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fabbriche intelligenti

5G, l’impatto su aziende per Industry 4.0: ecco come

Il 5G potrebbe contribuire a sviluppare il settore manifatturiero. Si può trarre vantaggio dai miglioramenti in densità di connessione e latenza più bassa, per andare verso la fabbrica intelligente connessa, con tanti dispositivi internet delle cose. Ecco qualche esempio

09 Apr 2018

Enrico Martini

Ministero dello Sviluppo economico


Il 5G porterà a un cambiamento nella capacità delle reti mobili, aprendo possibilità per nuovi servizi innovativi, come l’Internet of Things (IoT), i veicoli connessi e la realtà aumentata (AR). Il tutto avrà un impatto anche sul modo di funzionare delle aziende e potrebbe essere il futuro del paradigma Industry 4.0.

Lo sviluppo del 5G

La premessa è che la velocità di roll-out e il tasso d’adozione del 5G dipenderà dagli investimenti complementari realizzati in infrastrutture di rete, nonché in nuovi servizi, applicazioni e prodotti che fanno utilizzo del 5G.

La possibilità di differenziazione dei servizi senza dover costruire reti fisiche differenti farà crescere i servizi destinati a particolari settori industriali così come a gruppi di utenti specifici. Pertanto, il 5G ha il potenziale per modificare i modelli di business degli operatori di rete, che fino ad oggi hanno offerto servizi ampiamente standardizzati, differenziati soltanto per i loro piani tariffari.

Questo apre la porta anche a nuovi ruoli per gli intermediari nella catena del valore posizionata a valle degli operatori di rete, che possono offrire di collegare e riconfezionare la connettività a vantaggio di particolari industrie. Ad esempio, gli aggregatori potrebbero mettere insieme pacchetti transnazionali di connettività per particolari industrie. Più in generale, ci potrebbe essere l’opportunità per la strutturazione di reti diverse, collegandole insieme per creare servizi di connettività specifici verticali.

Molto è stato detto recentemente sui casi d’uso che le capacità tecniche potenziate del 5G potrebbero supportare, dai miglioramenti nei servizi mobili a banda larga fino ai veicoli completamente autonomi. Molti potenziali usi sono attualmente nelle prime fasi di sviluppo; ulteriori casi d’uso potrebbero rivelarsi importanti una volta che il 5G sarà diffuso, anche se ad oggi non sono ancora stati evidenziati.

È improbabile però che molti casi d’uso emergano con chiarezza nel breve-medio termine, a causa della scarsa domanda, del rischio commerciale, della mancanza di hardware adatto o semplicemente per via della grande quantità di ricerca e sviluppo che deve essere ancora sviluppata.

L’UE e altri paesi hanno messo in atto numerose iniziative per sostenere la ricerca e promuovere le sperimentazioni. Fino ad oggi tali iniziative hanno mostrato ciò che è tecnicamente fattibile, ma c’è stato un limite d’attenzione a come, e se, tali servizi saranno commercialmente sostenibili.

Quando si considerano prodotti e servizi che potrebbero essere abilitati dal 5G, c’è chiaramente un alto livello di rischio per gli sviluppatori. Non si può presumere che il 5G sarà a disposizione ovunque e in tutte le condizioni. È ragionevole aspettarsi che – per un tempo considerevole – ci sarà un ambiente di connettività mista, con reti 4G e Wi-Fi che forniranno connettività interna alle imprese. Il 5G inizialmente sarà concentrato sulle aree urbane. Perciò, per i servizi commerciali e prodotti che utilizzano la connettività mobile volendo fornire un servizio universale occorrerà rinunciare alle opzioni che dipendono interamente dal 5G.

L’impatto del 5G su aziende Industry 4.0

Negli ultimi anni, il settore manifatturiero europeo sta utilizzando i miglioramenti dell’ICT per far crescere la sua produttività.

Il 5G potrebbe contribuire a ulteriori sviluppi nel settore manifatturiero, consentendo miglioramenti nelle velocità di trasmissione dati tramite l’evoluzione delle reti mobili a banda larga. Ad esempio, c’è possibilità per il settore di trarre vantaggio dai miglioramenti in densità di connessione e latenza più bassa, in quanto il 5G consentirà a più dispositivi e macchine di comunicare. Questo potrebbe facilitare nuovi modi di lavorare, apportare significativi guadagni di efficienza e portare al superamento dei metodi di produzione tradizionali.

La crescente importanza della produzione di sistemi cyber fisici ha generato una maggiore domanda di connettività e scambio di informazioni su un insieme più ampio e diversificato di dispositivi, a nuove scale che richiedono rapidità dei tempi di risposta. Il 5G potrebbe aiutare il settore manifatturiero a realizzare i concetti della fabbrica connessa e dei prodotti connessi, e partecipare a catene di valore connesse.

All’interno del settore industriale sono stati identificati alcuni potenziali casi d’uso per il 5G, che coprono i processi produttivi interni a una singola fabbrica e integrano i processi trasversali di più fabbriche.

Gli impatti di breve-medio periodo

Nel breve-medio periodo i requisiti di questi casi d’uso derivano principalmente da un numero crescente di IoT o dispositivi abilitati per M2M. In una certa misura, questi requisiti per la connettività wireless all’interno di un ambiente chiuso (ad esempio una fabbrica) possono essere soddisfatte utilizzando tecnologie esistenti (come NB-IoT, Lora, SigFox ecc.) eventualmente integrate da soluzioni RLAN come il Wi-Fi.

Le reti Wi-Fi stanno continuando a evolversi e potrebbero esserci dei progressi sufficienti per supportare alcune nuove applicazioni. Ad esempio, è in corso un lavoro di ricerca per creare una rete wireless più intelligente, che sarà introdotta portando i concetti dei cellulari 3G e 4G al Wi-Fi. C’è la possibilità per lo standard di consentire l’integrazione con le reti 5G (ad esempio lo standard Wi-Fi IEEE 802.11ax). Il Wi-Fi certificato WiGig consente connettività multi-gigabit e bassa latenza. La Wi-Fi Alliance sta introducendo funzionalità di risparmio energetico per consentire l’utilizzo di Scenari IoT con dispositivi alimentati a batteria.

Tuttavia, se il numero di dispositivi connessi cresce fortemente e i requisiti di connettività di tali dispositivi aumentano rispetto al throughput dei dati o bassa latenza, è possibile che le tecnologie esistenti potrebbero non riuscire a soddisfare tali requisiti in modo efficace.

Gli impatti di lungo periodo

Il 5G potrebbe a quel punto diventare un’alternativa di livello superiore, da utilizzare, ad esempio, quando i dispositivi IoT devono essere economici ed energeticamente efficienti, ultra-affidabili e con latenze molto basse. In tali casi il 5G ha il potenziale per fornire tecniche di risparmio energetico per raggiungere una durata della batteria di 10-15 anni e una maggiore flessibilità in termini di prestazioni (con affidabilità fino a 99,9999%) e latenza ultra-bassa. Questo potrebbe garantire lo stesso livello di affidabilità offerta dalle attuali architetture cablate.

Il 5G potrebbe anche essere interessante per i produttori manifatturieri che desiderano assicurare che i diversi sistemi IoT wireless funzionino bene insieme. La tecnologia 5G può consentire l’azionamento di un gran numero di sensori nelle immediate vicinanze senza compromettere la disponibilità e senza necessitare di una pianificazione complessa.

Inoltre, le interazioni macchina possono ancora essere eseguite usando tecnologie cablate in mancanza di una tecnologia per orchestrare, monitorare e ottimizzare la rete wireless. Tale orchestrazione potrebbe essere difficile o costosa qualora i produttori manifatturieri adottino una serie diversificata di tecnologie wireless, protocolli e formati di dati. Al contrario, l’utilizzo del 5G per tutti i requisiti di connettività dell’impresa potrebbe essere la soluzione che risolve tali criticità.

La grande varietà di casi di utilizzo del 5G nel manifatturiero rappresenta una sfida oltre che un’opportunità. C’è necessità, infatti, di condividere fra tutti gli stakeholder la crescente quantità di informazioni disponibile su questi nuovi casi per permettere ai fornitori di comprendere meglio e in anticipo quali settori industriali potranno richiedere di più il 5G nel breve-medio periodo.