O impacto da rede 5G para o futuro da indústria e da manutenção

O 5G abre as portas para fábricas inteligentes que empregam robôs colaborativos e que serão capazes de autogerenciar fluxos de trabalho. Acompanhe neste artigo o impacto da rede 5G para o futuro da indústria e da manutenção.

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Desde 2020 muito se falou no tal 5G e nas diferenças de velocidade para a geração passada, o ainda sonhado por muitos 4G. 

Por exemplo, um dispositivo 4G, em tese, leva até 54 milissegundos para processar um download de vídeo de 1 GB. Para o 5G, espera-se que esse intervalo fique entre 1 e 2 milissegundos para lidar com até 20 GB de dados, o que significa ser até 20 vezes mais rápido. Mas, será que o maior ganho é apenas mais velocidade de conexão e menos latência? 

Como puderam imaginar: SIM, porém, as mudanças são muito mais profundas e tecnologicamente avançadas que o simples aumento de velocidade, portanto, vamos entender um pouco mais sobre isso neste artigo. Acompanhe! 

O que é o 5G?

O 5G é uma estrutura dinâmica, coerente e flexível de muitas tecnologias avançadas que suportam diferentes aplicações. O 5G usa uma arquitetura mais inteligente, com redes de acesso por rádio (RANs) sem as restrições de proximidade da estação base ou uma infraestrutura intrincada. 

Espera-se uma rede mais consistente e constante em relação, principalmente, à latência de sinal.

O que é rede de acesso RAN?

A Rede de Acesso por Rádio (RAN), também conhecida por redes celulares, é um componente central de um sistema de telecomunicações sem fio, conectando dispositivos individuais ao restante da rede por meio de links de rádio. 

As redes celulares são compostas de áreas terrestres chamadas células. Uma célula é servida por pelo menos um transmissor de rádio, embora a composição padrão de célula seja geralmente três. 

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A RAN evoluiu de redes celulares de primeira geração (1G) para quinta geração (5G). Com o desenvolvimento da tecnologia de quarta geração (4G) na década de 2000 e a introdução da Long Term Evolution (LTE) RAN pelo 3rd Generation Partnership Project (3GPP), a rede de acesso via rádio e a rede central sofreram mudanças significativas.

Com 4G, a conectividade do sistema foi baseada no Protocolo de Internet (IP) pela primeira vez, substituindo as redes baseadas em circuitos anteriores.

Agora, com LTE Advanced e 5G, há melhorias na forma de RAN centralizada, também conhecida como nuvem RAN (C-RAN), e matrizes de múltiplas antenas, como múltiplas entradas e saídas múltiplas (MIMO).

O que é MIMO?

A tecnologia essencial para o sucesso no 5G é o beamforming, que você já deve ter visto isso no seu roteador wi-fi de casa . As estações base tradicionais dependem de sinais que viajam em várias direções, independentemente da localização do cliente ou dispositivo pretendido. 

Ao usar Matrizes de Múltiplas Entradas e Saídas (MIMO – Multiple-Input Multiple-Output), combinando dezenas de minúsculas antenas em uma formação, os algoritmos de processamento de sinal podem ser usados ​​para determinar o caminho de transmissão mais eficiente para cada equipamento ou usuário final.

Com a transmissão de dados 5G beamforming, a perda de propagação e a perda de difração inerente a frequências mais altas e a falta de penetração através das paredes são significativamente maiores, o que poderíamos entender como um ponto negativo. No entanto, antenas menores também permitem ocupar menos espaço físico. 

Como cada uma dessas antenas menores pode potencialmente redirecionar o sinal várias vezes por milissegundo, a formação de MIMO massiva é mais viável para suportar os desafios de largura de banda do 5G, fornecendo um meio de obter alto rendimento por meio de um rastreamento de usuário mais eficiente.

A transição entre 4G e 5G no Brasil

Mas nem tudo são flores! A transição entre 4G e 5G no Brasil, está sendo um plano de trabalho gradual com arquiteturas 5G do padrão NSA até chegar ao padrão SA: o 5G puro.

O padrão 5G NSA usa o mesmo núcleo de rede do atual sistema 4G, sendo um sistema ainda misto e não independente. Atualmente, ele está sendo usado em mais de 200 operadoras de telefonia em todo o mundo.

O benefício mais relevante do 5G NSA é o fato de não precisar alterar drasticamente a infraestrutura de rede celular atual e, para os usuários finais, não necessitar mudar de chip para usufruir da nova tecnologia.

O modo 5G SA (standalone) é basicamente implementar o 5G do zero, com nova arquitetura core e implementação plena de todo o hardware, os recursos e as funcionalidades 5G. 

É obrigatória a ativação do 5G no formato standalone. Além disso é determinada no edital da licitação da frequência de 3,5 GHz. Para os usuários de smartphone, não existe diferença significativa para o SA o uso do 5G NSA. As velocidades de download e upload costumam ser idênticas e no SA teria algum ganho em latência. 

Pode-se ver vantagens do formato standalone principalmente em redes industriais e privativas.

 

O 5G e a manutenção preditiva

Para a indústria, a mudança deve ser ainda mais ampla do que simplesmente velocidade e latência.

Para a manutenção industrial, principalmente no modelo preditivo, um dos usos mais esperados são as comunicações máquina a máquina, aprimoradas pela IIoT.

Refere-se à comunicação direta entre dispositivos usando qualquer canal de comunicação, incluindo com fio e sem fio. 

O impacto da rede 5G na indústria 

No desenvolvimento de plantas industriais inteligentes, IIoT e 5G vão monitorar mais de perto o fluxo de tráfego de linhas de produção e ajudarão a reduzir perdas de produto e acidentes de trabalho. A adição de mais sensores também pode melhorar a distribuição de serviços e a segurança da infraestrutura com sistemas de gerenciamento de energia mais automatizados e inteligentes.

Atualmente, com a crise da indústria do silício devido, principalmente, ao Covid19, mas também pela IIoT aumentando significativamente a demanda por microcontroladores, sensores, Wi-Fi e chips de celular, memória flash e unidades de processamento de alto desempenho, os custos da implantação do 5G e dos equipamentos que poderão usá-lo ainda estão muito altos. 

Essa adoção se dará com certa cautela e prazo pelas indústrias, mas, mesmo assim, uma pesquisa de 2018 da Ericsson descobriu que quase 20% das 900 empresas entrevistadas pretendiam fazer testes de prova de conceito relacionados ao 5G naquele ano. Outros 38% planejavam realizar testes a partir de 2019.

Em 2016, a Ericsson descobriu que 59% dos entrevistados achavam que o 5G não estaria em seu radar por pelo menos cinco anos. Em 2018, esse número caiu para apenas 11%. Ou seja, por mais gradual que essa mudança aconteça, ela já bate à porta e será inevitável.

O uso do 5G no software Engeman®

A IIoT permite que sensores ou medidores comuniquem os dados que recebem para que possam ser analisados ​​e acionados em softwares de gestão como o Engeman®, que já está preparado para receber essas informações de pontos de controle de tendência.

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Gráfico de Tendência Engeman®

Como o 5G suporta muito mais conexões, ele fornecerá a capacidade de conectar sensores incorporados em praticamente tudo, acelerando significativamente a adoção corporativa de produtos e serviços de IIoT.

Conclusão

O fato é que o 5G finalmente abre as portas para fábricas inteligentes que empregam robôs colaborativos e que serão capazes de autogerenciar fluxos de trabalho. Ele abre as portas para redes elétricas inteligentes que podem ser monitoradas e gerenciadas de forma mais eficaz e segura. 

Na segurança do trabalho abre portas para amplas melhorias no monitoramento com vestíveis desde capacetes, que fornecem ferramentas de computador e realidade aumentada, até frota de drones e serviços de segurança.

Além disso, fornece também toda a massa de dados para que a Inteligência artificial seja cada vez mais presente nas manutenções, tornando tudo, basicamente, manutenção preditiva.

A chamada Quarta Revolução Industrial ou Indústria 4.0, que está derrubando modelos de negócios estabelecidos há algum tempo com métodos atualizados de comércio e manufatura, está prestes a receber uma dose de novo impulso.

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