5G Swarm Manufacturing Innovation Lab

La industria 4.0 se encuentra en constante evolución, debido a un entorno cada vez más competitivo y unos incesantes cambios tecnológicos en el sector. Uno de los puntos más importantes en este movimiento se centra en la transformación de las arquitecturas clásicas de automatización en planta (las cuales son muy estrictas y jerárquicas) hacia producciones más flexibles, escalables y dinámicas. Una de las propuestas para este cambio es el uso de escenarios no lineales (denominado “Swarm Manufacturing” o “fabricación en enjambre”).   

5G SWARM busca avanzar en el desarrollo tecnológico de dicho concepto en el marco de la Industria 4.0, aportando nuevos conocimientos y tecnologías para derribar las barreras existentes y desarrollando nuevas aplicaciones y servicios que lo exploten. Esto implica la construcción de prototipos de diversos componentes tecnológicos que se proponen para desarrollar el Swarm Manufacturing de forma exitosa (como comunicaciones inalámbricas de ultrabaja latencia, virtualización de PLCs y potenciación del AGV entre procesos), que permitan evaluar y evolucionar estas tecnologías formuladas en investigaciones previas de ITI. Además, incluye la creación de un laboratorio de experimentación, y de pilotos demostrativos enfocados a distintos casos de uso, que permitan evaluar y demostrar sus beneficios y la nueva dimensión de herramientas y servicios que se pueden construir. En este propósito general, la adaptación e integración de la tecnología 5G al entorno industrial, apoyada en el concepto de las Non-Public 5G Networks, se vuelve un hilo conductor y habilitador de extremada importancia, permitiendo la integración de los datos de todos los agentes de una forma robusta, segura y flexible.  

Objetivos

El objetivo general del proyecto, planteado a 2 años de ejecución, es la adaptación e integración de la tecnología 5G al entorno industrial, apoyada en el concepto de las Non-Public 5G Networks.

Por un lado, y durante la primera anualidad del proyecto, los diferentes trabajos estarán centrados en el prototipado y evaluación de tecnologías de ultra-baja latencia para sustituir las comunicaciones cableadas en industria, e integrar capacidades de Edge Computing en la infraestructura de comunicaciones. Se realizará un despliegue de todos los componentes arquitectónicos y se garantizará que se dispone de una infraestructura base sobre la que desarrollar el resto de las tareas del proyecto, cumpliendo con aquellas normativas pertinentes en cuestiones de regulación del espectro y potencia máxima radiada. Tras la construcción del prototipo, se adaptarán y evolucionarán diversos componentes para garantizar su uso en escenarios industriales.

Por otro lado, y durante la segunda anualidad del proyecto, se implementarán prototipos de aplicación específicos para diversos casos de uso de Swarm Manufacturing en el entorno previsto para su uso, incrementando la madurez del sistema hacia requisitos de entorno industrial, gracias al DataRoom del ITI. Estos prototipos permitirán evaluar y continuar el desarrollo de estas tecnologías, y evolucionarán a pilotos demostrativos, que permitirán mostrar las ventajas que ofrece esta tecnología al tejido industrial de la Comunidad Valenciana.

Se definen por tanto los siguientes objetivos específicos para alcanzar los resultados esperados:

1. Construcción y validación de un prototipo de infraestructura de comunicaciones privadas de ultra-baja latencia.
2. Evaluación y análisis de rendimiento y viabilidad de tecnologías de comunicaciones inalámbricas de ultra-baja latencia para aplicaciones de Swarm Manufacturing. Permitirá obtener resultados objetivos del rendimiento técnico y la validez a nivel de negocio de las diversas tecnologías bajo estudio y su aplicabilidad a los escenarios planteados en términos de latencia, velocidad, robustez, inmunidad o cobertura.
3. Optimización de infraestructura de ultra-baja latencia para su uso en entornos industriales. Investigación y desarrollo de nuevas tecnologías, mecanismos, algoritmos y/o arquitecturas que optimicen el rendimiento de estas tecnologías de comunicaciones, poniendo atención especial en casos de uso basados en la virtualización de procesos operativos industriales apoyados en los servicios 5G de baja latencia y alta fiabilidad.
4. Diseño y construcción de pilotos demostrativos de Swarm Manufacturing. Mediante diferentes casos de uso de carácter industrial (virtualización de PLCs y control de AGVs), estos demostradores mostrarán el potencial y los beneficios de la tecnología inalámbrica de ultra-baja latencia, los beneficios de los nuevos escenarios de producción distribuida conocidos como Swarm Manufacturing, y la virtualización de servicios de computación en el Edge orientados a la automatización industrial.
5. Diseño y construcción de laboratorio de experimentación de tecnología “Non-Public 5G Networks”. Esto permitirá disponer de un entorno de experimentación para futuros desarrollos relacionados con redes móviles privadas de nueva generación y como entornos abiertos a empresas interesadas para que conozcan y experimenten con las capacidades de esta tecnología, que generen futuros proyectos de innovación tecnológica.