A viabilidade e aplicabilidade da tecnologia 5G no chão de fábrica foram validadas pela segunda fase de testes do Projeto Open Lab 5G WEG-V2COM, iniciativa operada em ambiente real por meio de cooperação técnica entre a ABDI - Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial e a empresa WEG-V2COM. Além de incentivar a massificação do uso de redes de quinta geração em operações do setor produtivo brasileiro, os resultados positivos do 5G Release 16, realizado com a supervisão da Anatel e colaboração da Claro, subsidiarão decisões da agência reguladora relativas à tecnologia.

O Open Lab 5G WEG-V2COM Release 16 complementa a primeira fase do projeto (Release 15), iniciada em 2020 para avaliar o desempenho da rede de quinta geração em aplicações voltadas para chão de fábrica industrial. Diferentemente da primeira, a etapa recém-concluída deu enfoque especial a testes de conectividade de dispositivos IoT - Internet das Coisas à rede 5G. Efetuados com requisitos de alta velocidade, elevada largura de banda, baixa latência, estabilidade e confiabilidade em aplicações críticas, como as que exigem resposta em tempo real, os testes foram novamente realizados em ambiente real de produção, isto é, na fábrica da WEG Drives & Controls, em Jaraguá do Sul, SC.

A exemplo da fase anterior, a segunda etapa foi um sucesso. Os testes realizados em Santa Catarina demonstraram que a implementação da quinta geração em seu Release 16 é uma solução viável para o ambiente industrial.

Fundamentado no refinamento do Protocolo de Comunicação do 5G da 3GPP, o Release 16 (versão 16 do padrão 3GPP) conta com recursos aprimorados, como menor latência, largura de banda amplificada e maior confiabilidade e capacidade de conectar mais dispositivos. Tem, assim, o potencial de revolucionar a maneira como as empresas industriais operam e se comunicam com a inclusão de elevados requisitos de segurança, soluções de proteção avançadas, como autenticação de usuário e criptografia mais fortes, tornam as transmissões de dados mais seguras.

Não por acaso, as experiências em Jaraguá do Sul avaliaram métricas de desempenho da rede 5G, como vazão de dados, latência, confiabilidade da rede e perda de pacotes, com resultados satisfatórios. Nelas, foram aferidas velocidades muito mais rápidas do que o 4G e o Wi-Fi, com aceleração teórica de download que pode chegar a mais de 1 Gbit/s.

A maior largura de banda permitiu o uso da banda larga móvel para transmitir vídeo de alta resolução para monitorar remotamente as operações industriais, de inspeção e de manutenção. A latência extremamente baixa, abaixo de 15 ms, por sua vez, atestou que as transmissões de dados acontecem de forma mais rápida, se comparadas a tecnologias anteriores, o que permite aplicações em tempo real, como robôs colaborativos e veículos autônomos.

As medições do 5G Release 16 na WEG Drives & Controls também apontaram maior capacidade da rede de suportar conexões simultâneas de grande escala, fator determinante face ao crescente número de dispositivos atualmente conectados com diferentes funções. A confiabilidade aprimorada favorece alta disponibilidade, como em sistemas de controle de tráfego aéreo ou energia elétrica.

A capacidade de conectar mais dispositivos vai além, ao permitir soluções de IoT em grande escala para monitorar e controlar a produção e a logística. É o caso de sensores IoT com a função de monitorar a temperatura, a pressão e a umidade em tempo real, otimizando as condições de produção.

Em comparação ao Wi-Fi utilizado atualmente na fábrica de Jaraguá do Sul, os testes constataram que a densificação de casos de usos pode ser aplicada com um número cinco vezes maior, se utilizada a tecnologia 5G. Além da densificação ampliada, a taxa de transferência de dados obtida em cada dispositivo conectado é muito maior.

Ao contrário do esperado, o melhor desempenho constatado em diferentes aspectos da rede e de operações do parque fabril foi suportado com eficiência energética: a performance aferida mostrou-se muito mais eficiente em termos de consumo de energia do que o 4G e o Wi-Fi, o que significa que os dispositivos conectados podem funcionar por mais tempo com a mesma bateria.

As experiências em Jaraguá do Sul introduziram muitas melhorias em casos de uso existentes, como o da esteira que se conecta a um robô logístico para o transporte de caixas. Nesse processo, os testes em Wi-Fi e 5G apontaram uma resposta melhor do equipamento na rede de quinta geração, permitindo um começo mais rápido das tarefas da esteira tanto de pegar como de entregar caixas ao robô. Este, por sua vez, teve um tempo de decisão menor na rede 5G em situações de desvios de rota, em comparação com o Wi-Fi.

A melhora de 5,05% no tempo de resposta do robô logístico evidenciou a capacidade da quinta geração de proporcionar uma comunicação mais ágil e eficiente, o que favorece a massificação dos robôs AMR no ambiente fabril e a redução de custos operacionais.

A comunicação entre dispositivos inteligentes e robôs autônomos conta com benefícios exclusivos da rede, a exemplo da tecnologia Sidelink 5G, que permite a comunicação direta entre dispositivos sem a necessidade de a informação passar por todo o núcleo de rede. Por meio da ferramenta, os dispositivos continuam se comunicando mesmo se a rede estiver congestionada ou inoperante, o que amplia a confiabilidade do processo. Conforme constatou-se na WEG Drives & Controls, a comunicação entre os robôs autônomos é mantida mesmo em condições adversas de operação da rede.

Ainda na esfera robótica, o Release 16 resultou em experiências de realidades virtual e aumentada mais eficientes. A implementação do 5G permitiu melhoras significativas no atraso e na qualidade da transmissão de dados de alta resolução, o que tornou a pilotagem remota do robô mais eficiente e segura.

Esse caso de uso demonstrou a capacidade do 5G de atender não apenas a aplicações críticas e de alta demanda de transmissão de dados, mas também às de segurança: por meio da rede, melhora-se a eficiência de atividades de risco, de inspeção e monitoramento em ambientes de difícil acesso ou perigosos para trabalhadores da indústria.

Os experimentos na WEG atestaram que o Release 16 apresenta diversas vantagens em relação ao 4G e ao Wi-Fi, tornando-se uma opção atraente para empresas e consumidores que precisam de conectividade de alta velocidade e confiabilidade.