La fábrica inteligente 5G: una mirada en detalle.

Pero con una creciente escasez de personas capacitadas y mayor dificultad para cubrir vacantes, mejorar la automatización en las fábricas es cada vez más importante para las compañías que desean aumentar su rentabilidad y productividad para ganar una ventaja competitiva. ABI Research propone que las organizaciones que no cuentan con una estrategia de transformación digital ya están quedando rezagadas con respecto a sus competidores.

A medida que se desarrolló la pandemia de COVID-19, pudimos presenciar personalmente de qué manera una crisis sanitaria global puede ejercer presiones imprevistas sobre toda una industria. Al observar cómo estos cambios en el mercado y desafíos inesperados afectaron a las empresas, es claro que el sector de las manufacturas debe volverse los suficientemente eficiente y ágil como para incrementar la producción rápidamente y adaptarse para ofrecer diferentes productos. Con ausencias de personal inevitables, durante la pandemia y en otros momentos, las líneas de producción altamente automatizadas en las fábricas inteligentes 5G son parte clave de la solución para las organizaciones que busquen sortear la crisis sin perdidas innecesarias de producción.

Otro beneficio de la automatización de la fábrica inteligente 5G es que tiene el potencial de permitir a los fabricantes aumentar su producción, reducir costos operativos e incrementar su rentabilidad. Además de optimizar la productividad, se podría mejorar la seguridad en la fábrica y la calidad de los productos, gracias a una mejor trazabilidad de información de las piezas así como mayor control de los procesos, que podría así mismo reducir los fallos y mejorar la fiabilidad y la repetibilidad.

Las redes 5G emergentes admiten tres tipos de comunicación que se usará para posibilitar el Internet de las cosas industrial (IIoT):

• Banda ancha móvil optimizada, una versión más rápida de las comunicaciones móviles que ya estamos usando con 4G.
• Comunicación masiva tipo máquina (mMTC), que tiene el poder de conectar una gran cantidad de sensores que requieren relativamente poco ancho de banda cada uno.
• Comunicaciones ultrafiables de baja latencia (URLLC), que permiten controlar de manera remota y automatizada operaciones de alta precisión en las que el tiempo es un factor crítico, lo que tiene el potencial de producir cambios revolucionarios.

Cada uno de estos tipos de comunicaciones podría ayudar a transformar una (o más) de las principales funciones en la cadena de producción.

A medida que vamos comprendiendo el verdadero potencial de las redes 5G, es fácil imaginar un mundo donde los camiones de transporte que llegan a la fábrica puedan transmitir con precisión detalles de la carga y hora de llegada para asegurar la transferencia oportuna de piezas a la línea de producción o ingresar artículos al control de existencias a través de drones controlados por 5G. Mientras tanto, dentro de una fábrica o almacén inteligente, los componentes y proyectos en desarrollo podrían ser transportados usando vehículos de guiado automático (AGV) capaces de coordinar entre sí y con la línea de producción o el departamento de despachos.

Una amplia variedad de dispositivos podrían conectarse a la red 5G de la fábrica, cada cual con diferentes requisitos en cuanto a latencia, capacidad, trasferencia de datos y movilidad.

Aquí es donde los fabricantes podrían beneficiarse realmente de las potenciales ventajas de la latencia 5G descritas más arriba. Con un futuro libre de incómodos cables, los robots de montaje podrían moverse con libertad y precisión, seguir instrucciones enviadas por software basado en la nube y el borde de la red, mientras aparatos de comprobación envían mediciones para análisis y control de calidad. Mientras tanto, una red de sensores podría monitorear los procesos en las líneas de producción y las etiquetas de productos a medida que avanzan por la fábrica inteligente 5G y el sistema podría cotejar esa información con datos de prueba. Localmente, algunos procesos podrían incluso autorregularse y coordinar el flujo de trabajo con otros procesos posteriores.

Una importante transformación que esperamos se convierta en realidad es una mayor interacción persona-máquina. Los robots colaborativos (o "cobots") están diseñados para trabajar de forma segura con las personas en un espacio compartido. Mientras que los primeros cobots tenían limitaciones en cuanto a velocidad y movimiento para proteger a los trabajadores humanos, los cobots con capacidad 5G pueden aprovechar el ancho de banda con baja latencia para monitorear datos de sensores en tiempo real y optimizar la conducta colaborativa.

En entornos peligrosos, o ubicaciones remotas que requieren el trabajo de una persona capacitada, un robot podría completar operaciones delicadas imitando y adecuando los movimientos de un operador humano a la distancia, con muy poco retraso.

El gemelo digital, un modelo generado por software de un objeto o sistema físico, es otro concepto futurista que podría afectar positivamente la planta de producción inteligente. A través del uso de inteligencia artificial (IA) y 5G, la simulación digital combina información de sensores reales y simulados para permitir recorridos de situaciones complejas y poder predecir problemas y sus soluciones. Gartner ya había proclamado la tecnología como una de las principales tendencias estratégicas, sugiriendo que podría ahorrar millones a las compañías al evitar tiempos muertos y optimizar el uso de recursos IoT.

Con el personal trabajando desde casa para ayudar a reducir la propagación del COVID-19, surgen desafíos inusitados para las compañías manufactureras y de servicios que ofrecen productos y servicios esenciales.

Algunas organizaciones están empezando a depender en mayor medida del uso de software de automatización remota que permite a sus trabajadores operar sistemas industriales desde una laptop o dispositivo móvil en sus hogares a través de conexiones seguras, tales como enlaces VPN. Mientras que el software remoto ya ha sido usado desde hace más de diez años por personal clave trabajando desde fuera de una oficina, fábrica o sala de control, usarlo desde casa es una extensión.

GE Digital informa que, por ejemplo, las plantas de las compañías de agua ahora operan con alrededor de veinte trabajadores distribuidos y solo unos pocos empleados en la planta como medida de precaución. Para ayudar a sus clientes a mantener las plantas en funcionamiento mientras los trabajadores permanecen en sus hogares, GE les ofrece una licencia gratuita de 90 días para su software de sistemas de control y monitoreo remoto a 20,000 fábricas y compañías de servicios.

A medida que las posibilidades se van haciendo más evidentes, 5G y la IA también podrían colaborar para ofrecer al personal experiencias inmersivas para facilitar su trabajo. Por ejemplo, la superposición de objetos simulados en un entorno real, podría mejorar las opciones de capacitación, optimizar el diseño de productos y guiar a los operadores en procedimientos de la fábrica que todavía requieren intervención manual.

La realidad aumentada (RA) es otro valioso recurso de la fábrica 5G para resolver problemas: puede ayudar a detectar ineficiencias operativas tales como planificación de mantenimiento deficiente y reducir interrupciones de la producción, y tiene el potencial de ayudar a disminuir costos relacionados con averías de maquinarias.

Recientemente, International Airlines Group (IAG) se alió con un distribuidor de plataformas de RA para transformar las operaciones de mantenimiento y reparación de su flota de 573 aviones, usando una nueva iniciativa denominada Hangar 51 que introduce métodos de inspección estructural digitalmente aumentada para los motores de las aeronaves. Al reemplazar procesos de capacitación y cumplimiento existentes (la mayoría basados en documentos impresos) que requerían la captura de evidencia detallada fotográfica y en video, el proyecto permitió considerables ahorros.

Con la fábrica inteligente 5G, regular la huella de carbono de la industria también podría ser más fácil. Al ofrecer un control más estrecho sobre los procesos de fabricación, podría ayudar a minimizar el uso de energía al permitir a las organizaciones monitorear el consumo eléctrico en cada etapa de la producción y ayudarlas a encontrar las soluciones más energéticamente eficientes.

La industria ya está haciendo realidad estas innovaciones 5G. De hecho, uno de los primeros ejemplos de una fábrica controlada mediante 5G es uno de los fabricantes de infraestructura 5G. La nueva tecnología de fábrica inteligente de Ericsson en Lewisville, Texas, produjo su primera estación base de 5G de onda milimétrica en 2020 y, en la actualidad, produce a gran escala utilizando 5G para la Industria 4.0 que permite automatización inteligente y el uso de datos en tiempo real con más de 200 robots en funcionamiento.

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