5G built in: in che modo le reti su misura possono trasformare le industrie
La tecnologia 5G(si apre in una nuova finestra) offre un livello di connettività completamente nuovo rispetto agli standard wireless precedenti, garantendo una larghezza di banda ultraelevata e una bassa latenza. Ciò comporta molto di più di una banda larga mobile più veloce per i nostri dispositivi intelligenti: le reti 5G possono contribuire a rendere l’Industria 4.0 una realtà collegando macchine e altre apparecchiature su larga scala, in tempo reale. Mentre la diffusione di reti pubbliche 5G(si apre in una nuova finestra) sta prendendo velocità in tutta Europa, la diffusione di reti private 5G(si apre in una nuova finestra) per le fabbriche intelligenti è ancora nelle fasi iniziali. «I requisiti di settori verticali come quello automobilistico, manifatturiero, sanitario o della sicurezza pubblica sono spesso meglio soddisfatti da reti costruite ad hoc», spiega Sven Wittig, ricercatore presso il Fraunhofer Heinrich Hertz Institute(si apre in una nuova finestra). «Le reti 5G private, che operano a livello locale e sono ottimizzate per applicazioni specifiche, sono fondamentali per aiutare sia il 5G che l’Industria 4.0 a mantenere le loro promesse.»
Casi d’uso industriali del 5G
Per rendere tali reti adatte allo scopo, l’istituto ha ospitato il progetto 5G CONNI(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE. Sono stati creati due siti di prova interconnessi in Europa e a Taiwan per dimostrare alcuni casi d’uso del 5G a livello industriale su una rete privata internazionale. Il progetto ha inoltre contribuito a definire i requisiti per l’architettura e i modelli di distribuzione di tali reti. «Il nostro lavoro fornisce una base solida alle aziende che stanno valutando l’uso del 5G per le loro attività, comprese quelle che non hanno un background informatico approfondito», osserva Wittig. Le applicazioni sviluppate e dimostrate dal gruppo di ricerca coinvolto in 5G CONNI intendono aumentare l’efficienza dei processi di produzione industriale, ad esempio attraverso una maggiore riconfigurabilità, un migliore accesso ai dati di processo o la centralizzazione delle funzioni di manutenzione.
Collaborazione flessibile con esseri umani e robot
I casi d’uso includono una piattaforma robotica industriale le cui funzioni di intelligenza e controllo sono state spostate dal robot a un edge cloud(si apre in una nuova finestra) vicino, chiudendo il ciclo di controllo in modalità wireless su 5G. «Le funzioni di controllo scaricate consentono ai robot wireless di muoversi più liberamente all’interno della linea di montaggio», afferma Wittig. L’eliminazione del cablaggio fra un controllore esterno e le parti meccaniche dei robot consente un uso più efficiente degli stessi, che possono essere spostati facilmente e rapidamente dove necessario. Altri vantaggi includono una collaborazione più flessibile, in quanto i dati delle attività possono essere scambiati direttamente attraverso interfacce appropriate all’interno del cloud. Il monitoraggio e la gestione centralizzati dei robot mediante l’edge cloud possono inoltre contribuire a ottenere una maggiore produttività. Un’altra applicazione testata con esito positivo è stata quella di un gemello digitale di una macchina fisica, sincronizzato in tempo reale in una sede remota. In caso di problemi con il processo di produzione, il personale esperto può accedere al gemello, utilizzando un tablet o una cuffia VR, e fornire assistenza immediata da remoto.
Sviluppi per l’uso su larga scala
Oltre a dimostrare il valore aggiunto della connettività 5G per le applicazioni industriali, i casi d’uso hanno contribuito a individuare gli attuali limiti della tecnologia e le potenzialità di miglioramento futuro. I partner hanno anche lavorato per le future iterazioni della tecnologia 5G: ciò ha comportato sviluppi a livello di apparecchiature di rete, nuovi algoritmi per la progettazione delle reti e la modellazione della propagazione radio indoor. Benché le reti private 5G per le applicazioni di Industria 4.0 siano ancora agli inizi, Wittig ritiene che il contributo del suo gruppo di ricerca possa aiutarle a raggiungere il loro pieno potenziale: «L’utilizzo per la produzione su larga scala di questa tecnologia è ancora lontano, ma progetti come 5G CONNI sono fondamentali per colmare le lacune rimanenti».
