Capire il 5G - La spina dorsale dell'Internet industriale

Il 2019 sarà ricordato come l'anno in cui la vera connettività cellulare per l'Internet delle cose (IoT) ha finalmente preso il via. Al giorno d'oggi non passa settimana senza che venga annunciato il lancio di una nuova rete 4G NB-IoT / LTE-M. Tuttavia, il futuro dell'industria sta già correndo verso la quinta generazione (5G) della tecnologia di comunicazione wireless.

il 5G promette una velocità fulminea, una latenza (o tempo di risposta della comunicazione) appena percettibile e una capacità notevolmente aumentata. Tutti e quattro i principali vettori statunitensi hanno dato il via libera a reti di prova e a implementazioni parziali in alcune città.

I vantaggi del connubio tra il mondo fisico e le tecnologie digitali sono stati discussi per quella che sembra una generazione. Molti settori industriali potrebbero utilizzare l'intelligenza acquisita dai sistemi connessi per ottenere informazioni critiche sulle loro operazioni e su come apportare miglioramenti in grado di fare una reale differenza per i loro profitti. Sebbene il 4G stia già apportando notevoli miglioramenti alle industrie di tutto il mondo, è il 5G a suscitare maggiore scalpore.

I dati da soli non bastano

Jani Vilenius, Direttore della Ricerca e della Tecnologia di Sandvik, afferma che i dati stanno già guidando l'industria in tutto il mondo: "Tutti stanno già raccogliendo e, in una certa misura, utilizzando i dati. Ma è necessario migliorare la connettività per utilizzare veramente i dati e aggiungere valore al business. Quando aggiungiamo l'intelligenza artificiale (AI), l'apprendimento automatico e il riconoscimento vocale e delle immagini nei sistemi di tutti i giorni, i requisiti di larghezza di banda rendono inevitabile il 5G per sfruttare le nuove capacità".

L'Industria 4.0 avrebbe dovuto portare questi benefici, ma finora mancava un elemento cruciale. Per trasformare in realtà l'idea di un sistema digitale industriale collaborativo, adattivo e in tempo reale è necessaria un'infrastruttura di comunicazione veramente agile.

Oltre il miglioramento incrementale

Si può pensare che il passaggio dal 4G al 5G riguardi solo miglioramenti incrementali della velocità, senza bisogno di tanto clamore. Dopo tutto, l'architettura di comunicazione 4G/LTE (Long Term Evolution) di oggi ha collegato circa 3 miliardi di dispositivi mobili.

Ma in realtà, la differenza tra 4G e 5G non è come paragonare un modello di iPhone con l'altro, bensì come paragonare un cavallo e un calesse con un'auto da corsa elettrica.

Sì, la tecnologia 3G e 4G viene spesso associata agli smartphone. Questo perché i sistemi sono stati progettati rispettivamente per la voce e per i dati mobili. E se è vero che il drastico aumento di velocità del 5G significherà molto di più di un semplice streaming di qualità superiore e di download fulminei, il fatto che sia stato progettato da zero per la connettività dati sarà il fattore che cambierà la partita.

La connettività più veloce e la bassa latenza consentiranno di ottenere vantaggi operativi in ogni settore del pianeta. Finora se ne è parlato soltanto, ma con i sistemi di prova ora in funzione, i vantaggi operativi stanno diventando evidenti.

Portare la fabbrica connessa al livello successivo

In un mercato che si basa su applicazioni meccaniche ad alta intensità di dati, le velocità più elevate e la bassa latenza del 5G sono necessarie per l'uso efficace della tecnologia robotica autonoma, degli indossabili e della realtà virtuale.

A differenza dei precedenti salti di livello tecnologico nell'industria, il 5G non ridisegnerà fondamentalmente la linea di produzione. Ma offrirà ai produttori l'opportunità di costruire fabbriche intelligenti in grado di adattarsi alle mutevoli condizioni di mercato.

Le crescenti capacità dei dispositivi intelligenti e delle fabbriche che li producono non avranno solo un impatto sulla concorrenza all'interno di un determinato settore. Man mano che la concorrenza si sposta da quella basata sui prodotti a quella basata sui sistemi, i confini del settore, un tempo netti, si confonderanno. Le aziende manifatturiere tradizionali potrebbero presto trovarsi a competere come parte di un'industria dell'automazione molto più ampia, ad esempio.

Sanità: Consentire la chirurgia a distanza

La bassa latenza del 5G è destinata a rivoluzionare il settore sanitario, soprattutto in sala operatoria. I chirurghi più esperti possono consigliare i colleghi più giovani tramite una connessione video o possono addirittura azionare il dispositivo chirurgico in remoto. Si potrebbe pensare che questo sembri improbabile, eppure è già successo.

All'inizio del 2019, in Cina, si è svolto con successo il primo intervento chirurgico dal vivo tramite assistenza remota. Un chirurgo esperto ha inserito un dispositivo di stimolazione nel cervello di un paziente affetto da Parkinson. La latenza quasi istantanea di 2 millisecondi ha permesso al chirurgo di condurre accuratamente la procedura come se fosse accanto al paziente, mentre in realtà si trovava a 3.000 chilometri di distanza. La latenza è simile a quella di un intervento chirurgico effettuato con una soluzione tradizionale con monitor cablati.

Tecnologia autonoma su strada e in metropolitana

I miglioramenti della latenza di rete consentiranno alle applicazioni e ai dispositivi di comunicare in tempo quasi reale. Questo dovrebbe alleviare i problemi di sicurezza dei veicoli autonomi, fornendo loro la possibilità di comunicare costantemente con l'ambiente in continua evoluzione che li circonda.

Ciò avrà ovviamente un impatto significativo sulle operazioni minerarie, cosa di cui Sandvik è consapevole. Sandvik ha già firmato un accordo con Nokia per sviluppare ulteriormente le soluzioni basate sulla tecnologia LTE e 5G privata, che si svolgeranno in gran parte nella miniera di prova Sandvik di Tampere, in Finlandia.

"Finora ci siamo concentrati sulla tecnologia LTE privata, che offre vantaggi in termini di velocità, latenza, affidabilità e privacy rispetto al Wi-Fi. È una delle tecnologie richieste dai nostri clienti", spiega Vilenius. Il vantaggio per Sandvik di concentrarsi sull'LTE è semplice. (LTE è l'acronimo di Long-term Evolution e non è tanto una tecnologia quanto il percorso seguito per raggiungere la velocità 4G). Jani Vilenius, Director of Research and Technology at SandvikLa domanda dei clienti c'è e l'hardware può essere facilmente aggiornato al 5G quando sarà il momento.

Questo perché il 5G sarà utilizzato per aumentare e migliorare le reti LTE esistenti, piuttosto che sostituirle. Tuttavia, le società di telecomunicazioni devono affrontare un investimento sostanziale. Ma anziché frenare il lancio, proprio questo fatto potrebbe accelerare le cose.

La società di consulenza manageriale McKinsey & Company ritiene che la tendenza alla condivisione della rete accelererà, riducendo quello che altrimenti sarebbe un costo scoraggiante dell'implementazione del 5G. La condivisione della rete consente agli operatori di ridurre il costo totale di proprietà, migliorando al contempo la qualità della rete grazie alla condivisione di apparecchiature attive e passive. "Le simulazioni di un caso hanno dimostrato che, condividendo l'implementazione di piccole celle 5G e costruendo un livello macro 5G IoT comune a livello nazionale, gli operatori potrebbero ridurre gli investimenti legati al 5G di oltre il 40%", ha dichiarato un portavoce.

Ricerca dei modelli di business del futuro

Oltre alla miniera di prova Sandvik, la Finlandia è anche sede di importanti ricerche. L'Industrial Internet Campus dell'Università di Aalto è una piattaforma interdisciplinare che fornisce un banco di prova per le soluzioni future ai partner industriali, tra cui Nokia, partner di Sandvik.

Le aree di progetto includono i cantieri intelligenti, l'ottimizzazione del consumo energetico negli edifici intelligenti e la fabbrica del futuro. Il progetto 5G meets Industrial Internet (5G@II) studia come fornire una base economica, sicura a livello globale e protetta per una futura Internet industriale guidata dal 5G. In particolare, il team mira a creare un modello di sistema di gestione dei servizi 5G sperimentandolo su casi d'uso industriali reali.