Industria 4.0

Fabricación inteligente y gestión de datos en las líneas de montaje de PCBs

La gestión de datos inteligente está adquiriendo una mayor importancia como ventaja competitiva para el montaje de PCBs. Hay que tener en cuenta que la gente lleva mucho tiempo recopilando datos, verificándolos y realizando informes. Aunque automaticemos estos procesos, las personas seguirán interpretando los datos, verificando su precisión, creando informes, resolviendo problemas e innovando. Los esfuerzos dirigidos a la digitalización de los sistemas de recogida de datos tienen que involucrar al equipo humano que trabaja en la fábrica, encargado de atender la producción así como de la comunicación y el control de la misma.

Cuando el rendimiento de las operaciones no es el esperado, los miembros del equipo han de poder:

  • Actuar como la primera línea de contención para minimizar los efectos del problema en el producto final o proceso, poniendo en práctica en tiempo real sus capacidades de resolución de problemas y las acciones correctivas necesarias.
  • Actuar como apoyo para los ingenieros en la recopilación de datos de manera que estos se puedan concentrar en la eliminación de la causa del problema y en evitar que vuelva a presentarse.

Utilizar los datos para mejorar la producción

Siemens ha publicado un nuevo libro electrónico sobre la gestión inteligente de los datos en la producción con el objetivo de ayudar a los fabricantes en su camino hacia la digitalización de la fábrica electrónica. El libro analiza algunos de los principales obstáculos a los que se enfrentan los equipos a la hora de recopilar los datos de la producción, de gran utilidad tanto para mejorar los procesos como para optimizar la gestión de los materiales y de la cadena de suministros ya que permiten identificar la fuente de los problemas y las piezas defectuosas o falsificadas, y proporciona análisis de las tendencias que permiten realizar previsiones de negocio e informes. Este libro trata argumentos como los desafíos de recopilar datos de calidad, dónde recopilarlos para mejorar el funcionamiento de la fábrica o la diferencia entre datos sueltos y el análisis de los mismos. También se presentan algunas de las herramientas disponibles a día de hoy para ayudar a las empresas a poner en práctica estos principios, con ejemplos reales de compañías que ya lo han hecho, obteniendo óptimos resultados.

Utilizar los datos para generar conocimiento

Las exigencias de calidad y fiabilidad ligadas al producto contribuyen al aumento de la necesidad de análisis significativos en la producción. Con una demanda creciente de industrias para las cuales la calidad reviste una especial importancia -como la aeroespacial, automoción, telefonía y médica- los fabricantes tienen que asegurar un rendimiento de sus plantas de producción a la altura. Un análisis simple de los datos ya no es suficiente. Los responsables de la producción han de utilizar el análisis de los datos para generar una serie de conocimientos que tengan repercusiones positivas en la producción.

Actualmente, con la introducción del Internet de las Cosas (IoT) en el ámbito productivo, los responsables de las fábricas pueden llevar sus esfuerzos por aumentar la eficiencia un paso más allá. Los análisis de datos avanzados pueden ayudar a los fabricantes de dispositivos electrónicos a lidiar con la complejidad y la gran cantidad de actividades productivas que influyen en el rendimiento al proporcionar un enfoque que permite diagnosticar y corregir los defectos del proceso.

Descarga el e-book de Siemens

``Smart Data: Using Data to Improve Manufacturing``

La analítica avanzada se refiere a la aplicación de estadísticas y otras herramientas matemáticas a los datos para evaluarlos y mejorar el rendimiento de la fábrica. Los responsables operativos pueden usar estos análisis avanzados para profundizar en los datos históricos del proceso, identificar patrones y relaciones y optimizar los elementos que influyen mayormente en el rendimiento.

Con las aplicaciones IoT recopilando grandes cantidades de datos en tiempo real, lo que necesita la industria de fabricación electrónica son soluciones que permitan agregar estos datos y analizarlos para obtener información relevante sobre el funcionamiento de la planta. Esta información puede ayudar en la toma de decisiones y, en última instancia, a reducir costes.

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Carlota HerreroFabricación inteligente y gestión de datos en las líneas de montaje de PCBs

Fábrica digital en la industria electrónica: cómo funciona [infografía]

La fábrica digital está adquiriendo cada vez una mayor presencia en la industria electrónica. A día de hoy, la Industria 4.0 es una realidad al alcance de todos.

La digitalización de los procesos productivos se basa en la conectividad que ofrece Internet, la capacidad de elaboración del big data y la fuerte presencia del Internet de las Cosas (IoT, por el inglés «Internet of Things»). Estos elementos dan lugar a procesos predecibles, más rápidos y a prueba de errores.

La fábrica digital y sus nuevos métodos de producción son accesibles tanto a las grandes empresas como a las PYMES que buscan dar un salto de calidad para aumentar su competitividad en el mercado.

En Cadlog, hemos sido testigos de numerosos casos en los que una empresa apuesta por la digitalización de la fábrica y obtiene resultados excelentes. Algunos ejemplos son los casos de ROJ, que digitalizó completamente su fábrica, o Axel Elettronica, que revolucionó su proceso de NPI («New Product Introduction») o introducción de nuevos productos en el mercado. Actualmente, estamos extendiendo el concepto de «fábrica digital» a todos los países en los que operamos y aplicándolo en empresas con una clara visión de futuro.

Ahora bien, ¿cómo se digitaliza una fábrica del sector electrónico?

Los principales desafíos de la industria electrónica

Debido a las tendencias actuales, según las cuales se exige una fuerte personalización del producto, uno de los principales desafíos de la industria electrónica es el «lot size of one«, traducido como «lote de uno», que consiste en la producción de lotes de muy pocas unidades cada uno. Para las empresas productivas, esto significa tener que realizar constantemente actividades de NPI, por lo que resulta necesario:

  • establecer unos procesos productivos que permitan garantizar la máxima calidad del producto, al primer intento («right the first time»);
  • tener bajo control la productividad, gracias a una planificación detallada y precisa, la posibilidad de reconfigurar las líneas de manera sencilla y las entregas de materiales en el momento justo («just-in-time»);
  • adoptar el modelo del gemelo digital o «digital twin» para simular de forma digital el comportamiento de productos y procesos, lo cual supone una mejora continua en los mismos.

Un segundo desafío importante consiste en la optimización del uso de los materiales. En este caso, una gestión digitalizada del proceso de suministros puede marcar la diferencia. Uno de los puntos fuertes de las soluciones de Siemens es la gestión del inventario, ya que permite sincronizar el almacén con las líneas de producción. El resultado es un suministro «just-in-time» de los componentes necesarios. Lo que necesitas, donde lo necesitas, cuando lo necesitas.

La gestión de los datos se trata del tercer desafío. La fábrica genera enormes cantidades de datos relativos a procesos, tarjetas y componentes. Las soluciones de Siemens permiten convertir el big data en «smart data», es decir, datos comprensibles y listos para su análisis y uso en previsiones y tomas de decisiones en tiempo real.

Digitalizar la fábrica con soluciones inteligentes

Tras la fase de diseño, comienza la fase de planificación de la producción, cuyo objetivo es dar inicio lo antes posible y sin errores a la fase de producción. Aquí intervienen la NPI y el DFM (o «Design for Manufacturing»).

A continuación, inicia el proceso productivo o de montaje de los PCBs. Durante esta fase se aplica la trazabilidad a cada uno de los elementos que forman parte del proceso.

Las ventajas de la fábrica digital

Las ventajas que ofrece la fábrica digital son:

  • reducción del 50% del tiempo dedicado a la NPI;
  • reducción del inventario y de los costes, gracias al suministro «just-in-time»;
  • garantía de calidad;
  • reducción del 50% del tiempo dedicado a los cambios;
  • menor obsolescencia de las máquinas, que no es necesario sustituir para digitalizar la fábrica;
  • entrega de pedidos en 24h.;
  • reducción del 20% del tiempo dedicado a la ingeniería;
  • aumento del 30% de la eficiencia de la producción.

Pincha en la imagen para desacargar la infografía.

Smart Manufacaturing

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Carlota HerreroFábrica digital en la industria electrónica: cómo funciona [infografía]

Axel: la Industria 4.0 aplicada a la ingeniería de producción

Te presentamos el caso de éxito de la italiana Axel Elettronica, que ha decidido aplicar la Industria 4.0 a la ingeniería de producción.

El ensamblaje de PCBs requiere una innovación continua y estándares de calidad elevados. La organización es clave para responder con éxito a estas exigencias.

Alessandro Amati, CEO de Axel Elettronica, dirige la empresa situada en Paderno Dugnano, al norte de Milán, en una de las grandes áreas productivas de Europa. Han decidido apostar por la Industria 4.0 para ser competitivos en un mercado complicado, con una fuerte presencia china.

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Pequeños lotes, amplia variedad

Existe una creciente demanda de productos variados, es decir, de clientes que requieren pequeñas cantidades de productos personalizados en tiempos breves. La eficiencia es fundamental para dar respuesta a estas peticiones de producción de pequeños lotes, diferentes unos de otros, destinados a mercados específicos con altos estándares de calidad.

La actividad principal de Axel Elettronica consiste en el ensamblaje de componentes electrónicos con tecnología SMT y THT. La empresa es conocida por sus altos estándares de calidad e innovación. El desafío de la empresa, a día de hoy, es la optimización de los procesos productivos para adaptarse a la fabricación de lotes pequeños y medianos.

La importancia de la documentación para la NPI

La introducción de nuevos productos (NPI) es el ámbito más complejo, a la vez que estratégico, en las empresas de ensamblaje de PCBs. Por ello, resulta necesario ser lo más rápidos y precisos posible. En Axel, buscaban aumentar la calidad y mejorar la trazabilidad, así como una mayor flexibilidad en la gestión de los recursos a disposición.

La fase de preparación de la documentación tiene un papel fundamental ya que influye de manera directa en el tiempo de realización del producto y en la eficiencia del proceso. En Axel, procesaban la documentación de manera manual, por lo que necesitaban la ayuda de personal altamente cualificado. Usaban el formato Gerber, que comparaban con la BOM, para luego crear la documentación en PDF, que se imprimía y a la que se añadían las notas. Muchas de estas operaciones eran repetitivas y suponían una cara redundancia sin valor añadido.

«Con Process Preparation,» -cuenta Amati- «se pueden ocupar de la documentación personas no especializadas. Está estandarizada para todos los productos y permite acelerar las versiones sucesivas de un mismo producto

La creación de la documentación es uno de los puntos fuertes de Process Preparation. Pone a disposición modelos reutilizables, tanto incluidos en el producto como definidos por el usuario. La documentación puede ser estática o interactiva y puede incluir cualquier tipo de diseño, modelo de producto, SMT, test y demás información sobre el producto. La clave está en la reducción de la información redundante para aumentar la eficiencia.

Hacia el formato ODB++

Otra exigencia de la empresa era la de contar con un output unificado para todas las máquinas, independientemente del vendor. Aquí, la preparación de los datos resulta clave para eliminar la necesidad de realizar pruebas directamente en la línea y los consiguientes retrasos debidos a los errores. Además, es importante ser rápidos en la configuración de la producción para poder realizar lotes pequeños y variados.

Con este objetivo, una propueta interesante consiste en sustituir el formato Gerber con ODB++, que contiene una descripción exhaustiva de todos los aspectos de la placa, en lugar de solo las formas geométricas. Desde Axel, habiendo optado por la digitalización de los procesos, vieron cuáles son las ventajas del formato ODB++ y, actualmente, lo promueven entre sus clientes.

«Con el formato ODB++, en algunos casos, nos hemos topado con una cierta resistencia por parte de nuestros clientes. Pero, es solo cuestión de hábitos.» -afirma Amati- «Normalmente, una actividad de comunicación inicial demuestra que las ventajas que supone su adopción son consistentes.»

Dirección unificada de los procesos de producción

A través de la estandarización de los datos, Process Preparation hace que el proceso sea neutral, con respecto a la diversidad de proveedores de maquinaria, y permite crear una dirección realmente unificada de los varios procesos que llevan a la realización del producto. Un único modelo de datos puede incluir varios procesos y plataformas de vendor. Así mismo, se puede utilizar para trasladar la producción de una línea a otra. Además, la información se transmite fácilmente y se puede utilizar en futuras variantes de la configuración.

El programa generado por Process Preparation proporciona, directamente a la pick&place y a los demás elementos de la línea, toda la información necesaria. Todo ello, con un único instrumento para todos los tipos de máquina. También, es posible optimizar los programas en base a las características de cada línea, lo cual da lugar a una mayor precisión y puntualidad en la respuesta. El software permite gestionar todos los elementos  de la producción: SMT, THT, diseño de las plantillas o stencils, trabajo manual, ensamblaje del sistema, tests eléctricos e inspecciones ópticas y con rayos X. 

Pero, los beneficios principales que ha obtenido Axel tienen que ver con la calidad y la trazabilidad. Una gestión eficiente de los datos ha llevado a la empresa a superar dos grandes retos característicos de las empresas productoras: reducir los errores a cero y emplear de manera óptima los recursos disponibles.

E-book

Axel Elettronica. La introducción de nuevos productos como oportunidad de innovación

Caso de éxito de Industria 4.0 aplicada a la ingeniería de producción. Descárgalo para saber más sobre:

  • La digitalización de la gestión de la documentación para la producción electrónica
  • Los beneficios ligados a la adopción del formato ODB++
  • Cómo acelerar la producción mediante la estandarización de los datos de las máquinas
  • Cómo mejorar la trazabilidad y la calidad en el ensamblaje de PCBs
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Carlota HerreroAxel: la Industria 4.0 aplicada a la ingeniería de producción

Cómo aumentar la eficiencia de las líneas de montaje SMT con el Análisis de la Producción electrónica

Descarga el libro blanco de Siemens sobre la Business Intelligence en la fábrica electrónica

``From Data Collection to True Intelligence: How Electronics Manufacturing Is Becoming Smarter on the Way to Industry 4.0``

A día de hoy, el software dedicado al análisis de la producción, o “manufacturing analytics”, se trata de un verdadero factor diferencial, en términos de competencia, en lo que se refiere a la digitalización de la producción electrónica. Es, ni más ni menos, que el “data analytics” aplicado a la producción electrónica, es decir, un proceso de análisis de datos que permite extraer conclusiones sobre los procesos que se desarrollan en la fábrica electrónica.

Existen cuatro tipos principales de análisis de datos:

  • Análisis descriptivo, que responde a preguntas sobre hechos ya ocurridos.
  • Análisis diagnóstico, que responde a por qué se han verificado dichos hechos.
  • Análisis predictivo, que responde a preguntas sobre situaciones futuras.
  • Análisis prescriptivo, que responde a preguntas sobre qué se debería hacer.

El objetivo principal del software para el análisis de la producción y de la aplicación del análisis de datos es el aumento de la productividad del proceso de producción electrónica. Esta puede definirse como la relación entre la cantidad de producción y la media ponderada de los inputs empleados en el proceso.

produttività

La utilidad del software para el análisis de la producción

Un gemelo digital, o “digital twin”, de las operaciones que tienen lugar en la fábrica es capaz de analizar los procesos y optimizarlos. Los estudios demuestran que, aunque la cantidad de datos generados en la fábrica aumenta exponencialmente, solo una pequeña parte de los mismos se almacena y analiza.

Los beneficios del análisis de la producción

  • Mejora la gestión de los recursos, con un uso preciso y en tiempo real, así como la eficacia general de las máquinas (OEE).
  • Ayuda a recoger y analizar datos completos sobre la trazabilidad de los materiales y de los procesos.
  • Optimiza el funcionamiento y el trabajo, midiendo y analizando cómo se utilizan los recursos y monitorizando el WIP (“work-in-progress”) en tiempo real.
  • Garantiza la calidad y favorece la mejora, identificando y analizando los defectos de los procesos y los fallos en procesos y materiales.
  • Aumenta la eficiencia del paso del diseño a la producción, identificando los factores que influyen en el rendimiento y las áreas de mejora.

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``From Data Collection to True Intelligence: How Electronics Manufacturing Is Becoming Smarter on the Way to Industry 4.0``

La plataforma de Siemens para el análisis de la producción

Siemens Digital Industries Software cuenta, entre sus soluciones, con una plataforma avanzada para el análisis de la producción electrónica. Esta permite recoger, archivar, elaborar y analizar los datos de producción para extraer conclusiones relevantes. De esta manera, se pueden definir la planificación base de la fábrica, la producción, el inventario, el uso de los materiales, la entrega y el envío.

La plataforma de Siemens para el ánalisis de la producción electrónica permite que, si una empresa cuenta con más de una fábrica, esta pueda implementar una configuración centralizada para la recogida, la revisión y la comparación de los datos provenientes de las diferentes fábricas, independientemente de su localización geográfica. Los datos, en tiempo real, son accesibles desde cualquiera de las fábricas.

Cómo funciona la plataforma para el análisis de la producción

Supone un valor añadido en cuatro áreas de actividad:

  1. Prestaciones y uso de las máquinas
    • Permite obtener una panorámica completa de las prestaciones de las fábricas, líneas de producción y máquinas, entre otros.
    • Compara las prestaciones de las diferentes fábricas y líneas de producción y visualiza las tendencias históricas.
    • Calcula la planificación y los factores que afectan al rendimiento y la calidad.
  2. Calidad
    • Traza el rendimiento y el DPMO en cada inspección del proceso o estación de prueba.
    • Activa instantáneamente notificaciones con límites definidos.
    • Utiliza el análisis para determinar la causa principal de los problemas de calidad.
  3. Cadena de suministro
    • Proporciona información sobre el inventario, los costes, la edad y la posición.
    • Realiza un análisis del rendimiento.
  4. Trazabilidad de los materiales
    • Permite trazar el PCB y el proceso de ensamblaje, los materiales, la construcción de la carcasa, los datos del proceso y los resultados de las pruebas.
    • Permite satisfacer los requisitos del cliente y genera informes automatizados.
    • Compara la calidad de los materiales de diferentes proveedores.
    • Permite archivar grandes cantidades de datos.

Una de las características típicas de esta plataforma son las notificaciones, que se envían a la persona de referencia por correo electrónico o SMS. Es posible crear alertas para cada tipo de problema y conjuntos de reglas para las notificaciones.

En resumen, la plataforma de Siemens Digital Industries Software para el análisis de la producción electrónica nace para adquirir, archivar y analizar grandes cantidades de datos generados durante el proceso de producción. Puede, de manera fácil, monitorizar la producción de dispositivos electrónicos, localizar tendencias emergentes e identificar y resolver rápidamente los problemas para evitar reclamaciones por parte de los clientes.

Ebook Smart Manufacturing in Electronics

Ebook

Smart Manufacturing for Electronics

El e-book de Siemens sobre la fábrica inteligente analiza las últimas tendencias de la industria electrónica y presenta los mejores instrumentos con los que responder a los desafíos del mercado actual.

  • Principales tendencias del mercado de productos electrónicos
  • De qué manera se está adaptando la industria a las nuevas exigencias de los consumidores
  • Cómo se digitaliza el proceso de innovación del producto electrónico
  • Qué resultados concretos se obtienen digitalizando la producción
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Carlota HerreroCómo aumentar la eficiencia de las líneas de montaje SMT con el Análisis de la Producción electrónica

El lot-size-one en la producción electrónica y su importancia para las PYMEs

En la actual Industria 4.0, el concepto “lot-size-one” consiste en la producción de un solo producto por pedido, es decir, lo contrario de lo que ocurre en la producción de masa. A día de hoy, en la mayor parte de los casos, se trata de producir lotes lo más grandes posible, con el objetivo de reducir el coste unitario. Pero, de esta manera, se crean costes de inventario, al tener que almacenar productos en varios puntos a lo largo de la cadena de producción. Así mismo, en este modelo se da una falta de flexibilidad que dificulta la satisfacción de las demandas de los clientes.

La Industria 4.0 permite personalizar cada uno de los productos, en base a las exigencias de cada uno de los clientes. Es el cliente quien define cómo ha de ser el producto.

Para el productor, el lot-size-one supone la posibilidad de fabricar cualquier producto, con cualquier variante y en cualquier cantidad, orden, línea de producción y momento, sin la necesidad de modificar el modelo de negocio o de realizar una importante inversión en tecnología.

Tradicionalmente, se producen grandes cantidades de producto, que se distribuyen en diferentes localidades, esperando un comprador. En el caso de la Industria 4.0, el productor realiza un producto tras haber recibido el pedido de un cliente. De esta manera, se mejora la eficiencia del proceso, empezando por el control del inventario.

Lot-size-one y digitalización

La implementación del modelo lot-size-one está estrechamente relacionada con la digitalización de la fábrica. Esta permite a los productores gestionar, en tiempo real y en cualquier momento, la información que se genera en la planta de la fábrica. Una gestión eficaz y eficiente de los datos permite:

  • Ofrecer una mayor variedad de productos, en pequeños lotes, y realizar ajustes en la configuración, de manera eficiente.
  • Optimizar el uso de los materiales.
  • Aprovechar la gran cantidad de datos que generan las máquinas para obtener previsiones sobre la disponibilidad de los recursos (manutención predictiva) y optimizar la gestión de los proveedores.

Beneficios del lot-size-one para las PYMEs

El modelo “lot-size-one” y la digitalización permiten a las pequeñas y medianas empresas innovar sin la necesidad de invertir en nuevas máquinas. Pero, deben saber que:

  1. la innovación digital debe suponer un cambio importante (una mejora marginal de la eficiencia no merece el esfuerzo);
  2. se han de adoptar los estándares correctos, teniendo cuidado de no invertir en sistemas que se puedan volver obsoletos en breve tiempo;
  3. es necesario un ecosistema donde compartir las mejores prácticas, poner en común los recursos y desarrollar las capacidades necesarias.

El lot-size-one en la industria electrónica

La respuesta de Siemens a las exigencias del lot-size-one se basa en el gemelo digital (o “digital twin”) y cubre el total del flujo de desarrollo del producto electrónico, desde el diseño hasta la producción.

Los desafíos son varios: por una parte, es necesario propocionar al personal de la fábrica un instrumento que le permita realizar su trabajo eficientemente; por otra, se han de relacionar las diferentes partes por medio de un único flujo de datos.

El gemelo digital es un modelo virtual y preciso de un producto, de recursos para la producción o de las prestaciones de estos durante su ciclo de vida. El gemelo digital permite realizar simulaciones con la ayuda de la IIoT (Industrial Internet of Things) y estimula la colaboración entre las diferentes partes implicadas en el proceso de producción. Esto favorece la mejora de la calidad de los productos finales, al ofrecer la posibilidad de realizar una manutención predictiva de las herramientas de producción. Además, ayuda a los productores a optimizar la maquinaria, los productos, las líneas de producción o el total de los sistemas.

Siemens Opcenter

Siemens Opcenter traduce estos principios en una realidad concreta. Se trata de una solución para la gestión de las operaciones de producción (MOM o “Manufacturing Operations Management”) que permite a los productores llevar a cabo una digitalización completa de las operaciones de producción.

Siemens Opcenter ofrece una visión de la producción de principio a fin, permitiendo identificar rápidamente las áreas de mejora, tanto en el diseño del producto como durante la producción del mismo, e implementar los cambios operativos necesarios para un proceso productivo más fluido y eficiente.

Siemens Opcenter ofrece soluciones para:

  • planificación y programación avanzadas
  • ejecución de la producción
  • gestión de la calidad
  • inteligencia y prestaciones productivas
  • investigación y desarrollo (I+D)

Ebook Smart Manufacturing in Electronics

e-Book

Smart Manufacturing for Electronics

El e-book de Siemens sobre la fábrica inteligente analiza las últimas tendencias de la industria electrónica y presenta los mejores instrumentos con los que responder a los desafíos del mercado actual.

  • Principales tendencias del mercado de productos electrónicos
  • De qué manera se está adaptando la industria a las nuevas exigencias de los consumidores
  • Cómo se digitaliza el proceso de innovación del producto electrónico
  • Qué resultados concretos se obtienen digitalizando la producción
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Carlota HerreroEl lot-size-one en la producción electrónica y su importancia para las PYMEs

El 5G cambiará la industria electrónica

Se prevé que el 5G, la nueva revolución tecnológica, traiga consigo importantes cambios. ¿Cómo afectará al diseño y a la producción electrónica?

Scott Stonham, fundador de innovationscouts.tech, ha publicado un informe -basado en la última edición del Mobile World Congress de Barcelona (#MWC19)- con algunas pistas sobre cuáles son los cambios que están por venir.

El 5G en el sector automotor

El sector del automóvil se presenta entre aquellos con más posibilidades. Scott Stonham afirma lo siguiente: “Respecto al año pasado, el foco de atención se ha desplazado de los vehículos autónomos a los vehículos conectados”. Los operadores de telecomunicaciones tienen grandes expectativas puestas en este sector. Vodafone ha declarado que los vehículos conectados son para ellos el sector con un crecimiento más rápido como número de conexiones.

Aún así, en lo que se refiere a la comunicación V2x -es decir, la comunicación entre vehículos y entidades externas-, a día de hoy, IEEE 802.11p se mantiene como la tecnología más eficaz.

El 5G en el sector médico

El sector médico podrá beneficiarse de todas las características de esta tecnología:

  1. aumento de la velocidad,
  2. capacidad para un número mucho mayor de conexiones por celda,
  3. mejora significativa de la fiabilidad y de la latencia.

En el MWC de Barcelona se presentó un posible ámbito de aplicación: la cirugía robótica remota. De hecho, durante el evento fue posible asistir a la primera intervención de cirugía controlada en directo.

Otras aplicaciones potenciales en ámbito médico van de las apps para la donación de sangre al envío de ambulancias y otros medios de socorro en caso de necesidad.

El 5G en el sector de los videojuegos

Otro ámbito con grandes expectativas es el de los videojuegos, los cuales exigen altas velocidades y bajas latencias. El negocio de los videojuegos podría encontrar en la tecnología 5G un aliado para el desarrollo del juego en la nube. En el siguiente vídeo se aprecia cómo, gracias al ancho de banda de la red, el dispositivo del jugador puede aprovechar la potencia de cálculo de los servidores remotos.

Las 5 generaciones de telefonía móvil

“5G” hace referencia a la quinta generación de teléfonos, que ha evolucionado desde los primeros modelos de teléfonos basados en la tecnología analógica de finales de los años ’70.
Generación1G2G2.5G303.504GSG
Inicio1970-19801990-20002001-20042004-20052006-20102011-hoyPronto (2020)
Ancho de banda2 Kbps64 Kbps144 Kbps2 MbpsMás de
2 Mbps
1 GbpsMás de 1 Gbps
TecnologíaAnalog
Cellular
Digital
Cellular
GPRS,
EDGE,
CDMA
CDMA 2000
(1xRT, EVDO)
UMTS, EDGE
EDGE.
Wi-Fi
WiMax LTE
Wi-Fi
wwww
EmisorVoiceDigital Voice, SMS,Higher Capacity Packet Size

Data

SMS,
MMS
Integrated
High Quality
Audio, Video &
Data
Integrated High Quality Audio, Video & DataDynamic Information access, Wearable DevicesDynamic Information access, Wearable Devices with AI Capabilities
MultiplazioneFDMATDMA,
CDMA
CDMACDMACDMACDMACDMA
SwitchingCircuitCircuit,
Packet
PacketPacketAll PacketAll PacketAll Packet
Rete principalePSTNPSTNPSTNPacket N/WInternetInternetInternet
HandoverHorizontalHorizontalHorizontalHorizontalHorizontalHorizontal &
Vertical
Horizontal &
Vertical

Fuente: Rehman Talukdar & Mridul Saikia.

Diferencias entre el 5G y el 4G

El 5G está despegando y, según los analistas, el 4G será la tecnología dominante hasta el año 2021.

La nueva tecnología se diferencia de las anteriores en la velocidad, que alcanza picos de hasta 20 Gbps (en la práctica, se habla de 1,4 Gbps). El 4G (LTE) alcanza los 4.000 Mbps (100 Mbps en la práctica). La longitud de onda es muy pequeña y las frecuencias son altas (hasta 300 GHz). Esto significa que la transmisión es mucho más sensible a la distancia -al alejarse de la antena, la potencia disminuye mucho más que en el caso del 4G- y a los obstáculos físicos. Por este motivo, son necesarias muchas más antenas.

Otra diferencia significativa tiene que ver con el tiempo de latencia, que se reduce hasta alcanzar valores por debajo de los 10 milisegundos e, incluso, 1 Ms en algunos casos. El 4G, por su parte, no baja de los 20 Ms, especialmente en presencia de múltiples conexiones contemporáneas. La latencia mide la velocidad de respuesta de un sistema, definida como el intervalo de tiempo que transcurre entre el momento en el que llega el input o señal y el momento en el que el output está disponible.

Por último, el 5G se distingue del 4G por su mayor capacidad de gestión de múltiples conexiones de manera simultánea.

El 5G en el diseño electrónico

La llegada del 5G tendrá un impacto en el ámbito de la electrónica, que variará en función del tipo de aplicación y dispositivo. Los teléfonos inteligentes, la realidad virtual y el IoT serán los afectados en mayor medida.

William G. Wong, de Electronic Design, afirma que, para diseñar y desarrollar dichos dispositivos, será clave contar con los instrumentos adecuados para el testado y la medición de los parámetros temporales. Sean D’Arcy, Director of Aerospace and Defense en Analog Devices, sostiene que “antes de que el 5G sea accesible a nivel mundial, las tecnologías de radiofrecuencia encontrarán puntos de control críticos en las prestaciones. Será de gran importancia la disponibilidad del espectro, ya sea alta, media o baja. Por debajo de los 6 GHz, el nivel de cobertura se realizará masivamente a través de MIMOs (sistemas dotados de entradas y salidas) utilizando la infraestructura existente, seguida por una densificación. La instalación de pequeñas células será crítica para la distribución del 5G, para poder aprovechar las frecuencias más elevadas”.

Piyush Sevalia, Executive Vice President of Marketing en SiTime realiza una observación muy interesante: “En 2019, las soluciones de temporalización MEMS proliferarán, ya que aportan beneficios exclusivos que no ofrecen las soluciones de temporalización tradicionales. En concreto, los mercados del 5G y de las telecomunicaciones, automotor e IoT, se beneficiarán ampliamente de las dimensiones, fiabilidad y prestaciones de las soluciones de temporalización MEMS, que significa Micro Electro-Mechanical Systems (microsistemas electromecánicos). La sigla indica un conjunto de dispositivos de diferente naturaleza (mecánicos, eléctricos y electrónicos) integrados en miniatura en un mismo sustrato de material semiconductor, como el silicio, y que conjugan las propiedades eléctricas con propiedades optomecánicas”.

“En las redes y en las comunicaciones”, continúa Sevalia, “los tiempos y la sincronización son esenciales para el sistema en su conjunto. La resiliencia de la temporalización de los MEMS proporciona prestaciones inagotables, fundamentales para la implementación del 5G cuando se propaga por ambientes menos controlados y más difíciles. La misma exigencia de fiabilidad y prestaciones dinámicas se encuentra detrás del uso creciente de los resonadores MEMS en el sector del automóvil, donde los sistemas han de operar con fiabilidad en condiciones difíciles. En el ámbito IoT, la temporalización MEMS proporciona dimensiones y peso reducidos y baja potencia”.

El 5G encierra un interesante potencial. Pero, la implementación de nuevas tecnologías lleva tiempo. Por ello, serán el 3G y el 4G las tecnologías en las que se basarán por ahora las soluciones IoT, IIoT y para la Industria 4.0. Wong advierte que “la mayoría de las aplicaciones IoT no necesita una conexión de banda ancha”. La versión M2M (Mobile2Mobile) de la especificación de comunicación wireless LTE “puede ofrecer 1 Mb/s, mientras que las demás opciones disponibles son mucho más lentas. El 5G permitirá una capacidad de transmisión significativamente más alta, allanando el camino a nuevas aplicaciones”.

Comparativa: Tecnología 802.11p y 5G para el automóvil

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Ready to roll: Why 802.11p beats LTE and 5G for V2x

Cómo la comunicación V2x, que implica los vehículos que intercambian datos entre ellos y la infraestructura, ha demostrado que mejora la seguridad del tráfico y aumenta la eficiencia de los sistemas de transporte. La tecnología de comunicación de corto alcance (DSRC), basada en IEEE 802.11p, ha sido objeto de una amplia estandarización, desarrollo del producto y pruebas por parte de todas las partes interesadas y ha demostrado numerosos beneficios para el ámbito V2x. A diferencia de las tecnologías celulares, la DSRC está lista para la implementación V2x y puede ser aplicada a los casos de uso V2x más desafiantes.

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CadlogEl 5G cambiará la industria electrónica