Potenzialità e limiti delle tecnologie 5G nelle aziende manifatturiere

L’avvento della quinta generazione di comunicazione mobile senza fili, il cosiddetto 5G, rappresenta oggi una concreta possibilità di cambiamento nella gestione dello scambio di dati e informazioni in molti ambiti della vita lavorativa e sociale. Sia nei contesti produttivi sia nei molteplici ambiti legati all’intrattenimento, le caratteristiche della Rete 5G, quali elevata ampiezza della banda e ridotta latenza, sono in grado di garantire comunicazioni mobili più intelligenti, veloci ed efficienti rispetto al passato. Proprio nel settore manifatturiero, il 5G ha la potenzialità di supportare applicazioni in diversi campi: tra gli altri, manutenzione, qualità, logistica interna ed esterna, utilizzo della Realtà aumentata e virtuale (AR e VR), Robotica cloud e Intelligenza Artificiale (AI).

In questo articolo è presentato l’attuale contesto tecnologico del 5G, cercando di chiarire alcuni aspetti fondamentali delle applicazioni e dei principali benefici, con una declinazione specifica sugli ambiti della produzione e della catena di approvvigionamento.

Dopo aver discusso le potenzialità dell’applicazione del 5G nelle aziende manifatturiere, presentiamo i risultati preliminari di una ricerca in corso svolta dal gruppo di ricerca Cels presso il Dipartimento di Ingegneria Gestionale, dell’Informazione e della Produzione dell’Università degli Studi di Bergamo, derivanti da una survey, condotta in collaborazione con il Consorzio Intellimech (che attualmente sta portando avanti delle sperimentazioni in ambito Internet of Things, IoT) e il Digital Innovation Hub di Bergamo, che ha coinvolto 50 aziende manifatturiere lombarde al fine di raccogliere una serie di evidenze sulle potenzialità e sulle barriere relative all’implementazione del 5G nei contesti industriali.

Le caratteristiche tecniche del 5G

Durante l’ultimo decennio, le reti di comunicazione mobile senza fili hanno sperimentato cambiamenti rilevanti. Una generazione mobile wireless si riferisce generalmente a un cambiamento nella natura del sistema, nella velocità, nella tecnologia, nella frequenza, nella capacità dei dati e nella latenza. Ogni generazione è più veloce e ha caratteristiche migliori rispetto alla precedente. In questo scenario, il 5G rappresenta qualcosa di più di una semplice evoluzione rispetto alla generazione passata, essendo in grado di superare con rilevante discontinuità i problemi che occorrevano in precedenza.

Attualmente, infatti, le Reti 4G presentano evidenti limiti, a partire dalla copertura: in molti Paesi, le aree rurali e anche gli edifici nelle aree metropolitane non sono serviti adeguatamente dalle Reti wireless esistenti. Inoltre, gli utenti odierni manifestano esigenze più stringenti per quanto riguarda la velocità di trasmissione dati e l’affidabilità dei servizi di comunicazione. In entrambi i casi, il 5G è in grado di offrire un significativo miglioramento. Con velocità superiori a 100 gigabit al secondo, il 5G è fino a 100 volte più veloce del 4G.

Un’altra differenza rilevante tra 4G e 5G è la latenza, che è definita come il tempo che intercorre tra l’invio e la ricezione di un’informazione. Diversi servizi, legati per esempio all’automazione di fabbrica, al trasporto intelligente e alla robotica richiedono una latenza minore di 1 millisecondo e non possono essere attualmente gestiti dal 4G, mentre potranno essere efficacemente supportati dal 5G. Inoltre, quest’ultimo è in grado di risolvere tutti quei problemi relativi alla larghezza di banda, consentendo una maggiore rapidità nello scambio dati sia in upload sia in download.

Considerando gli aspetti infrastrutturali, infine, il 4G utilizza un’entità di Rete monolitica, mentre il 5G può essere integrato con varie tecnologie, come 2G, 3G, 4G, Lte-a, ed è progettato in modo da supportare diverse applicazioni di queste tecnologie. In aggiunta, l’architettura 5G è aperta a terzi (cioè, sviluppatori, fornitori e partner) tramite Api (interfacce di programmazione delle applicazioni) ed è in grado di offrire una maggiore flessibilità e adattabilità della Rete, fornendo altresì maggiori capacità di intelligenza distribuita ai margini della stessa (Edge computing).

Gli autori dell’articolo sono Chiara Cimini e Sergio Cavalieri, Università degli studi di Bergamo

L’articolo integrale è pubblicato sul numero di Aprile-Maggio 2021 della rivista Sistemi&Impresa.
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manifattura, 5G, Rete

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