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Retos y oportunidades de IoT en la Industria 4.0

El horizonte final de la tan mencionada digitalización de la empresa y la conversión en Industria 4.0 pasa por la automatización de procesos productivos gracias a IoT. Internet de las Cosas representa la mayor disrupción en todos los sectores desde la Revolución Industrial por su capacidad de transformar completamente los modelos de negocio. Un cambio de tal envergadura que muchos directivos se enfrentan a él con recelo y desconocimiento. Aún así, un 95% de las empresa de transporte y logística declaran haber aumentado su inversión en IoT, un 97% de las empresas del sector público aumentó el número de dispositivos conectados y el 93% de las empresas de energía aumentó el número de proyectos de IoT en los últimos meses (1).

Las razones de este impulso a la Industria 4.0 son claras: el 49% de las organizaciones han visto incrementar significativamente su ROI, con un 21% que asegura haber aumentado sus ingresos por encima del 10% y el 44% de las empresas consultadas afirman que mejora la experiencia del cliente o usuario.

Si atendemos a los beneficios puramente industriales, las nuevas soluciones conectadas varían desde la automatización de la cadena se suministro a la reducción de gastos de explotación, pasando por optimizar del uso de activos y vehículos, desarrollar nuevas categorías de productos y mejorar la seguridad y protección.

Gráfico | El cambio de percepción de IoT. (Fuente: Barómetro IoT)

La industria IoT se mueve

Que nos encontramos en el momento álgido de toma de posiciones en el sector es evidente a tenor de los constantes movimientos e inversiones a las que estamos asistiendo en el sector. Tan solo en los últimos meses, hemos visto como Samsung anunció que invertirá 1,2 MM$ en investigación sólo en EEUU en aplicaciones para Internet de las Cosas, apuntando a los objetos cotidianos conectados a la salud, la seguridad pública y la eficiencia energética. «Los objetos de todos los días se pueden transformar en soluciones. Los camiones pueden convertirse en recolectores de datos móviles, haciendo que nuestros puentes y personas sean más seguros. Solo necesitamos la creatividad para ver estas cosas desde un nuevo ángulo», dijo el vicepresidente y director ejecutivo de Samsung Electronics, Oh-Hyun Kwon, en una conferencia en Washington.

Otros gigantes de la electrónica ya se han estado posicionando previamente, como Microsoft al adquirir la firma italiana Solair que ofrece software y hardware que permite a las empresas sincronizar dispositivos inteligentes con Internet. O Cisco invirtiendo hasta 1,4 MM$ en la plataforma de servicios Jasper Technologies.

Operadores como Vodafone, hace tiempo también que ponen a disposición de sus clientes globales su IoT Platform, ofreciendo conectividad IoT administrada, administración de dispositivos y habilitación de aplicaciones, todo en un solo lugar.

Avances en todos los campos: sensores, dispositivos, red…

A medida que los dispositivos conectados a IoT aumentan exponencialmente, se hace necesario preparar todos los eslabones de la cadena. Operadores como Vodafone ya apuestan claramente por desplegar la red 5G que mejorará no solo la capacidad sino aspectos esenciales como la latencia. Además, se investiga en redes alternativas como las NB-IoT. Una de las últimas propuestas procede de la Universidad Carnegie Mellon y aprovechan los desafíos que enfrentan las redes de área amplia de baja potencia (LP-WAN) en entornos urbanos para construir la base de un sistema.

Las LP-WAN ayudan a los dispositivos de bajo costo a transmitir información a bajas velocidades de datos (kilobits por segundo) a largas distancias, lo que las convierte en redes ideales para dispositivos de IoT de bajo costo que tienen baterías con una vida útil limitada.

En este sentido Fujitsu Laboratories anunció el desarrollo de una baliza delgada y liviana, que pesa 3 gramos con un espesor de 2,5 milímetros, que no requiere reemplazo de batería u otro mantenimiento y es lo suficientemente flexible para su instalación en objetos redondos, esquinas y curvas. Todo ello redundará en una mayor autonomía y ubicuidad de los dispositivos IoT.

Tecnologías compitiendo, y colaborando, en redes LPWA

Se están desarrollando muchas tecnologías diferentes patrocinados por una amplia variedad de empresas privadas, consorcios, organismos de normalización y alianzas. Weightless, DASH 7, 802.11ah, Ingenu, LTE-M, EC-GSM-IoT: estos y muchos otros compiten por la cuota de mercado, ya menudo adoptan enfoques muy diferentes para cumplir los criterios que los casos de uso de LPWA necesitan; no menos importante, ya sea que se basen en estándares abiertos o en acumulaciones de tecnología patentadas.

Sin embargo, algunas tecnologías, especialmente Sigfox, LoRa y NB-IoT, han emergido como las primeras en LPWA. Cada uno tiene múltiples implementaciones de alto perfil en el campo y suficiente madurez tecnológica y soporte de mercado que probablemente sean considerados por cualquier empresa que desarrolle proyectos LPWA IoT.

¿Cuál es la tecnología adecuada para las necesidades de conectividad de su proyecto LPWA? ¿Y cuál es la opción más segura para que su organización apueste en el largo plazo? Después de todo, los casos comerciales se basan en dispositivos que operan en el campo durante una década o más.

Para tratar de resolver estas cuestiones, fabricantes y operadores están trabajando conjuntamente aunando esfuerzos y compartiendo avances.

En un mercado de LPWAN en alza, ya en 2013 Huawei y Vodafone lideraron la investigación en tecnologías de conexiones de red de bajo ancho de banda. Para adaptarse a los requisitos de este mercado, Huawei ha realizado tareas de preinvestigación y desarrollo relacionadas con soluciones NB-IoT de extremo a extremo y ha lanzado una solución previa a la estandarización para fines de pruebas.

Tomando dicha solución como base, en junio de 2015 Huawei construyó con éxito el primer sitio de exhibiciones del mundo junto con China Unicom en Shanghái. En diciembre del mismo año, Huawei y Vodafone finalizaron las pruebas conjuntas sobre la red comercial de España. En la actualidad, se ha realizado un avance sustancial en áreas de parking inteligente, lectura remota de medidores y aplicaciones.

Ventajas de las redes NB-IoT pata Internet Industrial

Vodafone ha evaluado cada tecnología LPWA en desarrollo y tomó la decisión de comprometerse con NB-IoT. Como explica en su Withepaper Narrowbad-IoT: Pushing the boundaries of IoT: “Creemos que las tecnologías estándares globales son el camino a seguir para garantizar la seguridad, la interoperabilidad, la escalabilidad, la calidad del servicio y la longevidad. En particular, NB-IoT está diseñado para abordar requisitos de área amplia de baja potencia y creemos que es adecuado tanto para implementaciones a gran escala como para perspectivas impresionantes de éxito generalizado en el mercado.”

Lo esencial a la hora de elegir una tecnología LPWA, es asegurarse de que haya redes disponibles donde planee implementarlas, con una cobertura nacional e internacional significativa para que pueda ampliar su negocio.

NB-IoT es un estándar 3GPP estrechamente relacionado con la tecnología LTE. Como resultado, se puede implementar en casi todas las estaciones base LTE, junto con el tráfico LTE, a través de
una actualización de software directa a la red de acceso de radio (RAN). Vodafone está en proceso de agregar NB-IoT a aproximadamente el 85% de su red a través de una actualización de software, y el resto puede actualizarse luego de una pequeña modificación de hardware, y el objetivo es habilitar todos los sitios LTE con NB-IoT para 2020. Pruebas hasta ahora, han demostrado que NB-IoT puede coexistir con tecnologías heredadas.

Los operadores de red pueden elegir entre tres opciones de implementación para adaptarse a diferentes entornos de red, lo que hace que NB-IoT sea quizás la tecnología LPWA más flexible.

Está diseñada para caber en un espectro de 180 KHz, por lo que cabe perfectamente dentro de uno o más bloques de recursos físicos LTE estándar (PRB). Cuando no es deseable desviar cualquier capacidad de LTE, NB-IoT también se puede implementar dentro de la «banda de protección» al borde de una asignación de LTE: la brecha entre las bandas de frecuencia que está diseñada para evitar interferencias. NB-IoT también se puede implementar de forma independiente en un único espectro de operador GSM, por ejemplo, en lugares donde los planes de despliegue 4G completos de un operador aún no están definidos, o de forma independiente junto a una banda de espectro LTE. Cualquiera que sea la forma en que se implemente, NB-IoT no depende de los recursos de señalización de ningún otro sistema.

La clave: el ecosistema IoT

Desarrollar la Industria 4.0 significa la absorción de la nueva filosofía de trabajo por parte de todos los departamentos, miembros del equipo y stakeholders. Inicialmente, el respaldo de la dirección será fundamental para eliminar la resistencia al cambio. Según una empresa de transportes del Reino Unido, citada en el Barómetro IoT de Vodafone: «Algunos departamentos están entusiasmados con IoT y no pueden esperar al siguiente proyecto. El principal problema que tenemos es cuando otros departamentos cuestionan por qué tienen que adoptar IoT o cambiar su forma de trabajar». Una vez que tenemos motivado a los miembros del equipo interno, lo siguiente para garantizar el éxito es contar con partners externos que estén también implicados y preparados para el desafío. Los usuarios que más éxito han tenido son los más propensos a involucrar a proveedores externos de las tres formas (destacadas en negrita).

El 41% de las empresas que ha visto un ROI «significativo» encargó a su proveedor de IoT que midiera los resultados, lo que convierte esta opción en la más popular en ese grupo, frente al 24% de las empresas que ha visto «poco» o «algún» ROI.

El uso de proveedores externos para medir el ROI es parte de una tendencia más amplia sobre cómo las empresas planifican y gestionan las soluciones IoT. En lugar de ver IoT como una compra de tecnología, lo ven como parte de un proceso empresarial más amplio. Según un distribuidor con sede en China: «Los proyectos de IoT son procesos empresariales habilitados por la infraestructura de TI».

Lo importante es que las empresas que ven loT como parte integrante de los procesos empresariales logran un mayor ROI.

En este sentido, otro de los aspectos a tener en cuenta a la hora de elegir un compañero de viaje en el desarrollo de sus proyectos IoT es la seguridad. La seguridad de IoT es una cuestión de equilibrio: proteger la información de la organización y, al mismo tiempo, dejar que esta siga funcionando. El equipo de seguridad tiene que tener una mentalidad abierta y saber que IoT debe enriquecer a la organización, no frenarla. La relación entre los equipos de proyecto y la seguridad será más estrecha que nunca. Así, la seguridad podría ser en parte la razón por la que el 91% de las empresas entrevistadas por Vodafone en su último Barómetro, dice que para ellas es importante trabajar con un proveedor de soluciones integrales en los proyectos de IoT.

Gráfico | Número de dispositivos conectados
Incremento del ‘número de dispositivos conectados’ en las empresas, en relación a IoT (Fuente: Barómetro IoT)