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Con il 5G l’infrastruttura di rete per l’Industria 4.0 diventa alla portata di tutti

di Piero Macrì ♦ La nuova tecnologia sarà sul mercato a settembre, ma per le aziende che sono interessate alla riduzione dei costi della digitalizzazione di fabbrica e all’apertura di nuovi business, bisognerà aspettare ancora un anno. Intanto partono le prime sperimentazioni in ambito smart city a Milano, con Vodafone, e le applicazioni legate alla logistica (E-novia), e alla  robotica collaborativa (Abb). Parla Antonio Capone del Politecnico di Milano

Velocità fino a 10 Gbps, tempi di risposta real time, possibilità di connettere un numero di dispositivi teoricamente infinito. Se queste sono le premesse, quali sono i cambiamenti che potrà realmente introdurre l’imminente disponibilità del 5G? Primo, con le infrastrutture di nuova generazione si potranno avere prestazioni wireless comparabili con quelle delle reti cablate; secondo, in ambito industriale la banda mobile ultraveloce sarà in grado di competere con le tecnologie che sono state finora utilizzate per la gestione degli ambienti produttivi; terzo, la rete diventerà progressivamente il terreno di coltura di nuove applicazioni IoT e Impresa 4.0, contribuendo allo sviluppo di modelli di business basati su prodotti connessi; quarto, si configura la possibilità di affermazione di un utilizzo as a service dell’infrastruttura.

Per Antonio Capone, docente del Politecnico di Milano e responsabile dei progetti di sperimentazione che sono stati avviati in partnership con Vodafone nell’area metropolitana, la grande novità è la riduzione dei costi della digitalizzazione di fabbrica: «Con il 5G l’infrastruttura di rete per l’Industria 4.0 diventa alla portata di tutti». Industria Italiana ha fatto il punto sulla tecnologia di rete di nuova generazione e sui progressi e risultati che si stanno ottenendo grazie alle iniziative che sono state avviate insieme a Vodafone, l’operatore che ha fatto di Milano il più grande laboratorio 5G d’Italia investendo più di 90 milioni di euro. «Milano diventa a pieno titolo la capitale europea del 5G, ha affermato di Aldo Bisio, Ad di Vodafone Italia. La sperimentazione ha catalizzato gli investimenti di importanti realtà nazionali e internazionali e ha confermato l’effetto dirompente del 5G, che potrà ridisegnare tutte le filiere industriali, aprire nuove opportunità di internazionalizzazione per le imprese italiane e incidere sul benessere delle comunità».

 

Il laboratorio milanese 5G di Vodafone

 

Sabrina Baggioni, Direttore Programma 5G di Vodafone Italia

Tanti i settori interessati dalla sperimentazione Vodafone nella città di Milano: sanità e benessere, sicurezza e sorveglianza, smart energy e smart city, mobilità e trasporti, manifattura e industria 4.0. «Il nostro obiettivo è quello di trasformare Milano nella capitale europea del 5G – afferma Sabrina Baggioni, Direttore Programma 5G di Vodafone Italia. La sperimentazione sull’area metropolitana rappresenta per noi un vero e proprio laboratorio di innovazione aperta: lavoriamo ogni giorno con i nostri partner per realizzare 41 use case, servizi e applicazioni di nuova generazione entro il 2019». Il Politecnico di Milano è partner strategico della sperimentazione ed è impegnato nello sviluppo di circa metà dei servizi. La sperimentazione coinvolge altri due centri di ricerca e università italiane (IIT e CNIT), importanti partner tecnologici (Huawei, Nokia, Qualcomm, Altran, IBM, Exprivia|Italtel, Prisma Telecom Testing, SIAE Microelettronica, Siemens e AWS), leader di settore in vari ambiti industriali (Abb, Fca, Magneti Marelli, Pirelli, Vodafone Automotive, ENI Fuel, FS Italiane, Poste Italiane, Sky Italia, Esselunga), eccellenze nel mondo della sanità (Humanitas e IRCSS Ospedale San Raffaele), e infine startup e piccole imprese innovative (Life, e-Novia, Movendo Technology, Intellitronika, TIE).

Con 5G una digitalizzazione più avanzata a portata di Pmi

La rete come servizio, così come avvenuto in ambito consumer, fa il suo ingresso nel contesto d’impresa, eliminando le barriere di acquisto e manutenzione di infrastrutture on premise, con tutti i vantaggi che ne possono derivare in termini di economia di scala. Sul fronte industriale non mancano use case di grande interesse, basti pensare alla logistica di prossimità, alla robotica collaborativa e alla manutenzione remota e predittiva. Con la copertura generalizzata le aziende potranno intraprendere un nuovo percorso di sviluppo basato su un paradigma “network as a service” adottando la stessa logica che ha permesso di utilizzare risorse cloud, di computing e di storage, esterne al perimetro aziendale. In termini di costi si configura un vantaggio soprattutto per le aziende medio piccole, che potranno utilizzare il 5G come alternativa ad infrastrutture di rete più costose. In definitiva, con il 5G si realizza la possibilità di compiere il passaggio a una digitalizzazione più avanzata a costi più ragionevoli. «E’ un’opportunità enorme per le aziende – spiega Capone – in quanto si potranno comprare servizi applicativi e sviluppare modelli di business nei quali la componente di connettività diventa una componente a consumo». Ecco, a seguire, l’intervista con il docente del Politecnico di Milano.

 

Antonio Capone, docente del Politecnico di Milano

 

D. 5G, cosa cambia dal punto di vista applicativo?

R. Dal punto di vista applicativo significa poter contare su una connettività più distribuita e diffusa, all’interno e all’esterno dei luoghi produttivi. Significa, per esempio, poter disporre di un’infrastruttura nazionale per la logistica, con nuovi modelli di business che possono essere sviluppati grazie alla possibilità di avere prodotti connessi nel momento in cui arrivano nelle mani del cliente. Il valore del prodotto non sarà solo determinato dalle sole caratteristiche intrinsiche, ma proprio dal fatto di una sua permanente connettività. E’ quanto già accaduto con lo smartphone, il “connected device” per antonomasia che ha permesso di creare un’offerta applicativa travalicando il pre-esistente modello del personal computer. Ci relazioneremo con nuovi oggetti/prodotti connessi che potranno continuare a mandare dati a coloro che li hanno prodotti, creando le condizioni per migliorare la produzione della serie successiva o permettendo aggiornamenti software per patch di sistema.

D. Quando le aziende potranno iniziare a mettere le mani sul 5G?

R. Attualmente tutte le sperimentazioni avvengono sulle frequenze autorizzate dal Mise ma dal momento in cui avverrà il primo lancio commerciale – presumibilmente a settembre – chiunque potrà iniziare a fare proprie sperimentazioni. Chiaramente sarà una prima versione del 5G, con in primis una velocità di trasferimento più alta del 4G, ma non avrà ancora alcune caratteristiche che sono invece interessanti per applicazioni in ambito industriale. Queste arriveranno nella seconda metà del 2020. Stiamo parlando di bassa latenza, che consentirà di spostare nella rete gli algoritmi di controllo delle macchine. Tutto quello che ha che fare con il mondo dell’automazione e della robotica potrà beneficiare di altissima affidabilità di servizio coerente con i requisiti di applicazioni critiche. Infine, arriveranno le versioni per l’Iot massivo con connettività a bassissimo consumo energetico per moltissimi oggetti, nell’ordine di milioni.

D.Cosa cambia per quanto riguarda lo sviluppo delle soluzioni?

R. Servirà tanta collaborazione tra i diversi partner, in particolare tra le gli operatori telco, i system integrator e le aziende poiché significa mettere a fattor comune infrastruttura e competenze associate a singoli processi verticali. Tutto ciò richiederà da parte di tutti una disponibilità al cambiamento. Tra le aziende vinceranno coloro che terranno aperta la porta all’innovazione poiché le novità che potrà introdurre il 5G nell’ambiente di produzione sono davvero enormi. Oltre a comprare un servizio connettività, sarà possibile comprare dalla rete capacità di calcolo, hosting e gestione applicativa con il vantaggio di poter distribuire l’intelligenza delle applicazioni lì dove necessario. L’adozione del 5G determina infatti il passaggio da un’internet centralizzata a un’internet distribuita.

D. Esempi di possibile applicazione in ambiente industriale?

R. Molte possibilità ruotano attorno all’edge computing ovvero elaborazione di prossimità di dati acquisibili da sistemi e device dotati di sensori. Basti pensare che secondo Gartner entro il 2022 il 75% dei dati aziendali saranno creati e processati “at the edge”, e cioè in prossimità degli strumenti che li generano, contro l’attuale 10%. E’ un qualcosa di cui si è parlato soprattutto in riferimento all’autonomous car ma è altrettanto vero in ambito industriale. Con il 5G si ha la possibilità di gestire applicazioni critiche che devono soddisfare tempi di risposta veloci con un grado di affidabilità elevato. Significa parlare di una rete che permette di essere alternativa in termini di prestazioni a quelle attualmente utilizzate in contesti di industry, rendendo possibile un controllo e una gestione remota. In buona sostanza il 5G mette in discussione il modo in cui le applicazioni di fabbrica sono state fino ad oggi create, ponendo nello stesso le premesse per una flessibilità e distribuzione delle informazioni.

 

Il robot per le consegne YAPE, una delle realizzazioni di E-novia, si avvarrà del 5G

 

D. Quali le applicazioni associate alla logistica?

R. Con l’utilizzo del 5G, robot, droni o veicoli autonomi, parzialmente o completamente autonomi, collegati alla rete, saranno in grado di fare delle piccole consegne muovendosi lungo i marciapiedi delle città. E’ logistica dell’ultimo miglio, un’applicazione che secondo me potrà avere uno sviluppo molto interessante; una volta consegnato l’oggetto si potrà interagire con un operatore presente in una stanza di controllo per ottenere maggiori informazioni. E’ uno dei casi d’uso sui quali ritengo ci saranno maggiori investimenti. I nuovi “minipony” digitali li vedremo a breve girare per le nostre città. Yape, la soluzione per le consegne dell’ultimo miglio – realizzata con il Politecnico di Milano, eNovia, Poste Italiane ed Esselunga – è rappresentata da un veicolo elettrico ultraleggero a guida autonoma prodotto da e-Novia.

D. E per quanto riguarda use case industriali?

R. La logistica di ultimo miglio potrà essere applicata in anche in ambienti chiusi, per la movimentazione all’interno di magazzini ed aree industriali. Altro caso d’uso riguarda la robotica collaborativa ovvero l’interazione con macchinari provvisti di sensori per consentire di lavorare in sicurezza a fianco dell’uomo. Quello che stiamo facendo è mettere i sensori tutt’intorno all’area di lavoro per dare modo di aumentare sensibilmente la capacità d’interazione e consentire una gestione dei processi di fabbrica non più da postazioni fisse ma mobili. Le linee di produzione potranno essere adattate a varianti del singolo pezzo poiché i sensori d’ambiente potranno dare all’operatore più informazioni.

Tutto questo nell’ottica di una produzione agile, che cambia velocemente e che permette la lavorazione di piccoli lotti di produzione con un livello di complessità come quello richiesto dall’uomo. Sono tutti esempi di come si possa cambiare l’ambiente di lavoro, l’efficienza e la flessibilità del processo di produzione. Altri casi d’uso prevedono un uso molto avanzato della realtà aumentata per la gestione della manutenzione. Una delle startup si occupa proprio di questo: fornire strumenti di visione agli operatori in modo tale da consentire, anche senza avere una competenza specifica sulla macchina, un intervento sul campo. Può essere un intervento su un quadro elettrico, con informazioni e istruzioni rese disponibili in modalità visuale o con l’aiuto di un assistente remoto. Insomma, significa poter fare manutenzione senza dovere ricorrere a tecnici iperspecializzati.

 

5G sul mercato a settembre

 

D. Ma quanto tempo ci vorrà prima di vedere una raele diffusione di nuove applicazioni 5G?

R. Lo sviluppo e implementazione di nuove applicazioni non sarà velocissimo: non tanto perché la tecnologia non sia pronta. Una volta individuato il caso d’uso e la reale fattibilità tecnica occorre tradurre il tutto in un business economicamente vantaggioso. Individuare i possibili ritorni di investimento, valutare gli impatti e ipotizzare uno use case commerciale. Con il 5G si apre un modo nuovo di sviluppare le applicazioni dove conterà tantissimo la collaborazione tra operatori di rete ed esperti di mondi verticali. Vedremo sperimentazioni digitali avanzate che diventeranno obiettivi sostenibili e che un domani potranno entrare nel novero delle applicazioni industriali.

 

Edge computing e 5G per la robotica collaborativa

 

Yumi
YuMi ( courtesy Abb)

 

La soluzione YuMi che si avvale del robot collaborativo a due bracci di Abb, lavora fianco a fianco dell’operatore nell’assemblaggio delle valvole. Grazie alla rete 5G, il robot YuMi comunica in wireless con un dispositivo che è in grado di riconoscere i movimenti dell’operatore trasformandoli in comandi per il robot stesso. Il dispositivo è realizzato da Smart Robots, società controllata da e-Novia. I comandi sono generati da un software di intelligenza artificiale (AI) creato dal laboratorio Merlin del Politecnico di Milano. La sinergia tra il 5G, il dispositivo Smart Robots e il robot collaborativo di ABB supportato dall’intelligenza artificiale consente agli operatori di trarre vantaggi in termini di ergonomia e facilità d’uso nelle fasi di assemblaggio e permette di ottimizzare il processo in termini di tempo e qualità del ciclo di produzione.

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