5G e a Indústria 4.0
Este artigo foi escrito por Augusto Firmo
Cada uma das revoluções industriais veio de alguma inovação tecnológica criada naquela época. A primeira aconteceu com o aprimoramento das máquinas a vapor e criação do tear mecânico. A segunda pelo uso da energia elétrica, desenvolvimento de motores elétricos e dos combustíveis derivados do petróleo. A terceira se deu pelo avanço da eletrônica e dos sistemas computadorizados e robóticos para manufatura. A quarta revolução industrial acontece agora devido aos avanços em Inteligência artificial, Internet das Coisas, sistemas cyber-físicos e a descentralização dos processos de manufatura.
Porém, nenhuma revolução é fácil de ser realizada e com a indústria 4.0 não seria diferente. Ainda existem desafios a serem superados para que possamos afirmar que a humanidade vive plenamente a quarta revolução industrial. Dentre os diversos desafios, os mais importantes consistem na capacidade de operação em tempo real, ou seja, a aquisição e tratamento de dados de forma praticamente instantânea, permitindo uma tomada de decisão em tempo real. Na virtualização dos processos, consistindo na existência de uma cópia virtual das fábricas inteligentes, permitindo a rastreabilidade e monitoramento remoto de todos os processos por meio de uma extensa rede de sensores. A descentralização das tomadas de decisões, sendo estas tomadas por um sistema cyber-físico de acordo com as necessidades da produção em tempo real, onde será possível não somente enviar comandos para as máquinas, como também receber informações sobre seus ciclos de trabalho, aprimorando mais ainda os critérios de tomada de decisões para aprimorar os processos de produção. E também a modularidade da indústria, possuindo uma produção de acordo com a demanda, acoplando e desacoplando módulos de produção.
Desta forma é notável que dos avanços tecnológicos da última década, uma das mais relevantes para a indústria 4.0 é a Internet das Coisas, responsável pela conexão em rede de objetos físicos, ambientes, veículos e máquinas por meio de dispositivos eletrônicos embarcados dotados de sensores e atuadores que permitem a coleta e troca de dados. Outro avanço importante é a análise de grandes volumes de dados em tempo real, englobando novas abordagens para captura, processamento e gerenciamento de informações. Esse avanços trazem novos desafios como a segurança e robustez destas redes, perda de comunicação máquina-máquina que pode gerar transtornos ou travamentos nos sistemas de produção, dentre outros.
A tecnologia 5G será essencial para a indústria 4.0. As atuais redes cabeadas predominantes nos setores industriais podem ser eficientes, porém exigem grande uso de conexões físicas e dependendo da distância entre os nós, não suportam taxas de transmissão exigidas pelas novas aplicações. Os sistemas 5G possuem os requisitos de latência necessários, o que permite por exemplo a implementação de “robôs wireless”, para os quais funções complexas relacionadas ao seu controle e inteligência podem ser alocadas na nuvem. A boa cobertura possível no 5G, mesmo em sistemas indoor, permitem a interconexão desses robôs em rede possibilitando melhoria na produtividade.
Como os robôs são adaptativos, sendo capazes de atender múltiplos objetivos, as altas taxas possibilitadas pelo 5G permitem uma grande interação máquina-máquina, e na nuvem, um canal de capacidade computacional extremamente maior e adaptável.
No projeto de pesquisa e desenvolvimento em 5G no VIRTUS/UFCG, em parceria com as empresas Nokia e TIM, os experimentos tem demonstrado altas taxas de transmissão que possibilitaram, por exemplo, a transmissão de vídeo 4K ao vivo a partir de um drone. Esse tipo de cenário permite o desenvolvimento de sistemas de inspeção inteligentes e autônomos.
Desta forma é possível afirmar que as redes 5G serão indispensáveis tanto no desenvolvimento, como no uso das melhorias previstas para a indústria 4.0. A completa descentralização de controle de processos produtivos é algo que se torna muito mais palpável nestas redes de alta capacidade e sem fios. E termos como inteligência artificial, computação cognitiva, internet das coisas e sistemas cyber-físicos, serão cada vez mais parte do nosso presente do que parte do nosso futuro.
