Performance assessment of mobile networks in Industry 4.0
- Autores: David Segura Ramos
- Directores de la Tesis: Raquel Barco Moreno (dir. tes.), Emil Jatib Khatib (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Málaga ( España ) en 2024
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Francisco Javier López Martínez (presid.), Isabel de la Bandera Cascales (secret.), Eduardo Baena Martínez (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería de Telecomunicación por la Universidad de Málaga
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: RIUMA
- Resumen
La transformación digital actual, conocida como la revolución digital, está impactando diversos sectores, incluido el industrial. En este contexto surge la Industria 4.0, o cuarta revolución industrial, que busca convertir las fábricas tradicionales en fábricas inteligentes mediante la automatización y la integración de tecnologías de intercambio de datos. El objetivo es hacer los procesos de producción y distribución más eficientes, flexibles y robustos. Para lograrlo, la Industria 4.0 se apoya en diversas tecnologías, como sistemas ciberfísicos (CPS), Internet de las cosas (IoT), computación en la nube, inteligencia artificial (IA), robótica y análisis de Big Data.
La adopción de estas tecnologías permite nuevas aplicaciones, como líneas de producción reorganizables, vehículos guiados automatizados (AGVs) y robots autónomos, que ofrecen movilidad y flexibilidad. Sin embargo, estas innovaciones presentan desafíos, especialmente en cuanto a los requisitos de comunicaciones de baja latencia, alta fiabilidad y alto rendimiento. Aquí es donde la red 5G se convierte en una tecnología clave para enfrentar estos retos y facilitar la implementación de la Industria 4.0.
Esta tesis se enfoca en la integración de la red 5G en entornos industriales, evaluando y mejorando su rendimiento para diferentes casos de uso en fábricas inteligentes. Se divide en tres partes principales:
1. Evaluación del rendimiento para servicios críticos: Esta parte analiza servicios que requieren baja latencia y alta fiabilidad, como la comunicación de los AGVs. Se estudian las numerologías de 5G y se realiza una evaluación empírica de la escalabilidad de la red con diferentes tecnologías en entornos industriales.
2. Optimización de la red: Se desarrollan algoritmos para mejorar el rendimiento de la red 5G. En primer lugar, se propone un algoritmo dinámico para activar la duplicación de paquetes (Packet Duplication) en conectividad dual (Dual Connectivity), mejorando la fiabilidad para servicios críticos sin desperdiciar recursos. Además, se estudian configuraciones de Network Slicing para gestionar la calidad de servicio (QoS) según los distintos perfiles de tráfico.
3.Evaluación de dispositivos IoT celulares (CIoT): Se analiza el rendimiento de las optimizaciones del estándar 5G para reducir la sobrecarga de señalización en los dispositivos CIoT. También se examina la seguridad de la transmisión temprana de datos (Early Data Transmission), identificando vulnerabilidades y ofreciendo recomendaciones para mejorar la seguridad.
En conjunto, la tesis explora cómo la red 5G puede potenciar el desarrollo de la Industria 4.0, optimizando su rendimiento y adaptándose a los requerimientos específicos de las fábricas inteligentes.
