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L’arrivo della tecnologia 5G, produrrà nell’industria manifatturiera una trasformazione che non ha precedenti. In virtù della latenza estremamente ridotta e dell’affidabilità della connettività 5G i sistemi di produzione risulteranno più sicuri, flessibili ed efficienti. Questo condurrà ad un’ulteriore automatizzazione dei robot, così come dei sistemi di trasporto del magazzino oltre che a una drastica riduzione dei cablaggi permettendo di raggiungere una reale flessibilità. Jens Jakobsen, HMS Labs Development Manager di HMS Networks rispondendo alle seguenti domande illustra quali saranno i vantaggi derivanti dall’introduzione della tecnologia 5G nelle fabbriche e come ciò avrà un impatto sul futuro dello smart manufacturing.
Quali sono alcuni dei vantaggi del 5G in fabbrica?
Automazione totale – Negli ultimi 30 anni, in fabbrica è stato automatizzato tutto ciò che era possibile automatizzare utilizzando la tecnologia cablata, ora il 5G, permetterà di completare il restante 10%. L’Industry 4.0 e lo smart manufacturing sono basati sul principio di integrazione della logistica, della gestione dei materiali e dell’automazione della fabbrica e il 5G ne rappresenta il fattore abilitante.
Flessibilità – Il 5G renderà le fabbriche ancora più intelligenti e flessibili poiché permetterà di sfruttare al massimo l’automazione, l’intelligenza artificiale, l’Internet of Things (IoT) e altro ancora. Il 5G offrirà anche un’alternativa wireless ai sistemi cablati spesso indispensabili per la connessione tra le macchine e i sistemi informatici centrali, rendendo il factory floor più flessibile e adattabile. La riconfigurazione dei sistemi di produzione, a fronte del cambio di linee di prodotto, risulterà pertanto più agevole.
Disponibilità elevata– L’uso del 5G permetterà di effettuare un monitoraggio in tempo reale e quindi di migliorare l’efficienza. La disponibilità e l’affidabilità del 5G sono indubbiamente superiori a quelle di WiFi, Bluetooth, RFID e di altre tecnologie wireless concorrenti.
Sicurezza e protezione – Sul 5G è possibile abilitare le macchine alla manutenzione predittiva e preventiva, con conseguente minimizzazione dei ritardi dovuti a fermate non programmate e salvaguardia degli operatori.
Sostenibilità – Da questo punto di vista, la lunga durata della batteria- fino a dieci anni- rende il 5G l’opzione migliore quale come soluzione standard per la comunicazione nelle fabbriche connesse e negli impianti di produzione.
Rete pubblica o privata – È possibile far operare, controllare e monitorare i propri sistemi tramite una rete 5G privata locale. Ciò permette di avere un controllo totale su tutti gli aspetti della rete 5G della fabbrica. È altresì possibile utilizzare una rete pubblica con stazioni base installate all’interno della fabbrica. Questa opzione non richiede all’azienda investimenti in termini di formazione, licenze di frequenza ed altri aspetti legati alla gestione di una rete 5G privata.
Infine tramite la tecnologia denominata network slicing è possibile creare reti semi-private all’interno della fabbrica. Questa tecnologia viene già utilizzata dalla polizia, dai vigili del fuoco e dalle ambulanze per realizzare reti pubbliche di sicurezza semi-private estremamente affidabili, utilizzando l’infrastruttura fisica delle reti pubbliche.
Come HMS collega i dispositivi utilizzando la più recente tecnologia 5G?
In HMS Networks, siamo sempre stati all’avanguardia nel far comunicare le apparecchiature industriali interfacciandoci sempre con le tecnologie più innovative. Alla fiera di Hannover, presso il padiglione Sweden Co-Lab, è stata presentata una demo che, oltre ad includere altre aziende svedesi come Ericsson e ABB, mostrava diversi prodotti di HMS Networks, tutti progettati per soddisfare i requisiti di applicazioni esigenti nel settore dell’automazione. Qui, i router industriali HMS con connettività Cellulare, Ethernet e WLAN operano con una versione personalizzata di HMS Anybus Wireless Bolt™, dando vita a una comunicazione senza soluzione di continuità su rete cellulare, tra dispositivi industriali di vari produttori, permettendo un controllo intelligente e flessibile. In generale, i prodotti wireless di HMS sono già pronti per soddisfare i requisiti del 5G, quando questa tecnologia verrà introdotta nelle fabbriche e nei sistemi di automazione. Il 5G rende la linea di produzione a prova di futuro in quanto è possibile aggiungere nuove macchine senza dover apportare modifiche significative alla rete.
Quali sono le principali sfide connesse al 5G?
Spettro di frequenza – È possibile operare con reti private 5G di fabbrica, usando frequenze senza licenza, di cui è un buon esempio la banda 5GHz usata anche per le WLAN. Tuttavia, questa opzione presenta dei limiti nella potenza di trasmissione e rende necessaria la presenza di un maggior numero di stazioni base 5G rispetto a quanto richiesto nel caso di uso di frequenze con licenza. Inoltre, lo spettro senza licenza potrebbe anche essere soggetto a interferenze da parte di altri utenti che usano la stessa banda. Pertanto, è decisamente preferibile propendere per uno spettro con licenza. Al momento, non è chiaro come tale verrà reso disponibile per l’automazione di fabbrica.
Ecosistema – Nell’ambito dell’automazione di fabbrica esiste già un ecosistema consolidato di fornitori: I responsabili delle fabbriche commissionano i lavori ai system integrator che a loro volta commissionano le macchine ai costruttori di macchine che a loro volta si rivolgono ai produttori di dispositivi. Prima che questo ecosistema possa adottare la tecnologia 5G, è necessario definire nuovi standard e eseguire test di interoperabilità.
Quando il 5G diventerà uno standard industriale?
La standardizzazione del 5G è in corso all’interno del 3GPP (3rd Generation Partnership Project). Mentre i vendor stanno testando la tecnologia in diverse fabbriche nel mondo. La fase iniziale della diffusione del 5G è basata sulla release 15 del 3GPP che si concentra principalmente sulla banda larga mobile potenziata (eMBB) ed è principalmente destinata alla diffusione del servizio wireless a banda larga a livello residenziale. Le release 16 e 17 del 3GPP sono quelle a copertura di comunicazioni ultra-affidabili a bassa latenza (URLLC) le cui prime implementazioni sono previste nel settore dei veicoli a guida automatica (AGV).
Come influirà il lancio della tecnologia 5G sull’Internet industriale delle cose (IIoT)?
Il mondo industriale sta subendo la sua quarta rivoluzione, e gli obiettivi sono di aumentare la flessibilità, incrementare l’automazione e migliorare la produttività, mantenendo anche un elevato grado di sicurezza e sostenibilità. Pertanto, l’utilizzo del 5G è la soluzione perfetta per abilitare in fabbrica la connettività wireless intelligente, permettendo l’implementazione di caratteristiche determinanti come le comunicazioni massive di tipo macchina, il controllo in tempo reale delle macchine, l’aumento delle interazioni uomo/robot e analytics, cloud fornite direttamente dall’edge.
Credo che la quarta rivoluzione industriale possa avere successo solo facendo molto affidamento sulle comunicazioni wireless in fabbrica, e in HMS stiamo lavorando ogni giorno su queste tecnologie innovative. Da un punto di vista tecnico, il 5G è la tecnologia ideale per la fabbrica del futuro!
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