O relatório diz que o 5G virtualiza e flexibiliza a infraestrutura fabril, além de gerar valor com o uso de robôs autônomos e sensoriamento inteligente. Equilíbrio entre custo e benefício depende do número de pontos de conexão e melhor vantagem deve chegar em 2025.

Os testes práticos de rede privativa 5G realizados pela WEG/V2COM indicam que a quinta geração móvel oferece, para aplicações industriais, desempenho superior ao Wi-Fi atualmente utilizado, com maior confiabilidade, cobertura de rede e capacidade de maior densificação da malha de conexões. O relatório conclui que a tecnologia está madura para adoção imediata em plantas fabris.

Quanto à viabilidade econômica da tecnologia, os experimentos revelaram que a relação custo/benefício melhora com a quantidade de pontos conectados na indústria. De maneira geral, a expectativa de massificação da adoção do 5G industrial se dará em um prazo de três anos.

O relatório executivo da WEG/V2COM foi entregue à Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial (ABDI) e à Agência Nacional de Telecomunicações (Anatel). Os testes foram realizados no âmbito da parceria entre a ABDI e a Anatel, que, em novembro de 2020, assinaram acordo para permitir a realização de experimentos de redes privadas de 5G em três ambientes: indústria, agricultura e cidades inteligentes.

Os experimentos também mostraram que o 5G vai permitir casos de uso baseados principalmente em transmissão massiva e estável de pacotes de dados, como realidade imersiva, realidade aumentada e computação distribuída. As capacidades técnicas da nova rede móvel permitem a instalação de casos de uso inovadores, não possíveis em redes de Wi-fi industriais, como robôs de inspeção e câmeras inteligentes.

“O 5G e as redes privativas são as peças que faltavam para o maior ganho da produtividade e avanço da indústria 4.0. Os testes realizados pela WEG/V2COM comprovam isso e apontam um caminho para a adoção das tecnologias. Esperamos que esse conhecimento adquirido seja útil para todo o setor produtivo”, Igor Calvet.

“Os testes demonstraram o potencial que a tecnologia 5G possui para elevar a produtividade e a competitividade da indústria brasileira. A quinta geração do serviço móvel tem, de fato, um impacto disruptivo nas cadeias de produção de bens e serviços”, avalia o presidente da Anatel, Carlos Baigorri.

Os testes práticos em ambiente industrial foram conduzidos pelo projeto Open Lab 5G WEG-V2COM, estabelecido por meio de um acordo de cooperação técnica firmado entre a ABDI e a empresa WEG-V2COM e contou com a participação dos parceiros Qualcomm no suporte técnico para a execução do projeto, das empresas Claro, Nokia e Ericsson. A execução do projeto é acompanhada pela Anatel, uma vez que que os dados gerados subsidiaram decisões da Agência em relação à tecnologia 5G, de acordo com os limites técnicos especificados na Consulta Pública 30/21, bem como na Consulta Pública 11/22, que trata dos requisitos técnicos e operacionais para uso em bandas de ondas milimétricas.

O principal objetivo é testar a conectividade de diversos dispositivos IoT à rede 5G em um ambiente real de produção na fábrica da WEG Drives & Controls, localizada em Jaraguá do Sul (SC), para avaliar a viabilidade de conexão nessa nova tecnologia e identificar os benefícios que podem ser obtidos com a transição para o 5G.

Os testes verificaram três grupos de casos de uso: Internet das Coisas (IoT) industrial, robótica e dispositivos inteligentes, a partir de três indicadores, que são o Throughput (velocidade de transmissão de dados), a densificação de malha de conexões (comparando 5G e Wi-Fi) e a confiabilidade de conectividade 5G em ambiente indoor.

O foco dos experimentos teve como base o Release 15 do 3GPP, que é o padrão do 5G com maior disponibilidade comercial se comparado às novas versões disponíveis, tanto em termos de infraestrutura quanto de dispositivos de conexão. E os testes foram implementados a partir de duas redes privativas, sendo uma mista (integrada), em parceria com a operadora Claro, usando infraestrutura Ericsson. E outra, independente, em parceria com a Nokia.

Resultados

Segundo Guilherme Spina, Diretor da V2COM, os testes indicaram três ganhos práticos ao colocar o 5G em um ambiente real da indústria.

“Do ponto de vista técnico, conseguimos validar os parâmetros de limites físicos definidos pela Anatel, suportando a regulamentação das faixas de frequência dedicadas ao 5G. Na perspectiva mercadológica, avaliamos o grau de maturidade da oferta de soluções neste momento, seja na camada de infraestrutura, seja na camada de aplicações. E, por fim, sob o ângulo econômico, encontramos o caminho de viabilidade para a adoção do 5G na indústria, entendendo os detalhes de custos e benefícios dessa tecnologia frente às alternativas no caso especifico da WEG e extrapolando o provável cenário geral”.

No caso de uso de IoT industrial, foi conectado o Coletor de Dados da empacotadora no setor de montagem. O 5G proporcionou melhora na verificação dos dados, sem atrasos, maior precisão devido à baixa latência, sem sobrecarga de energia no seu uso excessivo e assertividade na contabilização de peças e embalagens produzidas.

Na aplicação de robótica, foram conectados robôs logísticos e as esteiras inteligentes que interagem com eles no transporte de equipamentos. A comunicação, realizada com o 5G, superou pontos escuros que o Wi-fi não poderia atender, levando maior assertividade e menor tempo de resposta para as decisões tomadas pelo robô.

A WEG/V2COM também implementou um robô de inspeção com uso de realidade virtual. Esse robô conta com uma câmera 360 graus e necessita alta capacidade de transmissão de dados e baixa latência, um cenário típico de conexão 5G.

No caso de uso dos dispositivos inteligentes, o 5G permite aumentar o número de dispositivos conectados e prover maior capacidade de tráfego de dados, o que permite a escala massiva de dispositivos na indústria. No experimento com câmeras inteligentes, por exemplo, o 5G substituiu a conectividade cabeada, permitindo ampliação no número desse tipo de equipamento e instalação flexível em pontos de interesse não alcançáveis os dias de hoje.

Nos testes de Throughput (velocidade de transmissão de dados), o 5G apresentou capacidade 12 vezes maior do que as redes Wi-fi, sendo 4 vezes maior em upload e 46 vezes maior em download. Isso significa melhor desempenho com 5G no fornecimento de um canal de dados mais amplo seja para aplicações críticas ou que tenham múltiplos dispositivos. Além disso, o 5G ofereceu uma constância, sem grandes variações, na transmissão de dados. A latência observada foi menor e de comportamento estável em relação ao Wi-fi, mesmo em testes de estresse.

Entre as redes privadas independente e integrada, ambas tiveram performance similares. Nos testes de Throughput por número de dispositivos, o 5G se comportou de maneira adequada com a inserção de novos dispositivos em sua malha. A quinta geração móvel pode suportar diversas aplicações com consumo de dados em casos de uso críticos simultaneamente sem prejuízo para o desempenho dos casos de uso.

Viabilidade econômica

Comparados os custos para digitalização entre as redes 5G e Wi-fi, com o uso de robôs logísticos e esteiras inteligentes, verificou-se que as redes Wi-fi são, hoje, mais econômicas para os casos de uso atuais que não requerem alta transmissão de dados e baixa latência. Mas o custo já alcança o equilíbrio a partir do segundo múltiplo de pontos, em função da flexibilidade da infraestrutura oferecida pelo 5G.

Dessa forma, o relatório indica que, para fábricas novas (green field) que requeiram a conexão de múltiplos pontos, é mais vantajoso iniciar a jornada com 5G. Para indústrias existentes, o 5G é adequado para os casos em que se deseja a conexão de mais de 200 pontos por célula.

Considerando casos de uso com computação visual e realidade virtual imersiva que exigem alta transmissão de dados e baixa latência, não fornecidas pelo Wi-fi industrial, o custo/benefício do 5G é melhor.

Para redes integradas independentes, onde a infraestrutura 5G ficará na indústria, e com número de pontos acima de 500 dispositivos conectados, é esperado o retorno de investimento entre o terceiro e quarto ano, podendo ser acelerado pelo aumento do número desses pontos conectados.