5G, en progresión en automoción con camino por recorrer

Los niveles de eficiencia en conectividad, interrelación entre maquinaria, dispositivos y sensores, recogida de datos y ciberseguridad requieren potentes canales de comunicación, y en este sentido el mundo de automoción viene fijando su atención en la tecnología 5G. Por eso en AutoRevista hemos contactado con una amplia muestra de especialistas en este campo. Reportaje publicado en AutoRevista 2.398.

Adán Piñero, del departamento de Misión Tecnológica en Movilidad Sostenible del Instituto Tecnológico de Aragón, explica que el concepto 5G recoge en general un amplio abanico de tecnologías y ámbitos de aplicación, entre ellos, la industria de la automoción y que en esta, atendiendo a las infraestructuras, las redes públicas de operador han hecho fuertes inversiones, especialmente en España (con ayuda pública en las zonas menos pobladas), para permitir su despliegue como redes avanzadas de comunicación entre vehículos y centros de datos. “Esto era imprescindible para avanzar en el coche autónomo. Y lo que tenemos en puertas con los satélites de orbita baja y la irrupción de los HAPS -High Altitude Platforms- estratosféricos es su hibridación con las redes celulares terrestres para mejorar coberturas y latencias al mismo tiempo. En investigación tenemos resultados de importantes proyectos que han demostrado satisfactoriamente la aplicación de las características más avanzadas de los nuevos estándares”.

Por otro lado, en cuanto a los procesos fabriles, Piñero asegura que “se espera una progresiva implantación de redes privadas 5G que permitan unificar comunicaciones internas y la captura de datos en tiempo real directamente desde cada máquina, línea o dispositivo de control, con unos requerimiento de calidad, integridad y seguridad como nunca antes se han producido: nosotros, como ITA, hemos probado a simular un gemelo digital de un vehículo eléctrico integrando diferentes modelos especializados de los subsistemas y componentes trabajando de forma concurrente en diferentes centros de datos de la geografía europea”. 

En este sentido, la parte que consideran más retrasada en las diferentes releases del 3GPP - 3rd Generation Partnership Project- del estándar 5G, es la que permitirá desplegar miles de sensores IoT en superficies pequeñas (1 km2). “Y es que en mMTC (Massive Machine-Type Communications) se necesita que los fabricantes de semiconductores desarrollen integrados muchos más simples y baratos que los que ahora tiene a disposición la industria (arquitecturas RedCap). Los desarrollos en la carretera conectada que aprovechan la baja latencia, el alto ancho de banda y la gestión de comunicaciones críticas del 5G para mejorar la eficacia y seguridad del tráfico”. 

En cuanto a su expansión tecnológica a medio plazo y el impacto en cuanto a mejora y agilidad de los procesos en plantas de fabricación de vehículos y componentes, asegura: “Como muchas otras cosas en el mundo empresarial, la decisión es económica. Todas las redes de comunicaciones, la sensorica y el despliegue de los procesos operativos actuales en las plantas de fabricación trabajan sobre tecnologías, en muchos casos, aún no amortizadas. Añadir 5G sobre lo que ya se está explotando añade complejidad a corto plazo, aunque mejora la agilidad en los procesos en el medio y largo plazo. Por ahora la introducción es paulatina, entre otras cosas porque, para que la inversión se rentabilice, es importante que se utilice, en la medida de lo posible, como única infraestructura basal de comunicaciones. Para estos casos, las posibilidades que ofrecen los operadores de las redes públicas para utilizar sus infraestructuras en modo red privada virtual han permitido ir avanzando en el cambio de paradigma para las factorías españolas más consolidadas. En las nuevas plantas de fabricación, diseñadas y construidas desde cero, y con tecnologías provenientes de marcas no europeas, es muy probable que se doten de redes privadas 5G por todas sus ventajas frentes a otras redes inalámbricas”. 

Respecto a los desafíos que están por venir, explica: “El mayor desafío es encontrar componentes híbridos fiables que permitan la integración paulatina de las tecnologías heredadas, tanto hardware como software, con las nuevas aplicaciones de control de calidad y producción que aprovechan las ventajas de las arquitecturas 5G nativas. Y disponer de empresas integradoras que incluyan, en el conjunto de sus soluciones de mercado, el poder abordar estos proyectos de transformación. Muchos fabricantes han desarrollado una primera generación de hubs que incluyen ambas electrónicas de red inalámbrica, lo que es un factor para tener mayor coste unitario (el otro es la falta de economía de escala), pero que permiten incorporar en ambos extremos de la cadena, sensórica y aplicativos, una nueva generación de estrategias operativas de Industria 5.0”.

“Como siempre, es necesario dividir la formación según dos ámbitos de uso, los que permiten habilitar esas nuevas arquitecturas de red, sensórica, electrónica de red y aplicativos, que entre sus nuevas capacidades y conocimientos, necesitan comprender las diferencias con los sistemas anteriores e incidir en escenarios de trabajo que aprovechen al máximo las nuevas características del 5G; y los propios usuarios en planta de los nuevos sistemas, que deberán ser conscientes de las mejoras que suponen pero que, en la medida de lo posible, mantendrán sus experiencias de uso de forma transparente a la tecnología”, concluye.

Papel significativo, pero ni mucho menos universal 

Para Francisco Vallejo, director de Productos y Soluciones de Vodafone Empresas, “las redes 5G han comenzado a jugar un papel significativo en la industria de automoción, pero su adopción no es ni mucho menos universal. En términos de implementación, el 5G está principalmente en etapas piloto y pruebas en fábricas y vehículos, especialmente en procesos de manufactura avanzados y vehículos conectados”.

En cuanto a la automoción, algunos de los avances más relevantes incluyen, la conectividad en vehículos: “El 5G permite una comunicación más rápida y fiable entre vehículos (V2V), entre vehículos e infraestructuras (V2X) y con la nube, lo que es esencial para el conducción autónoma y sistemas avanzados de asistencia al conductor”. “En comparación con el sector de telecomunicaciones, que ha sido pionero en la adopción y despliegue del 5G, y del audiovisual, que ha utilizado estas redes para en la transmisión de contenidos en alta definición y retransmisión de eventos multitudinarios, o del sector industrial que ha incorporado redes 5G privadas para transformar las fábricas, el sector automoción no ha sido tan rápido en su adopción”, concluye.

En cuanto a su expansión, Vodafone trabaja apoyando activamente a la industria automotriz con las redes 5G desde hace años. “Por ejemplo, en 2024 hemos desplegado una red privada 5G Stand Alone (MPN) que permitirá optimizar los procesos de producción de Ford en su factoría de Almussafes (Valencia), así como los de sus proveedores. De este modo, la compañía de automóviles puede obtener una validación temprana de componentes, funcionalidades y software gracias a la recogida de información mediante imágenes fijas o vídeos que se procesan en el borde de la red de Vodafone. Dicha tecnología permite acercar el servidor de la aplicación a la red, para que la latencia se reduzca. Así, el sistema podría llegar a detener la cadena de montaje si se detecta algún error, minimizando el impacto económico y medioambiental”, apunta 

Y añade: “Además, a través de técnicas de RPS (Radio Positioning System) sobre 5G, se ha llevado el seguimiento en tiempo real de componentes en la cadena de valor mediante tecnologías de baja latencia. Se consigue que los activos que viajan desde el proveedor a la factoría para su incorporación en la cadena de montaje final, además de estar localizados de forma continuada, cumplan durante el trayecto ciertos parámetros de temperatura o humedad. Esta misma técnica también se utilizará en desplazamientos de activos dentro de la misma factoría. Por otra parte, se están llevando a cabo casos de uso relacionados con la protección del riesgo eléctrico y mejoras ergonómicas del operario en las líneas de montaje. Concretamente, este caso de uso supervisa mediante sensórica Kinect y el borde de la red 5G de Vodafone los riesgos posturales y ergonómicos que sufren los operarios, de modo que el sistema aprenda a detectar los riesgos de esta naturaleza y pueda avisar al operario para que corrija sus movimientos”.

Asimismo, “desde hace dos años Vodafone trabaja junto con Pons Mobility, Kapsch TrafficCom e Inspide en servicios de soporte técnico de la Plataforma de Vehículo Conectado de la DGT 3.0 especializada en vehículo conectado, así como de productos específicos necesarios para el funcionamiento de los elementos que conforman dicha plataforma y que son necesarios para el procesamiento, securización e intercambio de mensajes con el vehículo conectado. En resumen, el impacto del 5G en las plantas de fabricación de vehículos es considerable en términos de eficiencia operativa, reducción de costes y mejor aprovechamiento de los recursos”.

Respecto a los desafíos que habrá que afrontar, indica que su convergencia del con otras tecnologías en el contexto de la Industria 4.0 y Industria 5.0 presenta varios desafíos como “integración de sistemas legacy, estándares y protocolos de comunicación, seguridad y privacidad, y capacitación y adaptación del personal”.

Finalmente, y en relación a la formación de los empleados indica que es esencial para garantizar que los avances tecnológicos del 5G sean adaptados de manera eficiente. Algunas de las claves son: “capacitación continua, simuladores y entornos de prueba, colaboración con expertos, cultura de innovación y educación sobre ciberseguridad”.

Introducción y experimentación

De su lado, Javier Olveira, director de Ingeniería de Clientes en Masorange, señala que “La tecnología 5G está en una fase de introducción y experimentación en la industria de la automoción. Sus dos principales áreas de aplicación son: la automatización de procesos en las plantas de fabricación y la comunicación de los vehículos con el entorno, especialmente en lo que a seguridad, conducción autónoma y gestión de flotas se refiere.   En este sentido Orange (Grupo MasOrange) ha desarrollado proyectos para Idiada -del grupo APPLUS- o en el circuito de Motorland y Tecnopark. Sin embargo, su implementación a gran escala aún está en desarrollo por los retos específicos que tiene este sector. En los últimos años las redes cada vez son más software, los interfaces cada vez son más estándar y esto nos ha permitido acelerar mucho este tipo de iniciativas y subirlas de nivel a lo que llamamos hiperautomatización”. 

En cuanto a su expansión, apunta: “La expansión del 5G a medio plazo se espera que tenga un impacto significativo en la industria, especialmente en la fabricación de vehículos y componentes, y en la conducción autónoma, donde la tecnología 5G es clave. Gracias a la capacidad de ofrecer velocidades de datos más rápidas y una latencia extremadamente baja, el 5G permite una conectividad más robusta, eficiente y segura para los vehículos, o entre máquinas y sistemas. Además, el 5G posibilita la inspección de los procesos y el control inmediato en movilidad o en puntos donde la fibra no alcanza, aportando una conectividad flexible en toda la planta de fabricación, haciéndose extensible a las campas, mantenimiento o a la logística de transporte. Esto se traduce en una mejora y agilidad de los procesos en varias áreas”. Señala en este sentido la hiperautomatización; la capacidad del 5G para soportar un gran número de dispositivos conectados, que agilizará la implementación de Internet de las Cosas (IoT) en las fábricas; y la apertura de interfaces a través de APIs estandarizadas, como en la iniciativa Open Gateway, permitirá a los fabricantes personalizar y gestionar sus redes de manera más eficiente e implementar medidas avanzadas de seguridad, todo ello adaptándose a las necesidades específicas de sus operaciones.

“Esto presenta varios retos que debemos abordar: el desarrollo de módulos de comunicaciones o dispositivos para habilitar la comunicación 5G; la adaptación de la maquinaria a las nuevas capacidades de actuación que la inmediatez de las comunicaciones 5G ofrece; el desarrollo y programación software junto con la aplicación de la inteligencia artificial, para operar y monitorizar los sistemas… Más allá de estos desafíos, otro aspecto importante a considerar es la inversión en infraestructuras. Las empresas deben estar dispuestas a actualizar sus sistemas para aprovechar al máximo las capacidades del 5G, lo que puede ser costoso y requerir tiempo. También se ha de prestar atención a la ciberseguridad, ya que la mayor conectividad puede aumentar los riesgos de ataques, lo que exige medidas de seguridad robustas. Y un reto adicional es la formación del personal. A medida que adoptamos nuevas tecnologías, es fundamental que nuestros equipos estén bien formados para gestionar y operar en este nuevo entorno”, explica. 

Para superar estos obstáculos, considera esencial la labor de operadores como Orange que “facilitamos a las empresas adaptarse más rápidamente a las nuevas tecnologías y con el menor impacto tanto en sus infraestructuras como en sus costes”. 

Rendimiento de datos dedicado y garantizado

De su lado, Thorsten Lutz, EU Solution Architect of Go-to-Market (G2M) de Panasonic Connect, explica que algunos de los grandes fabricantes de automóviles se encuentran en la etapa de planificación e introducción de los primeros servicios de casos de uso reales, más allá de las pruebas y experimentaciones. “Observamos que la adopción de los casos de uso de 5G está en sus inicios y esperamos que muchos más beneficios impulsen un mayor crecimiento del 5G privado en el entorno automotriz”, indica.

En cuanto a si se puede hacer alguna comparación con la implementación en otros sectores, señala que cada sector tiene sus propias demandas: “Es la aplicación detrás del caso de uso la que guía los requisitos. Consideramos la red 5G solo como un elemento de una integración completa de aplicaciones de extremo a extremo”.

Por otro lado, y con respecto a la expansión de esta tecnología, asegura que “vemos dos impulsores principales para el deseo de migrar a redes 5G en la industria automotriz: el rendimiento de datos dedicado y garantizado dentro de un modelo de frecuencia completamente licenciado, cubierto por privacidad y seguridad de primer nivel. Las demandas de automatización a menudo requieren tiempos de respuesta cortos y flexibilidad sin cableado complejo; actualmente, esto solo puede lograrse con redes 5G bajo una licencia regulada. Los automóviles modernos albergan componentes que demandan gran cantidad de datos y software. Mantener estos componentes en modo de prueba y producción dedicados, y luego moverlos sin problemas al modo de posproducción, además de una producción ágil, actúa como un catalizador para una mayor movilidad”.

En materia de retos, Thorsten Lutz destaca que “la tecnología de soporte está disponible, como lo demuestran las redes públicas. La latencia ha mejorado drásticamente en las redes privadas 5G. El mayor desafío sigue siendo la falta de un modelo de licenciamiento 5G en algunos países europeos para apoyar iniciativas globales de cooperación internacional”.

Y concluye hablando sobre la formación del personal: “La formación del personal debe ser parte de cualquier nueva tecnología que se introduzca. La operación de una red privada 5G puede ser un desafío; por eso ofrecemos modelos de soporte especializados con alta disponibilidad y modelos de servicio que reflejan la importancia de las aplicaciones críticas para el negocio. Este esfuerzo podría llevar a una entrega de servicio completamente gestionada”.

Empresas ‘data driven’

María Eugenia Borboré, gerente Verticales B2B de Telefónica España, explica que la industria de automoción es una de las más punteras a nivel de digitalización, junto con la energética, la farmacéutica y la logística. “De hecho, prácticamente el 100% de las fábricas del sector automovilístico en España trabajan con tecnología 4G y están avanzando en la incorporación del 5G. Entre otros motivos, porque en los últimos años, la cobertura 5G de la red de Telefónica ha ido incrementándose hasta llegar al 90% de la población que hay actualmente. Junto a este despliegue también se han aumentado los servicios que se apoyan en esta tecnología, tanto para el mercado residencial como el empresarial, como es el Network Slicing o el Edge Computing, lo que está contribuyendo a que se incremente el desarrollo digital de la industria. Se calcula que la conectividad 5G puede mejorar la productividad hasta en un 25%, si se aplican sobre ella otras soluciones tecnológicas adicionales, como la realidad aumentada o la robótica móvil”.

En cuanto a la expansión del 5G, indica que en Telefónica creen que este año y el que viene se va a consolidar el uso del 5G en la industria, que en gran parte va a ser posible por un mayor uso de las redes privadas 5G: “Según previsiones de IoT Analytics, las conexiones privadas de 5G crecerán a una tasa de crecimiento anual compuesta del 65,4% hasta el 2030. El motivo es que frente a las redes privadas 4G, las que están basadas en 5G pueden dar mejor respuesta a las necesidades de ancho de banda, latencia, fiabilidad, disponibilidad y densidad de conexión, por lo que son una alternativa más atractiva frente a las conexiones con cable para las comunicaciones entre máquinas, robots y sistemas de control. Además, el 5G facilita enormemente la posibilidad de crear, dentro de una infraestructura física común, varias redes virtuales con comportamientos específicos, que es lo que se conoce como Network Slicing. De esta forma se puede ‘programar’ la calidad de servicio en los entornos de red móvil de extremo a extremo, lo que evita interrupciones en la producción de una cadena de montaje en el sector de la automoción. Según datos de Ericsson y ABI Research, una parada en producción en la industria automotriz tiene un coste medio de 30.000 dólares por minuto. El 5G también habilita modelos de IA para que las empresas puedan contar con soluciones a medida elaborados con datos relevantes de la propia empresa que permitan desde reducir la fabricación de piezas defectuosas hasta hacer más sostenible la fabricación o mejorar la logística de los productos”.

En materia de desafíos, asegura: “En Telefónica vemos que el principal reto al que se enfrentan este tipo de compañías es la de convertirlas en empresas ‘data driven’.  Es decir, en empresas en las que el dato este presente en todos los procesos de forma transversal, lo que permite traccionar al negocio y generar escenarios de explotación predeterminadas o hacer posible el uso de herramientas como los gemelos digitales o las soluciones de cadenas de suministro colaborativas. Y para llevarlo a cabo es importante contar con la ayuda de integradores que faciliten esta transición a empresas más digitalizadas y que den respuesta a los retos que puedan surgir en el proceso, como puede ser la falta de interoperabilidad que pueda surgir entre las diversas soluciones tecnológicas”.

Por último, y en relación a la formación del personal, apunta: “En todo proceso de evolución digital es necesario tener en cuenta la formación porque la innovación tecnológica no lo es todo, es necesario tener un plan adecuado para su implantación y mantenimiento. Por eso, es imprescindible un plan de gestión de cambio a medio-largo plazo con liderazgo interno, equipos dedicados y soporte organizativo para las diferentes iniciativas, en el que se tengan en cuenta planes de reskilling y upskilling para todos los equipos implicados”.

Demanda real y servicios

De su lado, Paul Salvati, Senior Engineer - Connected Vehicle at Applus+ IDIADA, explica que “La introducción del 5G en la industria automotriz está en proporción similar a su presencia en la vida cotidiana de la gente común. El cambio de 4G a 5G no ha sido tan significativo como lo fue el paso de 3G a 4G, que marcó un antes y un después en las comunicaciones móviles al pasar de redes CS a redes 100% PS. En aquel entonces, la mejora en el rendimiento de la red fue muy notoria y permitió a los usuarios satisfacer la demanda de servicios de la época, masificando el uso de redes de datos móviles. Actualmente, la mayoría de estos servicios siguen siendo los mismos, por lo que el 4G o 4G+ aún cubre gran parte de las necesidades de uso. El salto masivo en 5G se dará con el 5G Stand Alone, pero aun así, es necesario generar demanda de servicios para que las operadoras desplieguen masivamente esta tecnología a nivel territorial”.

En cuanto a la expansión e impacto de esta tecnología en las plantas de fabricación de vehículos y componentes, señala: “La expansión del 5G sigue el patrón previsto, donde generalmente cada 10 años se despliega una nueva tecnología. Actualmente estamos en el ecuador del 5G, y a principios de 2030 probablemente estaremos comenzando a hablar del 6G. Aunque los inicios de esta década se vieron afectados por la pandemia, la evolución y penetración del 5G en la sociedad está siendo más lenta de lo esperado. A medio plazo, se espera que el 5G SA (Stand Alone) sea una realidad masivamente desplegada, permitiendo no solo que la industria de fabricación de vehículos y componentes sea más eficiente, sino también sirviendo como punto de partida real para la conectividad vehicular, gracias a la funcionalidad de 'slicing' que ofrece esta tecnología”.

Si hablamos de desafíos, Salvati considera que “el principal desafío es que exista una demanda real y servicios que requieran esta tecnología. Mientras las operadoras no vean un nicho de mercado claramente definido que puedan explotar, aprovechando el diferencial que aporta el 5G respecto a sus predecesores, no verán la necesidad clara de desplegar masivamente ni buscar convergencias con otras tecnologías. Como en muchos otros ámbitos, es el mercado el que marca la oferta y demanda, y actualmente la demanda no es alta”.

En cuanto a formación, explica que “no debe limitarse solo al personal, sino extenderse a la sociedad en general”. Por ejemplo, “hay personas que compran un coche sin saber qué es el eCall ni cómo funciona, a pesar de que puede salvar vidas tras un accidente. A menudo, la tecnología avanza a un ritmo más elevado de lo que la sociedad puede asimilar. Si queremos aprovechar los beneficios que la tecnología aporta a la sociedad, es fundamental que su introducción venga acompañada de formación o educación para quienes la reciben. Esto no solo aumentará el número de personas que aprovechan los beneficios de la tecnología, sino que también incrementará exponencialmente la cantidad de usuarios conscientes. A largo plazo, esto ampliará las posibilidades de que, conociendo lo que una tecnología puede ofrecer, se desarrollen más servicios, aumentando así la demanda, lo que a su vez llevará a los operadores a aumentar la oferta”.

Read this article in english.