Tecnologia 5G: novas possibilidades de conexão

A tecnologia 5G (5ª geração para redes móveis), sucessora da 4G, surgiu como uma novidade que deve revolucionar a forma como nos relacionamos com dispositivos móveis e eletrodomésticos, por exemplo, cada vez mais conectados entre si em uma só rede e possibilitando executar mais ações simultâneas com uma performance superior ao que conhecemos hoje.

O 5G também deve contribuir para a transformação de diversas áreas de atuação, impactando na experiência do usuário, na produtividade, logística e na forma como nos relacionamos. 

Nos próximos tópicos, você vai entender o processo de implantação da rede 5G no Brasil, seus diferenciais, benefícios e os principais desafios de acesso. 

A transformação gerada pela nova tecnologia 

Todas as capitais brasileiras contam com a faixa 3,5 GHz de 5G, considerada o 5G puro. Para expandir essa implantação, se faz necessária a instalação de mais antenas que espalhem o sinal, já que as ondas de 5G têm menor alcance que as de 4G, bem como a instalação de fibra óptica para conectá-las e auxiliar no transporte de dados. 

Para se ter uma ideia, uma conexão de 4G com alta performance pode chegar a 100 Mbps, enquanto o 5G pode entregar uma velocidade entre 1 e 10 Gbps – uma diferença de 100 vezes mais. Essa alta velocidade na transmissão de dados exige o apoio de uma infraestrutura de cabo como a fibra óptica para ter sucesso. 

Para o usuário, as mudanças serão observadas a partir da velocidade em que a comunicação vai acontecer, diminuindo a poucos milissegundos o intervalo de recebimento de mensagens e a performance de lives, por exemplo. Não só a baixa latência e alta capacidade de uso simultâneo, a rede é mais segura que as atuais e deve representar maior eficiência no consumo da bateria de dispositivos que a utilizam. 

Essa evolução significa um grande salto no uso da Internet das Coisas (IoT), onde tudo pode se conectar a uma rede e, com uma entrega em maior velocidade, transformar a maneira como as pessoas utilizam eletrodomésticos, desenvolver processos de produção mais inteligentes e eficientes e construir cidades inteligentes. 

Novas oportunidades de produtos conectados e inteligentes é uma possibilidade para um futuro próximo. Na prática, vamos descobrir qual será o limite de desenvolver novas aplicações, se é que existirá um limite. Tudo é possível quando passamos a conhecer e testar uma nova tecnologia. 

Conforme cronograma de implantação atualizado previsto no leilão da 5G, até dezembro de 2030 sedes municipais, localidades não sede e trechos de rodovias devem ser atendidos pelas operadoras com o sinal de 5G.  

O papel do 5G na indústria do futuro 

A indústria é uma das grandes beneficiárias dos avanços da tecnologia 5G. As redes permitem desenvolver ainda mais a aplicação da inteligência artificial e, dessa maneira, modelos de produção automatizados que contribuem com o aumento da eficiência de equipamentos e o compartilhamento de informações em tempo real, como o uso de armazenamento em nuvem em larga escala. 

Logo, os equipamentos podem ser configurados e reparados de forma remota e emitirem diagnósticos de riscos e falhas de equipamentos em tempo real.  É dessa forma que o 5G pode corroborar fábricas mais automatizadas, inteligentes e competitivas.  

A inteligência artificial não é novidade em linhas produtivas da indústria, mas com a tecnologia 5G ela ganha mais poder para ser desenvolvida e aplicada, otimizando ainda mais a produção, os custos e a segurança nesses ambientes. 

Com a integração de máquinas e ferramentas conectadas pelo 5G e uma produção mais potente, o volume de dados gerados será ainda maior. É uma enorme porta para novas tendências e soluções que vão ter um impacto muito relevante e, ainda, inimaginável. 

Desafios da implantação 

A implantação do 5G no Brasil está planejada de forma gradativa. Para seu sucesso, um dos primeiros passos dessa jornada é a desocupação da faixa de 3,5 GHz, que até então era ocupada por empresas de TV por satélite, e será utilizada pelo sinal de 5G. 

De acordo com a publicação Redes 5G: transformando a sociedade do Fórum 5G Brasil, a rede de comunicação brasileira possui grandes problemas com conectividade em áreas remotas e rurais. Isso afeta negativamente a economia e os aspectos sociais. 

Portanto, outro entrave está na estrutura, considerando que o sinal de 5G precisa de mais antenas transmissoras à disposição. Sem a instalação dessas antenas, não existe uma abrangência total, atrapalhando a experiência do usuário e, ainda, transformando seu acesso a nichos da sociedade. 

Além disso, sendo o 5G uma conexão mais sensível, o acesso em locais fechados, com obstáculos como paredes, também fica comprometido. Esse é outro entrave que deverá ser considerado durante o avanço da implantação. 

Na indústria, os desafios estão atrelados ao modelo industrial que ainda existe no Brasil. Equipamentos que sequer possuem conexão às redes convencionais e a qualificação de profissionais da área tecnológica para desenvolverem aplicações e a aproveitarem ao máximo o poder da nova tecnologia. 

Simulação Digital: um dos principais pilares da Indústria 4.0

A Simulação Digital é a aplicabilidade industrial que permite testar e aprimorar produtos ainda na etapa de concepção, um dos principais pilares da Indústria 4.0.

Baseada em modelos matemáticos e representações em três dimensões (3D), a simulação digital pode ser utilizada para diversos fins. Sob uma visão geral, toda a cadeia de criação e produção pode ser simulada. Em um olhar mais granular, é possível encontrar o melhor nível de otimização no uso dos recursos, insumos e energia. 

O tempo de execução dos procedimentos é um fator que tem muito a ganhar com simulação digital. Neste artigo, mostraremos tudo o que você precisa saber para entendê-la.

O que é a Simulação Digital?

Em primeiro lugar, vamos ao que de fato é a simulação digital. De modo claro e direto, ela pode ser descrita como a reprodução virtual de processos e ambientes de desenvolvimento e manufatura fabril.

Na prática, possibilita virtualizar fielmente o funcionamento das plantas e procedimentos industriais, abrangendo funcionários, máquinas e funções operacionais. Na Indústria 4.0, a simulação digital dá às fábricas a oportunidade de se tornarem mais inteligentes e eficientes no que se refere aos seus meios de produção.

Uma de suas aplicações mais categóricas é chamada de “gêmeos digitais”, que estabelece, em um campo totalmente virtual, uma representação idêntica de toda a cadeia produtiva de um produto, por exemplo.

Qual é a origem do termo?

O conceito foi originado pela proposta metodológica do matemático francês Georges de Buffon, em 1777, que foi aperfeiçoado por seu colega Pierre Laplace. Dessa união nasceu a fórmula Buffon-Laplace. 

Entretanto, o campo só foi impulsionado a partir de meados do século 20, com os avanços da tecnologia. O inglês Keith Douglas Tocher criou, em 1960, um sistema que simulava o funcionamento de uma indústria na qual o maquinário e os equipamentos tinham o seu status alternado entre ocupado, aguardando, indisponível e em erro. 

Essa sistemática foi publicada em seu livro The Art of Simulation (1963), o primeiro sobre o assunto.

Quais são os objetivos principais da aplicação desse conceito?

Obtenção de maior controle sobre os processos, otimização do resultado geral da produção, aumento na qualidade dos trabalhos, identificação e minimização de erros — basicamente, são esses os objetivos principais da simulação digital.

A premissa desse conceito está na previsão de como os processos de produção serão introduzidos na indústria, antecipando melhorias e evitando os problemas e contratempos que poderiam surgir em relação aos resultados da fábrica. 

A virtualização dos procedimentos industriais também tem como propósito ajudar os gestores a tomarem decisões mais rápidas e acertadas. Isso porque a tecnologia é associada ao uso de dados reais e coletados em tempo real. 

Um dos benefícios da simulação digital é o poder de planejar e visualizar de forma real antes da implementação de um projeto, por exemplo.

Quais são as características de um sistema de simulação? 

Os dados recolhidos durante os processos da indústria abastecem o sistema de simulação com as informações necessárias para a mensuração dos resultados. Antes de adentrarmos um pouco mais nas características que o envolvem, vale ressaltar que softwares como o AnyLogic e o FlexSim estão entre os mais utilizados: dependendo das necessidades do negócio, pode-se utilizar ferramentas gratuitas.

As análises de simulação consideram os intervalos de tempo e as variáveis de produção, que, quando conjugadas, são capazes de representar uma ampla diversidade de mudanças processuais. 

A metodologia de virtualização permite avaliar as variáveis randômicas e acidentais, também conhecidas como “estocásticas”. Isso oportuniza maior abrangência e efetividade aos resultados.

Para isso, os procedimentos devem ser analisados integralmente, com a simulação de fatores como mão de obra, peças individuais, equipamentos, maquinários e estoque, bem como a interação entre essas partes.

Os projetos de simulação digital são semelhantes ao que já conhecemos no Lean Manufacturing. Nessa linha, estamos falando dos princípios de:

  • Definir;
  • Testar;
  • Avaliar;
  • Melhorar;
  • Implementar;
  • Monitorar.

No primeiro momento, são definidos os problemas que se pretende resolver, assim como os resultados ideais. É a partir de então que a prática de modelagem 3D se inicia — e é a qualidade das informações que vai determinar a confiabilidade dos modelos virtualizados.

Uma vez modelada a planta industrial, ela é analisada de forma a entender as possibilidades de aprimoramento. É importante ter em mente que não existe processo que não possa ser otimizado.  Supondo que uma otimização foi encontrada, o sistema de simulação entra em cena com tudo o que tem: a implementação dos modelos virtuais. É aqui que as “coisas” começam a ganhar corpo. 

O monitoramento é a última parte, a hora de medir, medir e medir! Esse trabalho é interminável, ou seja, não pode deixar de ser feito em momento algum, pois é por meio dele que os possíveis aperfeiçoamentos são encontrados. ​

De que forma os gêmeos digitais auxiliam na otimização dos processos produtivos?

No início do conteúdo, citamos os gêmeos digitais como uma das aplicações mais contundentes da simulação digital. No entanto, não falamos de que maneira essa tecnologia é incorporada na Indústria 4.0.

E antes que você pergunte por que ela merece ser destacada, está aqui a resposta: ela é tida como elemento básico para o movimento da quarta revolução industrial. Isso ocorre pelo fato de que um gêmeo digital possibilita criar um modelo virtual de qualquer produto, como carros, máquinas ou turbinas de avião, por exemplo. 

Em termos práticos, os gêmeos digitais eliminam a necessidade de a empresa gastar com protótipos físicos e ter que interromper seus processos internos para testes, já que tudo pode ser feito digitalmente.

Para concluir este artigo, cabe uma observação acerca dos desafios associados à simulação digital e em que momento ela se encontra no panorama da indústria brasileira. Resumidamente, o principal impasse é a falta de mão de obra especializada.

Embora já seja de interesse de muitos dos jovens engenheiros, a tecnologia ainda carece de profissionais com verdadeira expertise para implementá-la. De acordo com uma pesquisa realizada pela Confederação Nacional da Indústria (CNI), simulações e análises com modelos virtuais são presentes em somente 5% das organizações: esse número sobe para 10% quanto consideradas as empresas de alta intensidade tecnológica.