• El piloto 5G Cataluña, uno de los adjudicatarios de ayudas al desarrollo de pilotos 5G de Red.es, ha llevado a cabo una demostración de esta nueva tecnología en las instalaciones de SEAT Martorell
• Han hecho posible este caso de uso Atos, Cellnex, Lenovo y Nae, con la colaboración de SEAT y Accent Systems

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El piloto 5G Cataluña ha desarrollado y validado un caso de uso de Industria 4.0 para la localización de activos en interiores, aplicando una solución híbrida donde se ha combinado la tecnología UWB con características avanzadas de la tecnología 5G. En la ejecución de este piloto han participado cuatro de los ocho socios de la UTE 5G Cataluña: Atos, Cellnex, Lenovo y Nae, con la colaboración de SEAT y Accent Systems.

Las instalaciones de SEAT en Martorell, más exactamente la zona de hornos de la línea electrovía de ceras ubicada en el taller de montaje número 8, es el lugar donde se ha llevado a cabo la demostración, con la participación de representantes de Red.es y de las empresas participantes en el proyecto.

La solución de monitorización de activos móviles en interiores llevada a cabo en la planta de producción de SEAT permite disponer de información en “near real-time” de la posición de los “pulpos” (soportes electromecánicos encargados de transportar las carrocerías de los vehículos a través de una electrovía).

Actualmente la posición de los pulpos se controla de forma visual pero algunas zonas carecen de acceso por cuestiones de seguridad, como el área de hornos donde se ha llevado a cabo la prueba. Esta dificultad de control en un proceso automatizado del montaje podría provocar eventuales choques de los pulpos, lo que conllevaría posibles desperfectos en las carrocerías que se están montando o en la misma infraestructura.

La solución propuesta por el piloto 5G Cataluña se compone de un sistema de localización basado en tecnología UWB y una plataforma software para su gestión, usando como base una red privada 5G, sobre la que está desplegada.

La solución permite analizar las trayectorias seguidas por los pulpos y disponer de una precisión en su localización inferior a uno o dos metros, evitando radiar la planta con despliegues de infraestructuras complejas para no generar interferencias con otros sistemas de gestión y control de las operaciones. De este modo, se dispone de visibilidad sobre los flujos de pulpos en zonas inaccesibles por los operarios debido a su ubicación, o donde el flujo masivo y constante de mecanismos automatizados en determinadas áreas impide identificarlos visualmente. El sistema también permitiría monitorizar el número de veces que los pulpos son retirados de la electrovía para su reparación o revisión debido a un fallo mecánico o por tareas de mantenimiento. La disponibilidad de datos históricos permite visualizar la trayectoria de los recorridos de uno o varios pulpos en determinados intervalos de tiempo, así como la posibilidad de identificar zonas donde se produce una acumulación de pulpos, o en las que podría aumentarse la velocidad de éstos para optimizar el tiempo de ciclo de alguno de los procesos productivos.

Otro beneficio que aporta la solución es que posibilita el poder identificar situaciones anómalas que permitan anticiparse a posibles colisiones de unos pulpos con otros.

El aporte de la red 5G en este caso de uso es clave en la simplificación de la infraestructura de red, en aportar una baja latencia, soportar el escenario con movilidad industrial y ser capaz de gestionar un alto número de dispositivos conectados.

En palabras de Jesús Benedicto, Head of Industry Unit en el departamento de Atos Research & Innovation, “el sistema implementado cubre una necesidad que cada vez tienen más industrias, que es disponer de información de la localización de diferentes activos, para poder administrar de manera efectiva las ubicaciones con alta precisión y fiabilidad, mejorando con ello la eficiencia operativa”.

Benedicto ha añadido que “otros casos de uso donde se puede aplicar la solución desarrollada podrían ser la localización de inventario y el movimiento de mercancías a lo largo de un proceso de suministro en las líneas de ensamblaje, con el objetivo de que las operaciones sean más eficientes y se puedan prevenir errores. Del mismo modo, también podría aplicarse en la gestión de seguridad del personal: al disponer de información sobre la ubicación de los trabajadores, podríamos saber si alguien puede estar en riesgo en alguna área peligrosa, si está aislado o herido, o si ha accedido a zonas restringidas”.

A nivel técnico

Cellnex ha proporcionado la infraestructura de la red de acceso 5G con configuración Stand Alone, para hacer posible la transmisión de los datos de localización a través de la red 5G hasta un MEC, para posteriormente publicarlos en una plataforma software desplegada en una nube pública (AWS) y representarlos gráficamente en un “layout” en “near real-time”.

Atos por su parte ha aportado su conocimiento en redes privadas 5G Stand Alone y la solución tecnológica encargada de la gestión de los activos y su monitorización, permitiendo su administración, identificación, asignación a múltiples tipologías y etiquetado. La solución cubre el almacenamiento de los datos de posicionamiento proporcionados por el sistema RTLS, su posterior procesamiento y la representación gráfica de la posición de los activos en un “layout” en “near real-time”. Del mismo modo, se pueden visualizar los recorridos realizados por los diferentes activos en intervalos temporales concretos, tener acceso al histórico de datos y la posibilidad de gestionar alarmas.

Desde Accent Systems se han encargado de proveer una solución Real-Time Location Systems o RTLS (“Sistema de ubicación en tiempo real”) basada en tecnología UWB. El sistema se compone de varias antenas o “Anchors” UWB y múltiples tags activos fijados en los pulpos, los cuales van transmitiendo información a intervalos de tiempo predeterminado. El sistema se encarga de calcular la posición de los pulpos utilizando la triangulación de la señal que emiten los tags, utilizando la medición de la distancia de un tag desde cuatro anchors situados en un área específica. Esto lo hace en base al tiempo de demora existente entre la emisión de la señal en recorrer esa distancia y se conoce como time-difference-of-arrival (TDoA). El conocer la distancia de un tag respecto de cuatro puntos conocidos permite triangular su posición con un alto nivel de precisión.

Una vez transmitidos los datos de posición y realizado el cálculo en base a la triangulación, los datos son trasmitidos a través de un CPE 5G a una unidad de radio indoor 5G de tipo small cell, que recibe la señal y la transmite mediante fibra óptica hacia el servidor MEC situado en un data-center cabinet de Cellnex ubicado en las instalaciones de SEAT, concretamente en la Sala FDDI de comunicaciones, donde está desplegada una aplicación encargada de transmitir los datos a una nube pública para su almacenamiento, procesamiento y visualización.

El éxito del caso de uso también es atribuible a Lenovo y a su tecnología ThinkEdge para el procesamiento distribuido. Se han explotado al máximo las capacidades de procesadores Intel Xeon instalados en hardware Lenovo ThinkEdge.

Concretamente, se ha utilizado una arquitectura Edge basada en servidores Lenovo SE350 de dos unidades integradas en cabinet streets (habitaciones de espacio reducido, no salas específicas de IT). Ello garantiza un procesamiento cercano al dato y permite la optimización inteligente de activos ubicados en la línea de producción permitiendo flexibilidad en el tratamiento de los recursos y una mejor agilidad en los sistemas productivos en un entorno industrial.

Sobre 5GCat

El proyecto 5G Cataluña ha sido uno de los adjudicatarios de la segunda convocatoria de ayudas al desarrollo de pilotos 5G lanzada a finales de 2019 por Red.es –entidad del Ministerio de Asuntos Económicos y Transformación Digital– en el marco del Plan Nacional 5G. La iniciativa cuenta con la cofinanciación del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER). 

El proyecto consta de siete casos de uso orientados a desarrollar soluciones basadas en tecnología 5G para entornos urbanos, concretamente en movilidad, educación en remoto, sector industrial, compra a distancia, transmisión audiovisual, gestión de la seguridad y emergencias y conectividad en zonas con una alta ocupación estacional.

La ejecución de estos siete casos de uso tiene por objeto impulsar la transformación digital en diferentes ámbitos de la vida de las personas, ayudando a consolidar la implantación de un ecosistema tecnológico que actuará, sin lugar a duda, como palanca de desarrollo tanto a nivel social como económico.