Con il 5G si realizza la convergenza di tre diverse dimensioni tecnologiche: automazione industriale, information technology e telecomunicazioni. E’ bene tenerlo a mente, perché è proprio questo il punto centrale della trasformazione che sottende l’introduzione della next generation network. Semplificando, da una parte l’acquisizione dati dal front end di fabbrica, dall’altra l’elaborazione e l’analisi dei dati e, infine, la connettività end to end, dentro e fuori la fabbrica, indoor e outdoor, secondo un paradigma edge to cloud. Sorge spontanea una domanda: tutto questo non è già oggi possibile realizzarlo con reti radio mobili 4G, Lan e wi-fi? Certo, ma esiste una differenza sostanziale, di performance, innanzitutto. Nokia, per esempio, afferma che l’efficienza operativa può essere di un 20% superiore rispetto a quella assicurata da altre soluzioni di connettività.
E poi vale una considerazione di fondo: l’investimento in 5G può essere tattico, legato a una specifica esigenza applicativa – realtà virtuale e aumentata, monitoraggio e servizi da remoto, sistemi di visione, manutenzione predittiva, automazione intralogistica, robotica collaborativa – ma va soprattutto considerato da un punto di vista strategico poiché l’interconnessione macchine, fondamento dell’industry 4.0, porterà nel tempo una crescita esponenziale del volume di dati da movimentare e analizzare che dovrà essere razionalizzata e ottimizzata. 5G, dunque, come autostrada digitale dove far progressivamente convergere il traffico dell’industrial IoT. Senza dimenticare le opportunità che nascono per far decollare la componente di servizio degli oem. E’ in questa prospettiva che le aziende valutano il 5G. Applicazioni di remote assistance, controllo robotico e monitoraggio a distanza, come quelle realizzate da Tim per Comau, sono un esempio della centralità del 5G come futuribile modello di mobile factory. Ma c’è anche un altro aspetto da tenere in grande considerazione: al di là delle prestazioni, superiori a una qualsiasi alternativa wireless, il 5G introduce una grande flessibilità in termini di disposizione spaziale dei macchinari e apparati industriali all’interno di un plant.
Significa poter supportare le aziende nel riconfigurare e cambiare rapidamente la produzione esistente per soddisfare una domanda variabile e discontinua, personalizzata. Un aspetto che non solo può condizionare e valorizzare la capacità di adattamento a un mercato che sta rapidamente virando a una personalizzazione di massa, ma che può dare vita a instant factory ovvero plant “zero cavi” che possono essere “ready to run” nel giro di pochi mesi, senza dover sostenere alcun costo di cablaggio. Nel corso dell’ultima edizione di Sps, Industria Italiana si è confrontata con Sabrina Baggioni, 5G program director di Vodafone Italia; Claudio Broggio, acceleration leader di Sas; Francesco D’Angelo, responsabile sales manufacturing enterprise market di Tim; Marco Zampolli, membro del working group 5G di Anie Automazione e industrial IoT sales director di Advantech; Andrea Malagnini, chief information officer di Exor International; Elda Bernardi, telco & media delivery manager di Engineering; Andrea Del Core, responsabile mercato manufacturing & logistic di Nokia Italia; Angelo Candian di Siemens e Salvatore Spera, senior manager communications media & technology di Accenture Italia.
Un mercato immaturo ma con grandi opportunità
Per quanto interessante, il 5G è ancora una tecnologia in larga parte incompresa dalle aziende italiane. Secondo l’Osservatorio del Politecnico di Milano, nel 2021 è cresciuta la conoscenza delle caratteristiche del 5G da parte delle aziende end user: il 30% ha un livello di conoscenza almeno buono, contro il 24% del 2020; soltanto il 27% non la conosce affatto. Le imprese dimostrano anche una maggiore consapevolezza delle opportunità offerte dal 5G, con il 34% che lo valuta positivamente e si sta attivando per capire come sfruttarlo (14 punti in più del 2020) e il 30% che dichiara di aver avviato progetti o iniziative pilota nell’ambito o di volerlo fare nel prossimo anno. Anche le imprese della filiera Ict si stanno muovendo: il 43% ha attivato o intende attivare progetti 5G nei prossimi 12 mesi. Come si afferma nel report dell’Osservatorio, “Ora è il momento di sfruttare l’esperienza dei primi casi e la maggiore maturità delle imprese per investire e far crescere un mercato ancora immaturo ma con grandi opportunità da cogliere”.
Non siamo più nella fase di sperimentazione, la tecnologia è pronta all’uso
Qualunque fabbrica può iniziare oggi a investire e dotarsi di mobile private network o usufruire di applicazioni as a service 5G. La tecnologia è già matura ed è in costante evoluzione. Le telco hanno iniziato a lavorare a partire dal 2019 sulla release 15, tecnologia ancora dominante nelle reti pubbliche, e nel 2020 si è passati alla release 16, quella che porta le più importanti novità per il mondo manifatturiero. Nel 2021 sono arrivati i primi chipset creando le condizioni per sviluppare applicazioni reali su vasta scala. Le sperimentazioni diventano proof of concept ed evolvono poi a veri use case applicativi. La rivoluzione è appena cominciata. Quest’anno è attesa la release 17, importantissima per il mondo Industrial Iot: introduce il new radio light che consente il collegamento a dispositivi a bassissimo consumo energetico.
Infine, si sta definendo l’insieme di tecnologie che costituiranno il 5G advanced, lo step intermedio verso il 6G, che arriverà tra una decina d’anni. L’evoluzione e gli aggiornamenti non devono però far pensare che si debba attendere per sviluppare i primi progetti. Il 5G sarà sempre, per definizione, un cantiere aperto. Il momento per investire è adesso. «E’ indispensabile continuare a sensibilizzare le aziende, afferma Marco Zampolli per conto di Anie. Con il working group 5G, vogliamo impedire che si crei un nuovo gap digitale. In Germania sono state già realizzate 150 private network mentre in Italia il mercato deve ancora decollare. Importante, per esempio, è far capire le possibilità che esistono nel ridefinire il business di un costruttore di macchina. Passare dalla semplice vendita di prodotto a quella di servizi. Certo serve coraggio, abbandonare la propria comfort zone, e avventurarsi su quelle che oggi possono apparire tecnologie borderline ma che sono destinate a diventare uno standard industriale».
Nasce il modello telco per il manufacturing as a service
La tecnologia radio mobile 5.0 cambia il modo di intendere la rete, che non è più solo pura connettività. Con il 5G la potenza di calcolo viene portata sulla rete poiché, per assicurare adeguate performance, deve essere vicino a dove vengono creati i dati. Ecco, quindi, i data center che le telco stanno approntando su tutto il territorio italiano per sostenere un nuovo modello di architettura applicativa. Da Tim a Vodafone, da Fastweb a Wind Tre, tutti stanno potenziando e rendendo pervasivo il cloud di prossimità, sviluppato spesso con una logica di investimenti condivisi con hyperscaler. E’ il caso delle nuove Google cloud region di Milano e Torino che saranno ospitate presso i data center Tim. Con i servizi edge-cloud, offerti al mondo industriale e alle imprese in generale, le telco hanno nuovo ossigeno per ridare slancio al proprio settore, troppo appiattito sulla dimensione consumer. In ambito business non si vende sola connettività ma soluzioni e servizi. 5G è dunque telco as a service, un modello che, a sua volta, abilita un manufacturing as a service.
Machinery as a service, la nuova frontiera degli oem
Come osserva la manager di Engineering Elda Bernardi, la digital transformation associata al 5G richiede competenze specialistiche di cybersecurity, big data, intelligenza artificiale, internet of things e cloud computing. «Le informazioni, dice Bernardi, raccolte e integrate in tutti i processi aziendali, determinano un’accelerazione nei processi decisionali e forniscono un vantaggio competitivo alle aziende. In questo scenario, gli oem possono pensare a nuovi modelli di business, non più orientati alla sola vendita di prodotto, ma basati su soluzioni e applicazioni per un machinery as a service. «In particolare, osserva Salvatore Spera di Accenture, l’utilizzo del 5G e dell’edge–cloud permette di interconnettere e di gestire a distanza gli impianti industriali, offrendo servizi di manutenzione predittiva con efficienza, affidabilità e sicurezza superiori alle reti tradizionali». Non ultimo, come già sottolineato, la flessibilità. Le aziende possono configurare nel giro di pochi giorni il monitoraggio e la supervisione di una linea produttiva industriale, con importanti benefici in termini di riduzione dei costi e dei tempi di produzione.
Vodafone, potenza di calcolo e applicazioni cloud native
La next generation network di Vodafone può essere l’infrastruttura di un intero sito produttivo o una bolla di una singola area di lavoro o linea di produzione. Il nodo edge può risiedere on premise o su “mobile edge cloud (mec)”, micro data center di prossimità che la telco sta realizzando su tutto il territorio italiano. Attraverso l’architettura di rete edge-cloud di Vodafone si sfruttano al massimo le potenzialità della tecnologia mobile. «Su questa dimensione applicativa occorre fare entrare sviluppatori, startup e aziende che investono nell’intelligenza artificiale, dice Sabrina Baggioni, responsabile del programma 5G di Vodafone Italia. I new player possono alimentare nuove catene di business. 5G non è una tecnologia incrementale. Non è solo ed esclusivamente la rete più veloce del 4G. Porta con sé potenza di calcolo e applicazioni cloud native. Il nostro compito è semplificare la complessità. L’investimento non deve essere in un nessun modo frenato dalla paura. Se la private network è per aziende strutturate, medie e grandi aziende che possono affrontare investimenti di lungo termine, per tutti gli altri vi sono soluzioni as a service. Il cambio di paradigma lo si può fare anche adesso, partendo da un as a service 4G che in un futuro potrà evolvere in 5G». Un esempio è la Vodafone Industrial Connect, la soluzione prêt-à-porter dell’industrial IoT nata dalla collaborazione con Alleantia, Cisco e Sas. Per Vodafone, con il 5g si aprono, quindi, due possibili scenari: da una parte soluzioni su base progettuale che possono nascere da una private network, dall’altra soluzioni integrate pay per use.
Rendere l’IoT alla portata di tutti e farlo costare poco: i progetti di Vodafone per l’industria
Tim, il potere del cloud e la flessibilità del 5G. E in Comau prende vita la private network
Responsabile Sales Manufacturing Enterprise presso TIM
Per accelerare la digitalizzazione del settore manifatturiero, Tim ha creato una specifica industry verticale con l’obiettivo di sviluppare soluzioni e applicazioni 5G ready. Un’offerta che è strettamente legata all’estensione e consolidamento dell’infrastruttura cloud. 16 i data center presenti sul territorio. Possono soddisfare qualsiasi tipologia di cloud, privato, pubblico o ibrido. «La domanda 5G è ormai partita, ma non è esplicita, afferma il manager di Tim Francesco D’Angelo. E’ un qualcosa che nasce da un’esigenza che si è manifestata soprattutto nell’emergenza della pandemia. Le aziende si sono rese conto che avevano bisogno di una rete wireless che permettesse loro di introdurre flessibilità e riconfigurazione di loro siti produttivi. Reti che potessero essere create con una velocità estrema, che solo il 5G consente di fare. L’alternativa è il cablaggio ma ha dei grossi limiti: costi più elevati, tempi di realizzazione più lunghi, più vincoli nel layout e e nella disposizione degli apparati e dei macchinari». Use case? Fiore all’occhiello di Tim è la rete 5G realizzata in collaborazione con Ericsson presso la sede Comau di Torino. La prima applicazione riguarda il controllo del movimento di un robot con collegamento radio a bassissima latenza: grazie al costante aggiornamento del sistema centrale è possibile decidere il miglior processo produttivo in base ai parametri di lavoro. La seconda applicazione è relativa al monitoraggio in tempo reale degli asset industriali. In questo caso i dati vengono acquisiti da diversi sensori e inviati a un’applicazione che li utilizza per migliorare la pianificazione degli interventi di manutenzione predittiva, i processi produttivi e la qualità. Infine, la terza applicazione: riguarda l’assistenza remota e sfrutta sia la realtà aumentata che tutorial digitali.
Contratti basati su quality of service per singole slice di rete
L’infrastruttura 5G non è fatta di soli tubi dove far passare bit ma di potenza di calcolo. Con la virtualizzazione l’infrastruttura ospita apparati che eseguono funzioni di rete ma anche applicazioni. Con il mobile edge computing la capacità di calcolo è vicino a chi deve utilizzarla ed è strettamente legata alla delivery dei servizi. Il modello prevede la possibilità di creare slice di rete dedicate a mondi applicativi specifici con infrastruttura e network function che vengono create ad hoc per ottimizzare e rendere più efficiente quella particolare tipologia di applicazione. E’ la caratteristica con la quale è possibile definire contratti basati sul quality as a service, sulle performance che il provider si popone di garantire
Sas, serve una visione strategica sull’utilizzo dei dati
Con le reti radio mobili di nuova generazione si creano le condizioni per sviluppare nuovi applicazioni e servizi in una molteplicità di ambiti manifatturieri e industriali. Le killer application? Robotica collaborativa, assistenza e monitoraggio da remoto, con ausilio della realtà virtuale e aumentata. E poi, ancora: intralogistica, con la movimentazione di magazzino e asservimento macchine e linee di produzione tramite agv e amr. Infine, controllo qualità con sistemi di visione supportati da algoritmi di intelligenza artificiale. «Alla base di un investimento in 5G deve esistere una chiara strategia sull’utilizzo dei dati, osserva Claudio Broggio di Sas. La trasparenza delle informazioni relativamente alle performance di macchina, diventerà sempre più importante. Servirà a valutare il valore di un’azienda. Le banche guardano già con interesse a questo fenomeno. Per loro i dati delle macchine connesse rappresentano un indicatore di performance che potrà essere utilizzato per orientare gli investimenti». Insomma, la dimensione di servizio as a service apre a nuovi scenari, di efficienza operativa e sostenibilità in tutte le dimensioni, anche economica.
Cambia la filiera delle tlc
Come già detto, il 5G pone le basi per una riconversione delle tlc. Una questione sempre più strategica che, come affermato da Vodafone e Tim, va inquadrata all’interno della progressiva affermazione dell’edge computing e del 5G e che implica una crescente distribuzione della capacità di calcolo verso la periferia della rete. Un’offerta cloud, quindi, che potrebbe diventare sempre più integrata nella rete, grazie soprattutto alla diffusione del mobile edge cloud (mec), modello infrastrutturale che incentiva una collaborazione a tutto tondo tra la filiera cloud e la rete. Come si evidenzia nell’ultima relazione Agcom, affinché gli operatori riescano a cogliere le opportunità di monetizzazione derivanti dai servizi 5G occorre agire su più fronti. Da una parte, creare un ecosistema di attori (in parte provenienti dalla filiera tlc, in parte da altre industry come i cloud provider) in grado di cooperare per l’individuazione delle esigenze dei mercati verticali e la costruzione di un’adeguata selling proposition. Dall’altra, ampliare le competenze dei diversi attori della filiera tlc per riuscire ad avere una visione più ampia e diretta degli impatti del 5G nei diversi mercati verticali, da affiancare alle competenze specialistiche di attori esterni e, in alcuni casi, per giocare un ruolo di orchestratore nella gestione di progetti complessi.
Siemens, 5G come leva per l’IoT di produzione
Il gigante dell’automazione ha rilasciato il primo router 5G: supporta il protocollo di comunicazione Profinet, quello che viene utilizzato su reti ethernet per avere un controllo real time dei sistemi di automazione. Nell’headquarter della multinazionale, in Germania, la sperimentazione è ormai in fase avanzata e reti private 5G sono utilizzate per controllare intere flotte di agv. «5G è super connettività IoT per il settore produttivo, dice Angelo Candian di Siemens. Gestisce una molteplicità di protocolli di comunicazione in sicurezza, a bassissime latenze con meccanismi di ridondanza affinché il funzionamento sia garantito 24 ore su 24. E poi elevata performance in termini di velocità e comunicazione dati, e massive machine type communication, con aumento del numero dei nodi, sensori e device, che possono essere connessi in rete. Una rete perfetta per la manutenzione assistita da remoto, con utilizzo di sorgenti audio e video in real time, robotica collaborativa, veicoli industriali, agv e amr, in grado di spostarsi in autonomia grazie a una conoscenza dei percorsi che vengono elaborati dall’intelligenza artificiale. Tutto questo con performance che vengono rese possibili da rete private dedicate, calibrate e configurabili rispetto alle specifiche esigenze».
Con 5G, fabbriche zero cavi. Il caso Exor International
Società di produzione elettronica specializzata in interfacce hmi e comunicazione digitale con i sistemi di campo, la veronese Exor International ha deciso di investire nell’edge computing e nel cloud capitalizzando le potenzialità del 5G. In partnership con Tim e Intel, nel marzo del 2021 ha inaugurato il primo lab 5G, una private network industriale dove si testano tutte le potenzialità di comunicazione della next generation network. «Le aziende hanno bisogno di flessibilità e mobilità, che non può essere soddisfatta dal wi-fi, i cui limiti sono soprattutto la distribuzione geografica e la sicurezza», spiega il Cio di Exor Andrea Malagnini. Un esempio concreto della potenzialità del 5G? La fabbrica della nuova sede produttiva “5G no cables” che l’azienda sta costruendo in Usa a Cincinnati. «5G è rimodulazione del layout di fabbrica, logistica di movimento, un’unica tecnologia per collegare indoor e outdoor», dice Malagnini. Da una parte flessibilità di layout della produzione dall’altra il 5G come rete abilitante nuovi modelli di business. Come dice cio di Exor, «Utilizziamo questa tecnologia perché gli oem possano integrarla nelle loro macchine per erogare servizi a valore aggiunto basati su monitoraggio e analisi dei dati»
Nokia, avanti tutta con il 5G, ma la Germania ci supera
Come accennato in apertura, non è che senza il 5G sia impossibile fare progetti IoT. Come dice Andrea Del Core di Nokia, «la questione è che occorre guardare in prospettiva. Se si perseguono obiettivi di efficienza, la quantità di processi che riguardano il dato è enorme ed è destinata ad aumentare. Serve uno sforzo di razionalizzazione in quanto è improduttivo avere reti dedicate per ciascuna singola applicazione». Ecco, quindi, l’importanza di guardare al 5G come rete convergente su cui avere un quality of service differenziato a seconda delle necessità applicative, indipendentemente dal numero di dispositivi connessi. Il futuro del 5G è già iniziato. «Come Nokia abbiamo già realizzato 450 reti private in tutto il mondo di cui 150 in Germania. Ecco, questo è un dato preoccupante. Siamo la seconda potenza manifatturiera mondiale, ma in Italia siamo in ritardo. Stiamo giusto adesso iniziando a realizzare la prima private network. Chi investe avrà un vantaggio competitivo nel medio lungo termine poiché, come spesso accade, gli investimenti infrastrutturali non hanno un ritorno nell’immediato. Ma sono quelli che garantiscono la sostenibilità futura. Si semina oggi per aver un buon raccolto domani. Dalla nostra esperienza il 5G, utilizzato con la robotica, con i sistemi di visione per ispezioni di qualità, con la mobile intralogistica, la realtà aumentata per la field force automation, porta un aumento di efficienza di produttività di circa il 20%».
