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2021-03-16La industria naval rumbo al futuro, de la mano del 5G

Agencia de Noticias UN |Navantia es una empresa pública española referente en la construcción de buques de alta tecnología. Con más de 300 años de historia, apuesta firmemente por la innovación tecnológica como palanca de cambio. Es por ello que está desarrollando, junto con Telefónica, 3 casos de uso de 5G y edge computing en su astillero de la ría de Ferrol. El objetivo, comprobar los beneficios que estas tecnologías pueden aportar a la reparación y la construcción de buques.

Navantia es una empresa puntera con gran presencia internacional. Hoy, está inmersa en un Plan de Transformación Digital enmarcado dentro del Plan Estratégico de la compañía. “La capacidad de identificar, desarrollar e implementar con agilidad nuevas tendencias incrementa la competitividad y nos permite la expansión hacia nuevos modelos de negocio”, nos cuenta Juan Porto, responsable del Área de Mantenimiento y Servicios de Navantia Ría de Ferrol.

El objetivo de este plan es evolucionar la empresa hacia la Navantia del futuro, la Navantia 4.0. Se articula en diferentes ejes, dentro de los cuales tecnologías como el big data, el Internet de las Cosas, la Inteligencia Artificial, la robótica, la ciberseguridad o el blockchain, y por supuesto, la conectividad, juegan un papel fundamental. “Confiamos en la experiencia de Telefónica como operadora digital. Es una empresa líder en el desarrollo e implementación de muchas de estas tecnologías y con productos ya consolidados” – prosigue Juan -. “Telefónica es nuestro partner en la digitalización. Estamos trabajando juntos en varios proyectos para definir las infraestructuras, entornos de seguridad y comunicaciones necesarias para alojar una innovadora plataforma digital”.

“Confiamos en la experiencia de Telefónica como operador digital”

Unos de estos proyectos es el desarrollo de tres casos de uso en los que el 5G y el edge computing pueden ayudar en los procesos de reparación y construcción de buques. “Este proyecto nos da la oportunidad de evaluar la tecnología 5G y prever sus posibilidades, de cara a implementar su uso ya en la primera etapa de implantación”, explica Juan.

Infraestructura 5G dedicada

Juan Manuel Cambeiro, Experto del área de 5G Customer Innovation en Telefónica, nos cuenta cómo surgió este proyecto: “Red.es, que es un organismo que depende del Ministerio de Asuntos Económicos y Transformación Digital, lanzó una convocatoria para realizar pilotos de 5G a nivel nacional, cofinanciados con fondos Feder. Cuando surgió la oportunidad de definir un proyecto de 5G en Galicia, Navantia era una opción evidente para nosotros. Siempre ha sido un cliente muy innovador, que aplica las nuevas tecnologías para mejorar sus procesos de fabricación. Telefónica ganó la convocatoria, se lo propusimos y aquí estamos hoy: en uno de los pocos astilleros del mundo que tienen una infraestructura 5G dedicada”.

Junto con Ericsson, se ha desplegado cobertura de 5G NSA y SA, para alcanzar velocidades de descarga de hasta 10 gigabits por segundo

Para hacer realidad este proyecto, Telefónica ha desplegado, en colaboración con Ericsson, tres elementos fundamentales: por un lado, cobertura 5G dedicada, con antenas en el interior de los talleres del astillero. Detrás de esa cobertura dedicada se han desplegado dos redes 5G completas: una en tecnología NSA (Non Stand Alone) o 5G de primera generación. Y otra en tecnología SA (Stand Alone) o 5G pura. Y un tercer elemento, un centro de edge computing con una alta capacidad de procesado gráfico, en una de las centrales de Telefónica en A Coruña, a 60 km del astillero de Ferrol.

Para el calibrado de la cobertura 5G de milimétricas, Telefónica ha contado con la colaboración de Sony, utilizando una de sus primeras unidades de Xperia Pro

El edge computing permite ejecutar servicios con baja latencia y aporta flexibilidad y eficiencia

“Como factor reseñable del despliegue que hicimos”, nos dice Juan Manuel, “está el tipo de cobertura. Además de desplegar antenas de 3,5 GHz, que es la única frecuencia que hasta ahora ha licitado el Gobierno y es la que existe en la mayor parte del mundo, hemos querido desplegar una cobertura en banda de milimétricas, que son 26 GHz. En esta frecuencia se pueden alcanzar loa mayores anchos de banda: hasta 10 gigabits de descarga y un gigabit de subida. Una de las primeras antenas del mundo que Ericsson ha fabricado en bandas milimétricas europeas la hemos tenido en este proyecto”.

Adicionalmente, el edge computing permite ejecutar servicios que requieren de baja latencia, sin necesidad de desplegar infraestructura IT en las instalaciones del cliente. Con la consiguiente flexibilidad y ahorro en tiempo y costes a la hora de lanzar nuevos servicios.

5G y edge computing para la asistencia técnica remota

El primero de los casos de uso consiste en proporcionar asistencia técnica remota a los oficiales de mantenimiento de Navantia en los casos de averías. “Con la evolución tecnológica actual de todos los equipos que estamos adquiriendo”, prosigue Juan, “nos es imposible tener un técnico especializado en cada uno de los equipos en planta. Con esta solución, podemos permitirnos el tener una actuación directa con los servicios técnicos de los fabricantes en tiempo real e inmediatamente”.

Mediante unas gafas de RA, el oficial de mantenimiento puede recibir instrucciones en tiempo real de un técnico de mantenimiento en remoto

La solución consiste en establecer una comunicación en tiempo real entre el operador de mantenimiento que está asistiendo a una avería en un equipo y el servicio técnico, que se encuentra en una posición remota. A través de unas gafas de realidad aumentada que lleva el operario, se realiza una vídeo llamada entre ambos. En ella, el servicio técnico recibe el vídeo de lo que está viendo el operario; a su vez, el servicio técnico puede proporcionar indicaciones al oficial de mantenimiento, tanto por voz como mediante grafismos que se superponen en realidad aumentada a lo que ve el operario, guiándole así en la resolución del problema.

El 5G y el edge computing hacen posible aplicaciones de realidad aumentada de más calidad, más completas e inmersivas

Ana Vega, Experta en Proyectos de Innovación en Telefónica, nos explica la solución técnica: “Para este caso de uso, el 5G nos aporta un gran ancho de banda, tanto de subida como de bajada. Así, toda la parte virtual que superponemos a la realidad va perfectamente sincronizada y acompaña de forma fluida los movimientos del operario, sin causarle mareos. Adicionalmente, el edge computing nos aporta una gran capacidad de cómputo y baja latencia, para procesar toda esta información en tiempo real”. Esto permite trasladar al edge las aplicaciones que hoy en día se ejecutan en las gafas. Y hace posible contar con aplicaciones de realidad aumentada mucho más completas, de mayor calidad y más inmersivas; a la vez, las gafas son más baratas y ligeras de utilizar. 

“Hemos contado con Cinfo, una empresa especializada en tecnologías de vídeo y de inteligencia artificial, para hacer el desarrollo”, añade Ana.  “Y hemos utilizado aquí las Hololens 2, de Microsoft, que son lo último en gafas de realidad aumentada en el mercado y te permiten operar con las manos libres”.

5G y edge computing para el proceso constructivo

El segundo caso de uso que Telefónica está desarrollando para Navantia consiste en dar soporte al complejo proceso constructivo de un buque. “Nuestro proceso constructivo se denomina construcción integrada”, explica Juan Porto. “Consiste en asignar cada instalación a una fase del proceso, de acuerdo con una secuencia establecida, para optimizar la seguridad de los trabajadores, la calidad y el coste de los trabajos. Con estas nuevas tecnologías como el 5G y el edge computing, buscamos ser más ágiles y detectar a tiempo posibles errores en el proceso”.

Gracias al ancho de banda y la baja latencia del 5G, es posible visualizar sobre un escenario constructivo real las distintas piezas a construir en cada fase del proceso

La complejidad del proceso de construcción de un buque viene dada tanto por la cantidad de instalaciones a realizar – acero, tubería, ventilación, electricidad, acomodación, mecánica, pintura, etc. – como por la correcta identificación del momento oportuno para cada una de ellas.  “A modo de ejemplo” – prosigue Juan-  “un buque tipo fragata, de cerca de 6.000 Tn, consta de 25.000 tubos distribuidos en diferentes servicios, 450.000 metros de cable y acomodación para 200 personas, distribuidas en 600 locales”.

Industria naval


De nuevo, en este caso de uso las gafas de realidad aumentada juegan un papel fundamental, permitiendo visualizar sobre el entorno real de construcción los elementos diseñados.  De esta manera, la persona encargada de planificar la construcción integrada puede ir revisando los elementos previstos en las diferentes fases y detectar posibles errores de diseño antes de la instalación.

La solución ayuda a detectar posibles fallos de diseño antes de la construcción

“El reto que tenemos aquí” – nos indica Ana –  “es el ajuste con precisión milimétrica entre la realidad y la capa virtual. De nuevo, la baja latencia del 5G es fundamental para que el movimiento de la parte virtual vaya acompasado al movimiento de la cabeza, evitando errores de comprensión. Por otra parte, gracias al edge computing, podemos lanzar todos los modelos virtuales desde el edge en tiempo real. Podemos ir seleccionando distintas capas, activando unas u otras y viendo solo las piezas específicas de esa capa. Y toda esa información llega de forma instantánea a las gafas”.

En este caso de uso Telefónica cuenta también con la colaboración de Cinfo para el desarrollo de la aplicación.

Procesamiento en tiempo real del escaneado en 3D

Puerto


El tercer caso de uso tiene que ver con el hecho de que los buques se construyen en bloques, que posteriormente se ensamblan. Pero antes de hacerlo, es necesario comprobar que encajan perfectamente entre sí, mediante su escaneado en 3D. 

Un buque se construye dividiéndolo en bloques que posteriormente se ensamblan. Antes de hacerlo, es preciso comprobar mediante un escaneado 3D que todo encaja

Juan nos lo explica: “La división del buque en bloques hace necesario contar con numerosos interfaces entre ellos. El requisito de soldadura de estos elementos entre sí es muy exigente y requiere de un ajuste en obra durante el montaje de bloques. Si la posición relativa entre estos elementos estuviese fuera de los márgenes establecidos para el proceso, implicaría un volumen de trabajo en grada inaceptable. La detección temprana (en la fase de fabricación de los bloques) de estas desviaciones es fundamental”.

Industria naval 5G


Y es en el procesamiento de los datos obtenidos de este escaneado donde el 5G y el edge computing aportan un enorme valor al proceso: “Hasta ahora”, prosigue Juan, “los datos adquiridos en obra se almacenan internamente en el escáner, y luego se vuelcan en el equipo donde serán procesados, mediante cables o dispositivos de almacenamiento portátiles. Dado el volumen de información a transferir, es un proceso relativamente lento”.

Edge Computing 5G

Un proceso que hoy tarda días, gracias al 5G puede realizarse al instante

“El streaming del escaneado 3D lo estamos desarrollando con Idronia“, explica Ana. “Hemos desarrollado un módulo 5G para dar conectividad al escáner 3D de Leica y conectarlo con el edge“.

“Utilizamos aquí” – nos indica Juan Cambeiro – “dos capacidades clave del 5G: el gran ancho de banda de subida y el cómputo en el edge. Cuando el escáner genera esos gigabytes de información de la nube de puntos, en vez de llevarlos manualmente con un disco duro, que es como se hace hoy, utilizamos la red 5G para hacer un streaming de datos que sube toda esta información a un servidor que tenemos en el edge. Un operario tranquilamente se conecta a ese servidor y puede ver la nube de puntos que se está escaneando en tiempo real en ese astillero y en varios otros astilleros. Estamos hablando de un proceso que, a día de hoy, lleva días, y que con esta tecnología se hace al instante”.

El 5G, motor de la transformación de la industria


Puerto


Estos casos de uso aplicados a la industria naval son tan solo un ejemplo de lo que el 5G puede aportar a la transformación y recuperación de la industria. Juan Cambeiro lo resume así: “La industria ahora mismo está sufriendo una transformación radical. Necesita procesos más flexibles, más móviles y más eficientes. Dentro de esta transformación de tipo industria 4.0, el tener comunicaciones inalámbricas, críticas y fiables es esencial. Y aquí es donde el 5G encaja como un guante:  ofrece comunicaciones de gran ancho de banda, bajísima latencia, calidad de servicio garantizado y una alta fiabilidad”.

El 5G es un gran aliado en la transformación de la industria hacia procesos más flexibles, móviles y eficientes

Son muchos los procesos industriales que pueden beneficiarse de las capacidades de gran ancho de banda y baja latencia del 5G: desde el telecontrol de la maquinaria o la coordinación entre robots a los algoritmos de prevención de accidentes, en los que el milisegundo cuenta.

El 5G ha venido para quedarse. Y en Navantia tienen claro que, para ellos, es un nuevo aliado en esa gran travesía rumbo a la innovación que iniciaron hace ya más de trescientos años: “El 5G nos aporta unas capacidades de conectividad que nos van a permitir optimizar nuestros procesos productivos dentro de nuestra plataforma digital”, concluye Juan Porto.


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