NB-IoT e 5G per aumentare la resilienza della smart factory

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NB-IoT e 5G per aumentare la resilienza della smart factory

Come vincere le sfide dell’Industry 4.0 e gestire in modo ottimizzato le applicazioni di massive IoT e critical Internet of Things

26 Nov 2020

Antonello Salerno

La creazione di una smart factory efficiente e in grado di sfruttare al massimo le opportunità che derivano dalla cosiddetta Industria 4.0 poggia su due pilastri fondamentali, che riguardano entrambi la connettività, e quindi l’Internet of Things, degli oggetti e dei macchinari di produzione interconnessi. Da una parte c’è il cosiddetto “massive IoT”, dall’altra il “Critical IoT”. Si tratta di due facce della stessa medaglia, di due ingredienti grazie ai quali è possibile arrivare al mix ideale di digitalizzazione degli ambienti di produzione nell’industria e di gestione della supply chain. Ma andiamo ad analizzare più nel dettaglio i due ambiti.

Il Massive IoT e l’importanza delle connessioni Lpwan

Per Massive IoT si intende la necessità di connettere una grande mole di sensori che, però, trasmettono ciascuno una quantità di dati limitata. Spesso non è nemmeno necessario che lo facciano in tempo reale. È importante quindi che – in generale – queste soluzioni siano caratterizzate da un basso consumo di energia e che siano molto affidabili nel tempo, che non richiedano cioè interventi di manutenzione frequenti. Proprio per l’elevato numero di sensori da connettere è altrettanto fondamentale che il costo delle soluzioni non sia alto e si basi il più possibile su protocolli standard, in modo da rendere le soluzioni implementabili anche per le realtà produttive più piccole, che non hanno grandi possibilità di investimento ma per le quali digitalizzare i processi comporterebbe un grande salto di qualità e un nuovo livello di competitività sul mercato.

Per rispondere a queste esigenze, si sono ormai affermati alcuni protocolli e tecnologie di trasmissione dei dati tra i quali emergono standard come LoRa e SigFox, che si inquadrano nel contesto delle Low Power Wide Area Networks (Lpwan). Nello specifico, si tratta di tecnologie di rete accomunate da alcune caratteristiche che le rendono particolarmente competitive, in quanto possono contare su batterie di lunga durata (anche fino a 10 anni) e su una copertura particolarmente ampia, spesso misurabile in chilometri. Ma le applicazioni di queste tecnologie all’interno dell’Industria 4.0 sono limitate e riguardano alcuni casi e funzioni particolari. Non tanto le fabbriche connesse, dove lo scambio di informazioni tra i macchinari deve essere in tempo reale, per cogliere al meglio le opportunità della digitalizzazione. Queste tecnologie, in definitiva, sono in linea generale più adatte al contesto delle smart city, per raccogliere ad esempio le informazioni sui flussi di traffico o sui servizi cittadini e ricavarne dati utili per migliorare i servizi stessi, ma che in alcuni casi particolari possono anche essere utili in un contesto di smart factory.

Il Critical IoT e la combinazione NB-IoT – 5G

Quando si vuole entrare più nello specifico nel campo dell’industrial IoT e della smart factory si parla in generale di “Critical IoT”. Le tecnologie più indicate partono dal concetto di NarrowBand IoT, ovvero di infrastrutture che possono essere potenziate dalle connessioni 5G, con la loro velocità e il loro bassissimo tempo di latenza, e dalla combinazione con le reti in fibra, che sono in grado di garantire standard di alta qualità e performance di primo livello. Questo consente di avere macchinari connessi in sicurezza da una rete privata, che sono in grado di trasmettere e ricevere dati in tempo reale e di mettere in campo automatismi basati sull’analisi dei dati su più livelli di collaborazione, che vanno da quella machine-to-machine a quella uomo-macchina. In questo contesto rientra una serie di tecnologie che devono trovare un terreno comune e integrarsi: parliamo di big data, intelligenza artificiale, cloud, robotica, e di una serie di strumenti che possono migliorare le prestazioni degli addetti, a partire dai wearable e dai dispositivi mobili da utilizzare per il monitoraggio e la gestione degli ambienti produttivi. Si tratta, in definitiva, di tecnologie che contribuiscono in modo decisivo al contenimento dei costi, all’efficientamento della produzione, alla cybersecurity e alla sicurezza sui luoghi di lavoro, in un ambiente in cui l’affidabilità rimane uno dei pilastri per garantire la competitività e l’efficacia dell’innovazione.

I vantaggi abilitati da Nb-IoT e 5G per l’Industria 4.0

Se si volesse sintetizzare, senza la pretesa di essere esaustivi, la gamma dei vantaggi possibili grazie all’introduzione delle tecnologie digitali di nuova generazione all’interno dei processi produttivi, uno dei principali sarebbe quello del controllo costante e in tempo reale degli ambienti di produzione. Un vantaggio che avrebbe un impatto fondamentale su tutta la supply chain. Grazie a dosi sempre più massicce di automazione, inoltre, sarà possibile implementare network di macchinari interconnessi tra loro e in grado di adattarsi autonomamente alle esigenze del momento, semplicemente grazie a un’attenta analisi delle informazioni scambiate in real time grazie all’IoT. Quanto ai processi che non possono essere automatizzati, i vantaggi consistono essenzialmente nelle possibilità di collaborazione uomo-macchina, anche in termini di sicurezza sui luoghi di lavoro. In fase di progettazione è poi evidente che la creazione dei cosiddetti digital twin può essere uno strumento molto utile per accelerare le operazioni e ridurre i costi, sia in fase di prototipazione, sia in fase di produzione, con il valore aggiunto di poter fare “aggiustamenti in corsa” senza dover necessariamente bloccare la produzione. Le tecnologie dell’Industria 4.0 aumentano inoltre le possibilità di realizzare produzioni – anche in grande scala – sempre più personalizzate, grazie a strumenti di produzione che diventano sempre più flessibili e programmabili da remoto. Passando alla supply chain, le tecnologie digitali consentono di monitorare in real time le scorte di magazzino, ottenendo vantaggi in termini di riduzione dei costi e di razionalizzazione di intere filiere. Arrivando poi fino all’utente finale, i prodotti possono essere essi stessi “smart” e connessi, consentendo agli utenti una user experience migliorata ad esempio in termini di manutenzione e di assistenza.

La situazione in Italia

Quando si parla di Industria 4.0 i benefici di cui potrebbe beneficiare il sistema-Paese sono chiari già in maniera intuitiva: basti per questo considerare che l’Italia è al secondo posto tra i Paesi europei per il contributo del settore manifatturiero all’economia nazionale, oltre che tra i primi 10 su scala globale per esportazioni.

Il contesto internazionale parla di un parco di un miliardo di device IoT installati nel 2021 su scala globale e di 127 nuovi device connessi ogni secondo. Prendendo in considerazione il 2020, la spesa globale in oggetti connessi è stata di 1,29 trilioni di dollari, mentre si prevede che in generale il 93% delle imprese adotterà soluzioni di Internet of Things. Secondo le previsioni di Gartner, inoltre, quello delle applicazioni dedicate all’IoT è un mercato che registra una crescita impetuosa, e arriverà a valere entro la fine del 2020 143 miliardi di dollari.

Le soluzioni Vodafone Business: Design e co-creazione di applicazioni IoT

Una delle difficoltà che le imprese possono incontrare nel loro percorso verso la trasformazione digitale e nel passaggio all’Industria 4.0 è quella di riuscire a identificare con precisione le applicazioni specifiche che sarebbero utili al proprio business e ai propri ambienti di produzione, e di poter contare su soluzioni “su misura” per le proprie esigenze e facilmente integrabili con la loro attuale infrastruttura.

Gli obiettivi di questo processo possono essere identificati in alcune macroaree che tutte insieme, e correlate tra loro, raccolgono le principali preoccupazioni delle imprese. Il mantenimento del rapporto di fiducia con i propri clienti è sicuramente un tema rilevante, così come rimanere al passo con l’evoluzione delle tecnologie e prepararsi a un futuro sempre più digitale portando l’innovazione all’interno dei propri processi per ottenere il massimo dei risultati dalle tecnologie IoT.

Proprio per dare una risposta a queste esigenze, Vodafone Business ha messo a punto una Smart Manufacturing Suite  che consente di interconnettere la “fabbrica” attraverso una soluzione in grado di armonizzare i dati derivanti dai dispositivi industriali grazie ad un gateway, di facile integrazione con i sistemi di automazione e gestionali, e una dashboard in grado di estrarre insight e KPI. La soluzione di Vodafone Business è totalmente personalizzabile a seconda delle esigenze delle aziende che riusciranno così a creare delle soluzioni IoT senza la necessità di dover modificare totalmente la loro attuale infrastruttura.

Il valore aggiunto di Vodafone Business è quello che deriva dall’esperienza di operatore specializzato nel campo della connettività IoT, con un network globale di oltre 100 milioni di connessioni, che offre ai propri clienti servizi gestiti di connettività consolidati e che offre applicazioni IoT personalizzate di ogni dimensione e per ogni settore industriale a prezzi competitivi. Contando su un’ampia rete di sviluppatori specializzati, e su un ampio parco di componenti, Vodafone Business mette così a disposizione il proprio know-how per la messa a punto di applicazioni “tailor made”.

Grazie a questa piattaforma, le aziende avranno a disposizione tutte le competenze per sviluppare applicazioni IoT e servizi in un unico ambiente, con tecnologie ottimizzate. Sarà possibile monitorare i processi produttivi avendo a disposizione a strumenti in grado di notificare e prevedere eventuali malfunzionamenti o allarmi, e controllare i sistemi da remoto. Questo consentirà una più efficiente manutenzione degli asset, grazie anche a strumenti per la visualizzazione in 3D, con il monitoraggio e l’assistenza in tempo reale ogni volta che ci sarà bisogno di un intervento sulle linee di produzione e nella supply chain.

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Antonello Salerno

Professionista dal 2000, dopo la laurea in Filologia italiana e il biennio 1998-2000 all'Ifg di Urbino. Ho iniziato a Italia Radio (gruppo Espresso-La Repubblica). Poi a ilNuovo.it, tra i primi quotidiani online nati in Italia, e a seguire da caposervizio in un'agenzia di stampa romana. Dopo 10 anni da ufficio stampa istituzionale sono tornato a scrivere, su CorCom, nel 2013. Mi muovo su tutti i campi dell'economia digitale, con un occhio di riguardo per cybersecurity, copyright-pirateria online e industria 4.0.

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