispositivos de borda será coletada, armazenada e processada com inteligência artificial (IA) em tempo real no local industrial, comumente referido como Industrial Edge. Redes 5G privadas têm o potencial de ser um facilitador chave neste paradigma de computação distribuída, particularmente com dispositivos gerando dados de vídeo. Isso porque o 5G oferece velocidades de dados de até 20 gigabits por segundo (Gbps) e a possibilidade de segurança aprimorada, taxas de dados, latência, densidade de dispositivos, confiabilidade e determinismo em comparação ao 4G.

Tecnologias wireless, incluindo 5G, também aumentam a agilidade do fabricante ao dar-lhes maior flexibilidade para instalar rapidamente novas conexões de rede. À medida que os fabricantes veem a necessidade de redes mais rápidas e flexíveis nas fábricas, eles podem decidir substituir algumas ou todas as suas redes Ethernet industriais legadas por redes 5G no futuro.

Casos de Uso do 5G em Ambientes Industriais

Muitos dispositivos remotos e móveis, como câmeras, atuadores, robôs, máquinas, telas de exibição e outros sistemas, requerem conectividade rápida e confiável. Em implantações greenfield, o 5G poderia substituir redes com fio suportando custos de implantação mais baixos em uma área de cobertura mais ampla, e maior mobilidade e flexibilidade. Aqui estão alguns exemplos em que o 5G pode melhorar processos operacionais em ambientes industriais.

Veículos guiados automatizados (AGVs): Rotas mais rápidas, menos engarrafamentos e colisões

• Transição de AGVs movendo-se ao longo de faixas pré-definidas para IA e comunicações M2M ajudando a otimizar caminhos e evitar colisões.

Coleta de peças e produtos: Coleta de peças mais eficiente e precisa em armazéns e centros de fulfillment

• Transição de exigir peças em locais e orientações fixas para detectar peças em várias posições e locais usando sistemas de visão baseados em IA.

Monitoramento de trabalhadores em áreas perigosas: Segurança aprimorada e prevenção de crises

• Transição da falta de monitoramento eletrônico de áreas restritas ou inseguras para sistemas de visão baseados em IA alertando trabalhadores quando se desviam de protocolos de segurança ou perigo é iminente.

Reparo de equipamentos: Reparo de equipamentos mais rápido e de menor custo através de colaboração remota

• Transição de assistência de reparo sem suporte visual (necessitando técnicos especializados no local) para realidade aumentada permitindo especialistas fora do local ajudarem técnicos não especialistas.

5G Projetado com Capacidade para Suportar a Manufatura

• Segurança integrada na especificação 5G: Redes 5G privadas
• Streaming ultra-alta definição: Taxas de dados de até 20 Gbps
• Controle em tempo real: Latência de 1 milissegundo ou menor
• Suporte a mais controladores e sensores: Alta densidade de tecnologia de antena avançada
• Menos pontos de falha: Redundância de comunicação dispositivo-a-dispositivo
• Maior determinismo e privacidade de dados: Rede 5G dividida em múltiplas redes virtuais

O 5G permitirá atualizações técnicas para metas de desempenho rigorosas que anteriormente só podiam ser abordadas com redes cabeadas.

Redes 5G Privadas Aumentam Segurança e Determinismo

Embora os fabricantes possam usar redes 5G públicas, muitos optarão por redes 5G privadas que fornecem conectividade altamente segura e determinística. Redes 5G privadas aproveitam frequências 5G de banda média para entregar altos níveis de capacidade e controle operacional para garantir que requisitos de desempenho e latência da rede sejam atendidos. Redes 5G privadas são propriedade exclusiva dos donos, dando-lhes acesso exclusivo à rede, garantindo assim maior proteção e privacidade de dados.

5G e Desempenho Determinístico

Com o Release 16, o 5G pode entregar o desempenho de rede necessário com a ajuda de dois esforços tecnológicos chave:

• Rede sensível ao tempo (TSN) sobre 5G: Esta tecnologia fornece tempo garantido de entrega de mensagem usando sincronização de tempo e agendamento de tráfego. Dispositivos podem ser precisamente sincronizados sobre a rede, eliminando a necessidade de métodos de sincronização baseados em sinal comuns hoje.
• Comunicação Ultra-Confiável de Baixa Latência (URLLC) 5G: URLLC otimiza a entrega de dados baseada em diferentes requisitos de tráfego que incluem baixa latência e alta confiabilidade.

5G e Indústria 4.0

A jornada para a Indústria 4.0 requer conectar a todos os dispositivos críticos para processos industriais. O 5G pode ser chave para conectar dispositivos difíceis de cabear, e no futuro, pode se tornar a rede industrial primária.

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