• El pilot 5G Catalunya, un dels adjudicataris d’ajuts al desenvolupament de pilots 5G de Red.es, ha fet una demostració d’aquesta nova tecnologia a les instal·lacions de SEAT Martorell
• Aquest cas d’ús l’han fet possible Atos, Cellnex, Lenovo i Nae, amb la col·laboració de SEAT i Accent Systems

---

El pilot 5G Catalunya ha desenvolupat i validat un cas d’ús d’Indústria 4.0 per a la localització d’actius en interiors, aplicant una solució híbrida on s’ha combinat la tecnologia UWB amb característiques avançades de la tecnologia 5G. A l’execució d’aquest pilot hi han participat quatre dels vuit socis de la UTE 5G Catalunya: Atos, Cellnex, Lenovo i Nae, amb la col·laboració de SEAT i Accent Systems.

Les instal·lacions de SEAT a Martorell, més exactament la zona de forns de la línia electrovia de ceres ubicada al taller de muntatge número 8, és el lloc on s’ha dut a terme la demostració, amb la participació de representants de Red.es i de les empreses participants al projecte.

La solució de monitorització d’actius mòbils en interiors que ha tingut lloc a la planta de producció de SEAT permet disposar d’informació en “near real-time” de la posició dels “pops” (suports electromecànics encarregats de transportar les carrosseries dels vehicles mitjançant una electrovia).

Actualment la posició dels pops es controla de forma visual però, per qüestions de seguretat, no es pot accedir a algunes zones com ara a l’àrea de forns, on s’ha dut a terme la prova. Aquesta dificultat de control en un procés automatitzat del muntatge podria provocar xocs dels pops, la qual cosa comportaria possibles desperfectes a les carrosseries que s’estan muntant o a la mateixa infraestructura.

La solució proposada pel pilot 5G Catalunya es compon d’un sistema de localització basat en tecnologia UWB i una plataforma de programari per a la seva gestió, tot fent servir com a base una xarxa privada 5G, sobre la qual està desplegada.

La solució permet analitzar les trajectòries que segueixen els pops i disposar d’una precisió en la localització inferior a un o dos metres, i evita d’aquesta manera radiar la planta amb desplegaments d’infraestructures complexes per no generar interferències amb altres sistemes de gestió i control de les operacions. Així es disposa de visibilitat sobre els fluxos de pops a zones inaccessibles pels operaris degut a la seva ubicació, o on el flux massiu i constant de mecanismes automatitzats en determinades àrees impedeix identificar-los visualment. El sistema també permetria monitoritzar quantes vegades es retiren els pops de l’electrovia per tal que siguin reparats o revisats a causa d’una fallada mecànica o per tasques de manteniment.

Un altre avantatge que aporta la solució és que permet identificar situacions anòmales i, per tant, anticipar-se a possibles col·lisions d’uns pops amb els altres.

La contribució de la xarxa 5G en aquest cas d’ús és clau pel que fa a la simplificació de la infraestructura de xarxa, atès que aporta una baixa latència, suporta l’escenari amb mobilitat industrial i és capaç de gestionar un alt nombre de dispositius connectats.

En paraules de Jesús Benedicto, Head of Industry Unit al departament d’Atos Research & Innovation, “el sistema implementat cobreix una necessitat cada vegada més habitual en més indústries, que és disposar d’informació de la localització de diversos actius, per poder administrar de manera efectiva les ubicacions amb alta precisió i fiabilitat, millorant així l’eficiència operativa”.

Benedicto ha afegit que “hi ha altres casos d’ús on es pot aplicar la solució desenvolupada, com ara la localització d’inventari i el moviment de mercaderies al llarg d’un procés de subministrament a les línies d’assemblatge, per tal que les operacions siguin més eficients i es puguin prevenir errors. De la mateixa manera, també es podria aplicar a la gestió de seguretat del personal: en disposar d’informació sobre la ubicació dels treballadors, es podria saber si algú es troba en risc en alguna àrea perillosa, si la persona està aïllada o ferida, o si ha accedit a zones restringides”.

A nivell tècnic

Cellnex ha proporcionat la infraestructura de la xarxa d’accés 5G amb configuració Stand Alone per fer possible la transmissió de les dades de localització a través de la xarxa 5G fins a una MEC, a fi i efecte de publicar-les posteriorment en una plataforma de programari desplegada en un núvol públic (AWS) i representar-les gràficament en un “layout” a “near real-time”.

Atos, per la seva banda, ha aportat el seu coneixement a xarxes privades 5G Stand Alone i la solució tecnològica encarregada de la gestió dels actius i la seva monitorització, permetent la seva administració, identificació, assignació a múltiples tipologies i etiquetatge. La solució cobreix l’emmagatzematge de les dades de posicionament proporcionades pel sistema RTLS, el posterior processament i la representació gràfica de la posició dels actius en un “layout” en “near real-time”. De la mateixa manera, es poden visualitzar els recorreguts realitzats pels diferents actius a intervals temporals concrets, tenir accés a l’històric de dades i gestionar alarmes.

Des d’Accent Systems s’han encarregat de proveir una solució Real-Time Location Systems o RTLS (“Sistema d’ubicació en temps real”) basada en tecnologia UWB. El sistema es compon de diverses antenes o “Anchors” UWB i múltiples tags actius fixats als pops, els quals van transmetent informació a intervals de temps predeterminat. El sistema s’encarrega de calcular la posició dels pops utilitzant la triangulació del senyal que emeten els tags, utilitzant el mesurament de la distància d’un tag des de quatre amplades situades en una àrea específica. Això ho fa sobre la base del retard existent entre l’emissió del senyal que ha de recórrer aquesta distància i es coneix com a diferència de temps d’arribada dels senyals (TDoA, segons les sigles en anglès). El fet de conèixer la distància d’un tag respecte de quatre punts coneguts permet triangular la seva posició amb un alt nivell de precisió.

Un cop transmeses les dades de posició i realitzat el càlcul sobre la base de la triangulació, les dades es transmeten a través d’un CPE 5G a una unitat de ràdio indoor 5G de tipus small cell, que rep el senyal i el transmet per fibra òptica cap al servidor de la MEC situat en un data-center cabinet de Cellnex ubicat a les instal·lacions de SEAT, concretament a la Sala FDDI de comunicacions, on està desplegada una aplicació encarregada de transmetre les dades a un núvol públic per al seu emmagatzematge, processament i visualització.

L’èxit del cas d’ús també és atribuïble a Lenovo i a la tecnologia ThinkEdge per al processament distribuït. S’han explotat al màxim les capacitats dels processadors Intel Xeon instal·lats al maquinari Lenovo ThinkEdge.

Concretament, s’ha emprat una arquitectura Edge basada en servidors Lenovo SE350 de dues unitats integrades a cabinet streets (habitacions d’espai reduït, i no pas sales específiques d’IT). Això garanteix un processament proper a la dada i permet l’optimització intel·ligent d’actius ubicats a la línia de producció la qual cosa dna flexibilitat en el tractament dels recursos i més agilitat en els sistemes productius en un entorn industrial.

Sobre 5GCat

El projecte 5G Catalunya ha estat un dels adjudicataris de la segona convocatòria d’ajuts al desenvolupament de pilots 5G oberta a finals del 2019 per Red.es —entitat del Ministeri d’Afers Econòmics i Transformació Digital— en el marc del Pla Nacional 5G. La iniciativa compta amb el cofinançament del Fons Europeu de Desenvolupament Regional (FEDER).

El pilot consta de set casos d’ús orientats a desenvolupar solucions basades en tecnologia 5G per a entorns urbans, concretament en els àmbits de la mobilitat, l’educació en remot, el sector industrial, la compra a distància, la transmissió audiovisual, la gestió de la seguretat i les emergències i la connectivitat en zones amb una alta ocupació estacional.

L’execució d’aquests set casos té com a objectiu impulsar la transformació digital en diferents àmbits de la vida de les persones, tot ajudant a consolidar la implantació d’un ecosistema tecnològic que actuarà, sens dubte, com a palanca de desenvolupament tant a nivell social com econòmic.