Come possono le aziende manifatturiere intraprendere positivamente un percorso di innovazione industriale? Una ricerca (“Una connettività perfetta favorisce l’innovazione industriale”) – realizzata da Forrester Consulting e commissionata dalla multinazionale americana attiva nella produzione di semiconduttori e di circuiti integrati Analog Devices – dimostra che le aziende più mature, sotto il profilo della digital transformation, sono quelle che hanno anzitutto investito in connettività. L’85% di loro dispone di tecnologie di Industrial IoT. Secondo il report, basato su un sondaggio che ha coinvolto 312 dirigenti di produzione di tutto il mondo, è appunto l’IIoT a consentire la raccolta e l’esame dei dati di fabbrica, l’interoperabilità tra la rete industriale e quella IT e in definitiva il controllo puntuale dello shopfloor. È una tecnologia prodromica all’implementazione di altre, come l’AI, il machine learning, la robotica avanzata. Occorre però una connettività efficace e pervasiva, soprattutto per evitare i fermi di produzione con la manutenzione preventiva e predittiva.
Il 5G, lo standard mobile a bassa latenza che consente un rapido trasferimento di dati, è la frontiera della nuova connettività, perché potenzia l’IIoT, permette reazioni real time e di conseguenza rende le aziende più resilienti, agili e flessibili. Dall’implementazione del 5G le aziende mature si attendono avanzamenti più marcati, ad esempio in termini di personalizzazione dei prodotti e qualità dei controlli, rispetto a quelle di media o bassa maturità. Ciò significa che le imprese industriali mature pronte ad adeguare la connettività ai nuovi paradigmi sono anche quelle meglio posizionate per guidare l’innovazione e ottenere un vantaggio competitivo.
Questo articolo trae spunto non solo dalla ricerca, ma anche dalla tavola rotonda “Industrial Connectivity: Accelerating the Roadmap to Becoming Digital-First virtual event” cui hanno partecipato il senior vice president industrial consumer & multi markets di Analog Devices Martin Cotter, il senior vice president automotive, communications and aerospace & defense della stessa azienda Greg Henderson, il chief tecnology officer di Abb Bernhard Eschermann, il partner digital platform strategy & innovation di Veryzone Richerd Toole, e il principal analyst di Forrester Paul Miller.
Quali tecnologie supportano attualmente le aziende di alta, media e bassa maturità
Si diceva dell’alta percentuale di aziende mature che dispongono di tecnologie IIoT, in confronto al 66% delle aziende con media e del 17% di quelle con bassa maturità. Non è un caso, si afferma: l’Internet delle cose industriale fornisce una connessione tra oggetti fisici e sistemi digitali all’interno dell’intero perimetro di fabbrica, e provvede al monitoraggio remoto e alla visibilità: è la base per la convergenza tra IT e OT, e quindi al controllo completo e puntuale dello shopfloor. Inoltre, una volta abbinata a tecnologie quali il machine learning, può consentire altre capacità avanzate, come ad esempio la manutenzione predittiva o modelli aziendali improntati ai dati o as-a-service.
Per le aziende ad elevata maturità le altre tecnologie fondamentali attualmente presenti (entrambe a quota 82%) sono, pertanto, il monitoraggio in tempo reale delle attrezzature e l’analisi basata su cloud. Ciò vale anche per le imprese di media maturità, dove queste due tecnologie sono adottate rispettivamente dal 64% e dal 61% di loro. Quanto alle aziende low maturity, per loro le tecnologie più diffuse sono l’analisi basata su cloud (22%) e la robotica (17%).
Priorità per gli investimenti in tecnologie di aziende di alta, media, e bassa maturità
Il discorso cambia quando si considerano le priorità per gli investimenti in tecnologia. Disponendo già dell’IIoT, per Le aziende ad alta maturità contano di più l’analisi basata su Cloud (77%) e il monitoraggio in tempo reale dello shopfloor (76%). Per quelle di media maturità, invece, al primo posto resta l’IIoT (69%), poi l’analisi basata su Cloud (68%) e la connettività via cavo, come l’ethernet industriale (61%). Per quelle con bassa maturità, infine, la priorità assoluta è l’IIoT (36%) seguita dall’intelligenza artificiale e il machine learning (23%) e dalla realtà virtuale e aumentata (23%).
La fabbrica del futuro richiede connettività senza soluzioni di continuità
1) Solo investendo nell’affidabilità della rete si possono conseguire I vantaggi dell’IIoT
Le aziende, a prescindere dal loro grado di maturità, convergono nel ritenere che l’investimento nell’affidabilità della rete industriale è cruciale per consentire loro di ottenere i benefici della tecnologia IIoT, per ottenere analisi fruibili in tempo reale e quelle necessarie a definire una strategia concorrenziale a lungo termine (quest’ultimo obiettivo è nella mente del 99% delle imprese ad alta maturità).
2) I fermi di produzione non programmati sono costosi
Il 53% delle aziende con bassa maturità affronta fermi produzione non pianificati almeno una volta alla settimana. Con minore frequenza, anche le aziende con maturità media ed elevata affrontano situazioni di questo genere. Questi eventi presentano molte implicazioni negative. Le aziende con bassa maturità si preoccupano perlopiù della perdita di produzione, mentre quelle con media ed elevata maturità guardano agli alti costi di inventario e alla ridotta soddisfazione dei clienti.
3) Il 5G è il “motore” per una rete industriale veloce e affidabile
Il 5G promette lo sviluppo di applicazioni rivoluzionarie che vivranno al di fuori dell’ambiente cablato. In particolare, nell’industria manifatturiera, le aziende immaginano un utilizzo sempre più avanzato dell’IIoT. Ad esempio, si potrebbe abilitare l’Erp, il software pianificatore delle risorse di impresa che consente di amministrare tutti i processi rilevanti dell’azienda, direttamente all’IoT grazie al 5G. In questo modo, l’Erp integrerebbe i dati di sensori e di device IoT per orchestrare real time e senza intervento umano i meccanismi dell’azienda che fanno girare il business. Ma cos’è il 5G? Le reti mobile si sono evolute rapidamente da quando sono state digitalizzate con il 2G, che consentiva l’invio dei messaggi scritti e vocali. Il 5G è l’ultimo avanzamento, definito dalla Next Generation Mobile Networks (Ngmn) Alliance, un’associazione di operatori, venditori, produttori e istituti di ricerca operanti nel settore dal 2006. Si differenzia dalle generazioni precedenti perché, nel 2025, a regime, la banda disponibile dovrebbe aumentare di tre ordini di grandezza dagli attuali 1 Gbit al secondo fino a 100 Gbit al secondo; e a causa della bassa latenza (l’intervallo di tempo che intercorre fra il momento in cui viene inviato l’input al sistema e il momento in cui è disponibile il suo output) pari a 2 millisecondi.
È appunto la bassa latenza ad aprire un mondo di casi d’uso che i paradigmi esistenti non possono gestire da soli. Non è immaginabile né economico un trasferimento integrale dei dati dello shopfloor al Cloud. Sono invece le citate caratteristiche del 5G, e l’infrastruttura edge collegata a questa tecnologia a consentire un esame preliminare delle informazioni e una selezione di quelle da inviare in Cloud per ulteriori analisi avanzate – che sono poi quelle che portano ad una costante innovazione. Per Cotter, «le preziose elaborazioni rese possibili dal 5G sono destinate ad incrementare la flessibilità sia dell’azienda che della supply chain», appunto perché la flexibility non può che realizzarsi se non con il trasferimento di dati pre-elaborati. Secondo Henderson, «uno dei motivi per cui il 5G può comportare grandi avanzamenti nel mondo industriale è Il network slicing». Si riferisce alla possibilità di strutturare una rete in sottoreti specializzate in rapporto all’uso, ad applicazioni che hanno requisiti diversi. Una slice (“fetta”), ad esempio, può servire in uno scenario IoT: sarà necessaria poca banda. In altri casi, invece, il 5G sarà spinto al massimo, per velocità, banda e latenza.
4) Le reti 5G private potrebbero diventare un componente strategico per molte aziende manifatturiere
Secondo la ricerca, l’ascesa dell’IIoT e della connessione degli asset stanno portando le aziende a valutare l’opportunità di installare reti 5G private nei propri stabilimenti: promettono una migliore privacy, maggiori livelli di sicurezza e conformità dei dati e prestazioni più elevate.
5) Il ruolo degli «ecosistemi della connettività»
Per Toole, «si assiste all’affermarsi di «ecosistemi della connettività», e cioè di piattaforme per l’innovazione e per le transazioni che implicano uno scambio sempre più intenso di dati fra aziende e fra queste e i loro supplier e customer. Ciò determina la creazione di nuovi business mode e di nuovi stream di revenue».
6) La connettività deve portare ad una vera comunicazione bidirezionale
Per Eschermann, «la connettività comporta una comunicazione che si svolge in due direzioni: la prima serve ad estrarre quantità crescenti di dati dallo shopfloor – e da questo punto di vista ci sono grandi sviluppi, grazie a tecnologie dedicate come i sensori e come il 5G; la seconda a governare, comandare e attuare i sistemi. Sotto questo profilo, si procede con più lentezza e ponderazione, perché sorgono problemi da risolvere: si pensi a quello della sicurezza nella collaborazione tra uomo e robot negli stessi spazi di lavoro. È necessario lavorare per realizzare una vera comunicazione bidirezionale».
7) È già operativo un potente driver del cambiamento, quanto a connettività e adozione di nuove tecnologie
Per Miller, «c’è un importante driver nell’accelerazione della connettività e di nuove tecnologie: è il Covid-19, che sta comportando avanzamenti lungo tre direzioni: l’agilità, la resilienza e la flessibilità. Le aziende hanno sentito il bisogno di rispondere meglio ai cambiamenti della domanda mondiale, ma anche alle nuove esigenze dei consumatori e dei supplier locali. In realtà il Covid-19 ha reso possibili delle risposte a richieste che primo o poi sarebbero emerse». Anche secondo Cotter la pandemia ha costituito «un vero catalizzatore per la trasformazione digitale: le aziende avevano bisogno di orientarsi e adottare strategie di connettività che le aiutassero a porre le basi per le future innovazioni».
Le aziende ad alta maturità hanno aspettative più importanti dal miglioramento dell’affidabilità della rete e dall’adozione del 5G
1) Miglior uso dell’infrastruttura Cloud e IP più sicuri
In generale, secondo le aziende intervistate, il miglioramento dell’affidabilità della rete (che riguarda anche l’implementazione del 5G) darà vita a più progressi. Ad esempio, il 68% di quelle ad alta maturità (come d’altra parte il 60% delle medium maturity e il 58% delle low maturity) ritiene che ciò comporterà un uso più proficuo dell’infrastruttura Cloud esistente; il 66% delle aziende della stessa categoria pensa inoltre che gli IP saranno più sicuri. Quest’ultima opinione è condivisa dal 54% delle medium maturity, ma solo dal 21% delle aziende a bassa maturità.
2) Aziende più reattive con i dati real time
Un vantaggio molto importante, secondo il 63% delle aziende high maturity (58% e 40% per quelle di media e bassa maturità) è il fatto di poter disporre di dati real time, che consentono risposte immediate anche in situazioni inattese.
3) Controlli avanzati
Grande rilievo è conferito all’efficienza e alla qualità dei controlli che comportano miglioramenti in termini di manutenzione della macchina: anche qui, la percentuale più alta, 60%, si riscontra presso le aziende più mature; ma non è troppo diversa da quelle di media (59%) e bassa (45%) maturità.
4) Meno personale per controllare le macchine
Un altro tema è quello dei tecnici impiegati quasi costantemente nella risoluzione dei problemi di inattività delle macchine. Il 56%, il 53% e il 47% rispettivamente delle aziende di alta, media e bassa maturità pensano che reti più affidabili e veloci possano far sì che un numero minore di dipendenti siano occupati in queste attività, liberando una quota di personale per mansioni più creative.
5) Analitycs utili in più situazioni
Ancora, secondo il 51% delle aziende di alta maturità (contro il 54% di quelle di media, e il 36% di quelle di bassa maturità) grazie al 5G gli analytics potranno essere utilizzati in un più ampio ventaglio di use case.
6) Personalizzazione dei beni più avanzata
Infine, il 50%, il 43% e il 51% rispettivamente delle aziende di alta, media e bassa maturità pensano che le reti più affidabili e con il 5G comporteranno la produzione di una più ampia varietà di beni e di una più intensa customizzazione.
Raccomandazioni di Forrester per creare reti più affidabili e avanzare nella trasformazione digitale
1) L’azienda manifatturiera deve preparare un piano di sicurezza
L’attesa moltiplicazione dei volumi di dati circolanti, la connessione con ambienti esterni al perimetro dell’azienda manifatturiera, e la stessa convergenza tra contesti IT e OT comporta un incremento dei cyber-rischi. Dunque la questione della security va affrontato nel momento stesso in cui si crea l’infrastruttura di comunicazione; e bisogna tener presente l’intero percorso del flusso dei dati: dalla fabbrica ai partner, ai fornitori, e al Cloud.
2) Imparare a chiedere aiuto
Per molte aziende «i servizi Cloud così come le macchine interconnesse in grado di segnalare i guasti sono delle novità». In generale, tutte le tecnologie che dipendono dal trasposto di dati lo sono. Pertanto, non è difficile sbagliare. Dunque la cosa migliore è cercare di capire come fare il minor numero di errori. Bisogna individuare le lacune formative del personale, e identificare partner accreditati in grado di fornire un valido aiuto nel caso in cui si verifichino delle situazioni che l’azienda fatica ad interpretare.
