Questo articolo tratta i seguenti argomenti:
Si ritiene che la struttura interconnessa del futuro sarà un ambiente dinamico, in cui processi e risorse condivideranno le informazioni all'interno di un network connesso in real-time. Tale connettività in real-time richiede una rete in grado di supportare la bassa latenza, una larghezza di banda elevata nonché un numero di dispositivi che comunichino contemporaneamente. Per le implementazioni concernenti dispositivi di grandi dimensioni, la tecnologia wireless 5G offre un grande potenziale, atto proprio all’ottenimento di questo tipo di connettività in real-time.
Usualmente, le reti cablate erano utilizzate per collegare apparecchiature o risorse all'interno delle strutture. La logica alla base dell'utilizzo di una rete cablata è la sua durata e la relativa resistenza a fattori di interferenza come, ad esempio, altre reti e - nel caso delle strutture industriali - le onde elettromagnetiche. Al contrario, in precedenza, le reti wireless erano principalmente destinate ad applicazioni home. Tali reti potevano supportare la connettività di centinaia di dispositivi, ma non erano abbastanza affidabili da fornire la connettività cruciale in real-time che è richiesta per il funzionamento delle applicazioni industriali.
Il passaggio ad una fabbrica interconnessa, Industria 4.0, significa connettere centinaia di dispositivi e diverse apparecchiature presenti all'interno di una struttura ad applicazioni di remote monitoring o a piattaforme edge. Una connettività di tale portata non può essere ottenuta utilizzando reti cablate e, un mix di reti cablate e reti wireless, non fornirebbe l'affidabilità richiesta. Era pertanto necessario un miglioramento della tecnologia wireless, sia per le applicazioni domestiche sia per quelle industriali. È qui che entra in gioco il 5G.
Le reti 5G rappresentano la prima iterazione della tecnologia di reti wireless, realizzata per applicazioni industriali pesanti. Rispetto al 4G, il 5G - al massimo del suo potenziale - fornisce una velocità di trasferimento dati superiore al 4G. Sfruttando inoltre il decentramento, garantisce alle strutture che utilizzano il 5G, di ottenere comunicazioni affidabili a bassa latenza e a larghezza di banda elevata, in grado di supportare applicazioni cruciali in real-time.
Quando reti wireless vengono utilizzate per applicazioni di Industria 4.0, i network core 5G forniscono anche le risposte per risolvere la problematica del determinismo. Il networking deterministico garantisce che, il momento esatto in cui una risorsa riceve i pacchetti dati sia una metrica conosciuta, consentendo così alle applicazioni industriali di funzionare in real-time senza ritardi nel trasferimento degli stessi.
La connettività migliorata offerta dal 5G include anche il numero di risorse che possono connettersi alla rete senza causare alcun tipo di lag (ritardo). A differenza del 4G e delle reti cablate, il 5G offre una copertura di rete ineguagliabile per migliaia di dispositivi. Utilizzare il 5G per ampie coperture nelle strutture greenfield sarà più economico rispetto alla gestione di progetti di connettività estesi realizzati con reti cablate.
L’edge computing fornisce risposte su come acquisire dati da processi e territori precedentemente inesplorati. Attraverso il decentramento delle risorse analitiche, l'edge computing consente inoltre l'analisi dei dati in real-time, permettendo così alle strutture industriali di perseguire ed implementare strategie lights-out, le cosidette strategie a "luci spente". Sebbene il decentramento sia il concetto principale alla base dell'edge, i dispositivi edge devono essere in grado di comunicare con piattaforme cloud centralizzate e, per raggiungere questo obiettivo, è necessario un network stabile.
Il 5G fornisce la stabilità e la velocità necessarie per supportare le interazioni tra edge e cloud. Le strutture future sfrutteranno l'ampia rete fornita dal 5G per facilitare l'interconnettività in real-time tra dispositivi edge, implementazioni IoT, robot e sistemi autonomi con piattaforme cloud industriali.
Attualmente, l'industria automobilistica sfrutta l'elevata larghezza di banda e la bassa latenza del 5G, insieme al decentramento dei dispositivi edge, per trasferire grandi set di dati e guidare le strategie di Industria 4.0. Ad esempio, in Germania, il governo ha assegnato spettri di frequenza 5G privati a giganti della produzione automobilistica, come Audi e Mercedes-Benz. Queste case automobilistiche utilizzano le reti 5G, insieme ai dispositivi edge, per ottimizzare la supply chain e gestire la logistica, nonché ai fini del condition-monitoring.
Nel caso di Audi, le reti 5G supportano l'applicazione autonoma di robot per produrre accuratamente i veicoli Audi. La precisione offerta dai robot e il trasferimento deterministico dei dati operativi, tramite le reti 5G, garantiscono una produzione smart e in real-time all’interno degli stabilimenti Audi. Mercedes-Benz ha integrato il 5G nel proprio processo automatizzato di quality control, per utilizzare sistemi autonomi senza soluzione di continuità. Un esempio è l'utilizzo di veicoli a guida automatica, che gestiscono il processo di movimentazione dei materiali all'interno degli impianti di produzione dell'azienda. Secondo Ola Kallenius, Chairman del Consiglio di Amministrazione di Daimler e Mercedes-Benz, il 5G consente a Mercedes-Benz di migliorare la gestione delle proprie risorse attraverso un ambiente di produzione connesso e flessibile.
La risposta breve alla domanda di cui sopra è che il 5G aiuterà a sviluppare strutture interconnesse per supportare l'implementazione di strategie avanzate di digital-transformation. La risposta più lunga riguarda il modo in cui le singole strutture applicheranno il 5G per supportare le iniziative di Industria 4.0, insieme ai concetti di manutenzione predittiva, ottimizzazione della produzione degli impianti basata sui dati, remote monitoring e miglioramento della sicurezza.
Il futuro del 5G è fornire un ampio supporto di connettività per le industrie smart, le strutture di vendita al dettaglio smart, i magazzini e le città attualmente in fase di progettazione. La velocità e la connettività in real-time promosse dal 5G garantiranno interazioni cruciali in tempo reale e senza ostacoli, e gli operatori non dovranno più fare da babysitter ai sistemi smart.
Le reti 5G dovrebbero inoltre supportare l'utilizzo di veicoli smart e sistemi di tracking che dovrebbero interagire con piattaforme gemelle digitali, o con applicazioni di remote monitoring. Il trasferimento in tempo reale dei dati, attraverso l'asset monitorato e la piattaforma di monitoraggio, offrono molteplici opportunità di ottimizzazione dei processi per le aziende.
Il futuro del 5G e della tecnologia wireless è strettamente intrecciato con l'adozione di soluzioni di digital-transformation in tutto il settore industriale. Un'implementazione di successo del 5G in questo settore porterà allo sviluppo di molteplici casi di studio che formeranno il quadro per l'adozione del 5G finalizzata al miglioramento della produttività e all'aumento dei livelli di soddisfazione dei clienti.