Tecnologie 1.09.2022
5G e industrial automation: un “matrimonio” necessario secondo gli esperti di automazione industriale. Grazie a tecnologie come sensori IoT, AI vision camera e robot autonomi mobili, oggi è possibile automatizzare tanti di quei processi che tradizionalmente venivano svolti dagli operatori.
Questo consente di svincolare gli operatori da compiti ripetitivi e a basso valore cognitivo o addirittura pericolosi. Inoltre, la possibilità di raccogliere e analizzare i dati in tempo reale apre per le aziende nuove opportunità di business, con l’offerta di servizi incentrati sui dati.
Tuttavia, la smart manufacturing richiede connessioni affidabili e ad alta velocità. Ad oggi, una quota consistente di aziende utilizza ancora l'Ethernet industriale e la tecnologia wireless legacy basata sul Wi-Fi, che ha capacità limitate.
Il 5G ha il potenziale di superare questi limiti, grazie alla bassa latenza e la possibilità di aumentare esponenzialmente il numero dei nodi connessi, anche in spazi ridotti.
Le specifiche tecniche della rete vengono definite dalla Third Generation Partnership Project (3GPP), progetto che unisce diverse organizzazioni per lo sviluppo di standard di telecomunicazione. Specifiche che poi vengono trasformate in standard dagli enti regionali, gli Standards Setting Organizations (SSO), che formano la partnership 3GPP stessa.
Il progetto nasce nel 1998 allo scopo di produrre specifiche tecniche e rapporti tecnici per un sistema mobile 3G basato su reti centrali GSM evolute. Le release che si sono succedute nel tempo hanno introdotto importanti novità per le reti mobili e, in diversi casi, hanno rappresentato delle vere e proprie milestone.
È questo il caso, ad esempio, della release 18 che proprio per il suo potenziale innovativo è stata ribattezzata dalla 3GPP stessa come la prima release del 5G Advanced (avanzato).
La release 17 ha permesso di supportare nuovi casi d'uso e fornire una connettività ubiqua in diverse condizioni e scenari di distribuzione. La rel-18 rappresenterà un ulteriore passo in avanti rispetto alla rel-17. Consentirà di introdurre ulteriore intelligenza nelle reti wireless e implementare tecniche basate sull'apprendimento automatico a diversi livelli della rete.
La rel-18, inoltre, introdurrà nuovi standard per le reti green, fornendo una metodologia di valutazione, KPI e tecniche di riduzione del consumo di energia.
Il lavoro sulla definizione delle caratteristiche della rel-17 si è concluso lo scorso marzo, con la pubblicazione attesa per l’estate. Nel frattempo, il 3GPP sta già lavorando sulla rel-18, che dovrebbe essere completata nel dicembre 2023 e pubblicata nella prima metà del 2024.
È proprio nella manifattura che il 5G può esprimere il suo potenziale maggiore.
In primo luogo, essendo una tecnologia wireless, il 5G permetterà di abbassare la soglia di accesso agli investimenti in tecnologie 4.0.
Inoltre, la bassa latenza e l’alta affidabilità che caratterizzano il 5G abilitano una comunicazione efficiente tra macchinari, persone e strutture. Il suo sviluppo darà quindi un boost all’adozione delle tecnologie di automazione industriale, con importanti vantaggi competitivi.
Primo fra tutti la flessibilità, un elemento chiave nell’Industria 4.0 dove la mass production lascia il posto alla mass customisation. Con la diffusione del 5G, le fabbriche diventeranno ambienti flessibili, dove le tecnologie dell’automazione permetteranno di riconfigurare (anche completamente) gli ambienti a seconda dei bisogni.
Inoltre, la bassa latenza abilita l’utilizzo delle tecnologie di automazioni in quei contesti dove la comunicazione dei dati in tempo reale è indispensabile. Un esempio riguarda gli AMR e i cobot, dove il 5G ha il potenziale di aumentare la sicurezza delle operazioni e quindi anche le applicazioni.
La possibilità di connettere oggetti anche a lunga distanza permetterà, ad esempio, di implementare flotte di robot per il trasporto di prodotti e componenti anche tra capannoni diversi.
Sicurezza che non riguarda unicamente la safety dei lavoratori, ma anche l’aspetto della security. Il 5G ha infatti introdotto la possibilità di slicing della rete, quindi di implementare più reti virtuali su un’infrastruttura fisica condivisa per supportare applicazioni o servizi diversi.
Poiché lo slicing della rete mantiene diversi tipi di sistemi di dati isolati l'uno dall'altro, aumenta il livello di sicurezza sia per applicazioni interne che per servizi offerti ai clienti.
Lo sviluppo del 5G darà un’ulteriore spinta anche all’adozione dell’Edge Computing. La gestione dei dati in loco, infatti, può risultare difficile se non si ha un’adeguata larghezza di banda. Il 5G permette alle aziende di superare questi limiti, gestire migliaia di dispositivi sul campo ed eseguire analisi dei dati all'Edge in tempo reale.
Ciò consentirà, grazie all’integrazione con AI e ML, di migliorare il monitoraggio dei macchinari in tempo reale e abitare la manutenzione predittiva. Non solo, perché il 5G trainerà anche l’utilizzo della realtà aumentata e della realtà virtuale per gli interventi di manutenzione da remoto.
Si riduce ancora, dunque, la possibilità di fermi imprevisti alla produzione, con vantaggi sia per i costruttori di macchine che per gli end-user. La possibilità di scambiare dati in tempo reale, inoltre, produrrà vantaggi lungo tutta la supply chain, ad esempio consentendo di monitorare l’avanzamento delle spedizioni.
