La indústria 4.0 és un nou model que integrarà els sistemes de la Internet de les coses (IoT) i els ciberfísics per augmentar la productivitat gràcies a l’automatització de totes les fases de producció. Les comunicacions són clau per implantar aquest nou sistema productiu, però encara han de superar els reptes que planteja l’adaptació als requisits estrictes de les aplicacions automatitzades en termes de disponibilitat, fiabilitat, baixa latència, integritat, escalabilitat, seguretat i precisió de posicionament.

En aquest context, disposar de fàbriques connectades sense fil a través del 5G comporta avantatges com disposar de nous robots mòbils o una fàcil reconfiguració de les línies de muntatge, entre altres. Des del punt de vista tècnic, el desenvolupament d’aquest nou model d’indústria 4.0 sense fil comporta un canvi de paradigma per avançar cap a xarxes que poden operar d’una forma més fiable en tot tipus d’escenaris.

Per avançar en aquest camp s’ha creat 5GSmartFact, un consorci europeu liderat per la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC), en què participen diferents universitats, centres de recerca i empreses, i que compta amb finançament del programa Horizon 2020 de la Comissió Europea sota les accions Marie Skodowska-Curie.

El projecte se centra en la recerca, el desenvolupament, l’optimització i l’avaluació de les xarxes 5G per avançar en l’automatització industrial. La idea és treballar en la cruïlla entre l’automatització de les màquines i les evolucions del 5G per redissenyar completament les arquitectures de robots i, per tant, fer un salt endavant en l'automatització de la indústria.

Del laboratori a la indústria
Per assolir els reptes del projecte, s’ha reclutat un grup de 14 joves investigadors i investigadores formats en diferents camps, que durant tres anys s’han integrat en les diferents entitats del consorci, on han desenvolupat la tesi doctoral.

En aquest marc, cinc doctorands de la UPC han fet una estada en alguna altra de les entitats del consorci. És el cas de Suneel Kumar —que ha investigat les xarxes TSN (per les sigles en anglès de Time Sensitive Network)— i Sanjha Khan —que ha estudiat el disseny i la implementació de solucions de posicionament en interiors basades en la llum—, ambdós a la Fundació i2CAT.

Per la seva part, Fabio Maresca ha fet una estada a la companyia NEC Laboratories Europe, a Alemanya, per investigar sobre intercomunicació de plataformes informàtiques per donar suport als desplegaments de la Internet industrial de les coses. L’estudiant Suhani Singh s’ha centrat en la detecció d’objectes 3D i la localització d’una plataforma de robot mòbil mitjançant el 5G, una recerca que ha fet a l’empresa Roboception. Finalment, el doctorand Karthik Muthineni ha estudiat el posicionament interior basat en 5G en entorns industrials, a la companyia Robert Bosch.

A més, dos doctorands més han fet la tesi en diferents centres de la UPC. Dominik Urbaniak ha fet l’estada a l’Institut d'Organització i Control de Sistemes Industrials (IOC), on ha estudiat el desenvolupament d’un sistema de control distribuït per al moviment dels robots de cara a la realització de tasques complexes a través de les comunicacions 5G.

Per la seva banda, la investigadora Regina Ochonu, que està fent el doctorat al Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions de la UPC, se centra en tecnologies que permetin utilitzar de forma simultània el 5G i serveis mixts de comunicacions de baixa latència ultra fiables, comunicacions massives de tipus màquina i comunicacions de banda ampla mòbil millorades.

Aquestes experiències han permès generar idees innovadores orientades a la implementació de la comunicació sense fil per a l’automatització industrial i  s’han presentat en una vintena de conferències internacionals i en diferents articles en revistes científiques.