Il 5G industriale? È già qui! I vantaggi per la manifattura raccontati da Nokia Italia

 Grazie a un’architettura industrial grade dedicata è possibile creare reti private, operate dai grandi operatori, ma operative su frequenze riservate. Inoltre la bassissima latenza (nell’ordine del millisecondo) consente utilizzi come il controllo della safety per i robot. Nokia Digital Automation Cloud: piattaforma end to end per la digitalizzazione delle aziende, con connettività wireless privata multi standard e automazione. I casi Kuka, Bosch, Saab Aerostructures, Oulu, Lufthansa Technik. Ne parliamo con Andrea Del Core, sales director Manufacturing in Nokia Italia

Negli ultimi mesi, abbiamo partecipato a tante tavole rotonde, convegni, conferenze sulla connettività, e invariabilmente in ciascuna di queste occasioni si parlava del 5G al futuro. Quando ci sarà il 5G, quando avremo il 5G, quando potremo installare in azienda il 5G… Vogliamo chiarirlo una volta per tutte? Il 5G è già qui! È una tecnologia del presente, non del futuro. È installabile, utilizzabile, e chi lo usa gode già dei suoi vantaggi, crea valore. E non stiamo parlando del 5G degli smartphone, dove guardare Netflix o postare su Facebook. Parliamo del 5G per uso industriale: nel manifatturiero, nella logistica, nell’oil&gas, e potremmo continuare a lungo. «La prima cosa utile da chiarire, è che un’azienda può usare il 5G indipendentemente dalla copertura del territorio da parte delle telco, perché le reti 5G aziendali possono essere basate su infrastrutture dedicate, scorrelate dalle reti cellulari che tutti utilizziamo» ci spiega Andrea Del Core, sales director Manufacturing in Nokia Italia, l’azienda che insieme con Huawei e Ericsson è ai vertici di un mercato, quello delle infrastrutture digitali per il 5G, che si prevede raggiungerà a livello globale gli 80,5 miliardi di dollari nel 2028, crescendo con un Cagr del 49,8%.

Lo standard 5G è stato by design progettato anche per l’uso industriale, e per questo mette la spunta a tutte le caselle necessarie. L’architettura industrial grade dedicata, in particolare, permette di creare “bolle” isolate dalle reti dei grandi operatori, ma operate dagli stessi e con gli stessi standard operativi e qualitativi. In Italia, estremizzando, potremmo installare già domani sul Gran Sasso una bolla 5G di connettività industriale che consenta di realizzare gli use case che il 5G abilita, e questo prescindendo dal fatto che il Gran Sasso sia o meno un’area a “ Perdita di Business” per un operatore di Telecomunicazioni. La cooperazione con gli operatori Radiomobili italiani è un must qualunque sia tipologia di servizio richiesta, ma la «copertura di un campus può essere realizzata a prescindere dal piano di copertura geografica dell’operatore nel caso si utilizzi una bolla chiusa, self standing». chiarisce Del Core.

Il valore dei processi digitali risiede nei dati che questi generano. Le aziende sono chiamate a raccoglierli in modo pervasivo lungo l’intero ecosistema aziendale, dentro e fuori dal campus, essere in grado di integrare elaborare i dati e condividere le elaborazioni con macchine e personale aziendale, partners, fornitori e clienti per massimizzare la resilienza, efficienza e sostenibilità della sua supply chain. «Il grosso valore aggiunto della transizione 4.0 non sta nel disporre di una macchina che produce più pezzi al minuto collegata ad una rete, ma utilizzare questa mole di dati per misurare conoscere e migliorare giorno dopo giorno in modo deterministico e consapevole l’efficienza produttività e sostenibilità di ciascun sistema produttivo e massimizzare il risultati dell’intero sistema aziendale». Per aziende che hanno fatto proprio il concetto di realizzare efficienza, produttività e sostenibilità sfruttando potenzialità di automazione e digitalizzazione la gestione dei dati rappresenta un asset irrinunciabile, la connettività diventa fondamentale perché deve garantire il trasporto in sicurezza e in tempi certi dei dati stessi verso l’infrastruttura di analisi e controllo. Fino a ieri mancava un singolo standard capace di coprire a 360 gradi le esigenze di connettività aziendale ed in particolare presidiare e supportare tutti i processi OT e le relative tecnologie abilitanti – i sistemi ad oggi utilizzati sono sempre possono supportare singolarmente specifici casi d’uso ma non consentono di scalare in termini dimensionali quantitativi e qualitativi per sostenere la transizione l’ecosistema manifatturiero necessita.

Perché aggiungere il 5G Industriale tra le tecnologie abilitanti

«Una ricerca pubblicata dall’Osservatorio 5G del Politecnico di Milano ha evidenziato che circa un quarto del campione dell’ecosistema industriale intervistato ha consapevolezza del ruolo che il 5G gioca nei processi di digitalizzazione ed automazione, come introdurlo e quali elementi dello standard siano essenziali. Questa percentuale evidenzia un rischio da non sottovalutare. Le mancata integrazione di questo elemento nella roadmap di transizione 4.0 limita quantità, dimensione e tipologia di processi che l’azienda è in grado di implementare. – afferma Del Core. Il 5G Industrial Grade permette di aumentare significativamente l’efficacia di progetti di digitalizzazione ed automazione coniugando mobilità, performance, affidabilità, scalabilità, sostenibilità non raggiungibili con qualunque mix di tecnologie e soluzioni sul mercato.

Aziende manifatturiere che non valutino adeguatamente l’infrastruttura di connettività necessaria a supportare la propria roadmap di transizione 4.0 rischiano di conseguenza di consolidare un gap competitivo rispetto ad aziende dello stesso segmento che invece l’abbiano considerata. Una infrastruttura 5G permette di eliminare la connettività dai possibili blocchi all’implementazione di processi previsti nella roadmap aziendale . Non è raro imbattersi in progetti che superano brillantemente la fase di PoC per arenarsi una volta portati in produzione in un capannone pieno di metallo, con dimensioni di 20000 mq. Solo perché la connettività non è adeguatamente strutturata. Prevenire è meglio che curare soprattutto in queste situazioni. Nokia vanta, a oggi, un portfolio di oltre 400 progetti realizzati con reti di questo tipo in aziende di tutti i segmenti produttivi. Molte di queste sono referenze pubbliche, che possiamo citare con nome e cognome. Insomma, quando Nokia dice che il 5G industriale è una realtà, lo fa a ragion veduta.

Cosa differenzia 5G rispetto alle tecnologie oggi in uso?

Con industria 4.0 e la Digital Transformation, le tecnologie abilitanti permetteranno alle aziende di disporre di enormi quantità di dati. Se è logico pensare che il valore dei dati stia nella capacità dell’azienda di utilizzarli, è altrettanto logico considerate che debbano essere convogliati verso il data center aziendale, elaborati e redistribuiti. Dati vengono raccolti da un’infrastruttura complessa, le cui componenti vanno collegate in modo sicuro, veloce ed efficiente nonché sostenibile sotto il profilo economico, energetico e progettuale. Tra le tecnologie più utilizzate oggi troviamo LAN Cablata, Bluetooth al Wi-Fi, al LoRa, DECT, Tetra per citare le più comuni. Ciascuna di queste riesce ad assolvere bene, nel migliore dei casi, alcune funzioni specifiche e non altre per cui l’azienda è costretta sempre più a dotarsi di molteplici infrastrutture “silos” che devono essere integrate gestite e fatte evolvere singolarmente. Il 5G cambia le carte in tavola perché è stato progettato, integrando fin da subito le specifiche OT industriali nello standard. Il 5G quindi incorpora quindi tutte le caratteristiche richieste per l’uso OT e i sistemi business critical e mission critical: copertura di qualunque area indoor e outdoor, elevata capacità di trasporto, altissima quantità di connessioni contemporanee, latenza, profilazione di tali performance per singola connessione, alta affidabilità, mobilità, elevato grado di cyber security e predicibilità di tutte le performance elencate.

Con l’approvazione della Release 16, in particolare, sono state finalizzate due caratteristiche fondamentali per gli utilizzi industriali, ovvero l’ultra-reliable low latency: bassissima latenza (nell’ordine del millisecondo), che consente utilizzi come il controllo della safety per i robot, e il TSN, Alta affidabilità che permette di connettere qualunque elemento dello shopfloor contemporaneamente a più “Access Point 5G” in modo che anche se uno di questi link venisse meno, la connessione con il dispositivo non subirebbe alcun impatto. «A me piace parlare del “cavo invisibile” – spiega Del Core – C’è la possibilità di trasferire affidabilità, performance e pervasività di un cavo su reti wireless, in azienda. È di questo che stiamo parlando».

Una rete di bolle isolate, ma non solo

Fondamentalmente, una rete 5G aziendale è la versione in piccolo delle reti 5G installate dalle grandi telco su base geografica. Sfrutta quindi le stesse tecnologie, le stesse tipologie di stazioni, di antenne e così via. «L’investimento più cospicuo è stato portare tutto questo su un server che si potesse, dal punto di vista tecnico ed economico, inserire all’interno di una realtà aziendale, e corredarlo con una serie di applicazioni e dispositivi» puntualizza Del Core. Pur condividendo con esse lo standard e molti elementi, la “bolla 5G” aziendale è completamente isolata dalle Reti nazionali: è, a tutti gli effetti, una rete privata, operante su proprie frequenze che al momento vanno chieste (in esclusiva locale) ad operatori, che le hanno in concessione dallo Stato. Una delle differenze, rispetto a tecnologie come il Wi-Fi, è che le frequenze sono quindi riservate e quindi la rete non subirà interferenze e degradazioni a causa di dispositivi attivi di qualunque altro sistema che venga utilizzato all’interno o all’esterno del campus industriale.

In futuro, come già accade da anni in Germania, Regno Unito e Usa, una banda radio frequenze potrebbe essere assegnata per uso Enterprise anche in Italia. Anche in questo caso le Telco continueranno a fornire un significativo valore aggiunto grazie alla loro capacità di aggregare servizi differenti di cui le aziende hanno bisogno creando sinergie e flessibilità indispensabili al percorso di transizione 4.0 delle stesse. Inoltre il 5G Industriale va ad integrarsi nell’infrastruttura digitale aziendale oggi costituita da LAN Cablata e WiFi e VPN su rete pubblica, andando a costituire un unico tessuto connettivo a servizio dei diversi reparti aziendali. La nuova LAN aziendale è cosi è in grado di supportare i servizi che ciascun reparto richiede in funzione delle specifiche necessità e qualità di servizio con il minor TCO.

I ruoli di fornitori di tecnologia, operatori e partner

Il futuro i ruoli di attori oggi presenti sul mercato potrebbero cambiare significativamente. Senza prevedere il noleggio di una sfera di cristallo, è abbastanza logico considerare che in questa evoluzione come accennato precedentemente, l’operatore di telecomunicazioni dovrebbe diventare rimane l’attore che consente alle aziende industriali di disporre dei vari servizi che necessitano per innovare il loro business integrando produzione, R&D, Logistica, Acquisti, Vendite nonché fornendo ulteriore valore aggiunto per lo sviluppo di efficienze derivanti dall’implementazione di nuovi modelli di business come ad esempio la servitizzazione dei beni prodotti, che necessitano una ovvia integrazione tra reti dati aziendali e geografiche. «Non dobbiamo dimenticare che l’operatore è fondamentale anche per fornire tutti i servizi di assurance e maintenance degli impianti. Nokia ha come scopo quello di sviluppare tecnologia, soluzioni e servizi che consentano agli operatori di fornire il supporto allo sviluppo di qualunque processo di automazione e digitalizzazione le aziende necessitino, come già fa in tanti altri paesi» ammette Del Core.

Ancora, secondo Del Core in Nokia «siamo convinti che il valore aggiunto della connettività 5G, soprattutto quando parliamo di enterprise e manufacturing, si concretizzi se solo se propriamente integrato nell’ecosistema di piattaforme e dispositivi necessari alla creazione dei processi aziendali innovativi. La rete 5G industriale e l’Edge Computing pur essendo elementi indispensabili non possono rimanere entità a se stanti. Al fine di assicurare l’efficacia dei processi e ridurne al minimo i tempi di implementazione, la strategia manufacturing di Nokia prevede un grosso investimento in partnership industriali con Service Provider, con leaders mondiali di Automazione e Digitalizzazione industriale che possiedono una profonda conoscenza dei processi industriali e competenze di analisi e sintesi di roadmap che integrino obiettivi aziendali di breve medio e lungo periodo, processi e soluzioni tecnologiche. «In questo ecosistema, ciascun partner è responsabile di una parte della soluzione – specifica Del Core – e tutti contribuiscono alla generazione del valore della soluzione. Il lavoro di pre-integrazione e sviluppo condotto da Nokia permette di creare soluzioni innovative che integrino tecnologie di partner industriali differenti. Grazie a queste collaborazioni si riesce ad accelerare notevolmente i tempi di realizzazione dei processi industriali e di ridurre sensibilmente il roi dei progetti».

Nokia Digital Automation Cloud

Proprio per questo, Nokia lavora sui pilastri di Industria 4.0: 5G, cloud, cybersecurity (l’esposizione agli attacchi aumenta con industria 4.0) e infine il sistema di competenze. Il risultato di questo lavoro sulle tecnologie di base è uno strumento, il Nokia Digital Automation Cloud, che costituisce una piattaforma end to end per la digitalizzazione delle aziende, con connettività wireless privata multistandard e automazione, comprendente tutti gli elementi base, dall’access point, all’edge computering, ai terminali fino alle applicazioni. «Non abbiamo lavorato sulle telecomunicazioni, abbiamo creato un tool aziendale, e questo tool in 4 anni è cresciuto e ora ingloba 4G, 5G Non Stand Alone, 5G Stand Alone, potendo scegliere qualunque mix delle tre tecnologie secondo lo use case. Perché è sempre lo use case e l’ecosistema in cui andiamo a lavorare che guida la scelta, non è un discorso tecnologico, è un discorso che parte dal valore e dai processi che lo generano» spiega Del Core. È interessante che il focus dello strumento sia l’automazione, più che la connettività. Il fatto è che è proprio l’automazione il fattore di successo che ha portato Nokia a quei 400 progetti che citavamo in apertura. L’automazione abilitata dal sistema di connettività, ma anche l’automazione del sistema di connettività stesso, visto che Nokia DAC tiene conto degli upgrade, delle integrazioni lungo il percorso d’uso e quindi consente di far evolvere l’intero sistema in maniera seamless verso i diversi traguardi che la standardizzazione e le necessità dei clienti impongono.

Centinaia di installazioni

Il Nokia Digital Automation Cloud ha permesso all’azienda finlandese di mettere insieme una serie di referenze davvero corposa: circa 400 use case già realizzati e pubblici, suddivisi nei settori Manufacturing, Logistics, Mining Oil&Gas, Utilities, Smart city/agricolture, Public safety. Ne citiamo sinteticamente qualcuno, scelto fra quelli del comparto manufacturing.

Kuka

Kuka, fra i maggiori produttori di robot industriali, aveva l’esigenza di pianificare una roadmap sul lungo periodo che le permettesse di trarre vantaggio dalla compatibilità 5G nelle sue future realizzazioni. Kuka infatti ha in programma di inserire la tecnologia 5G nelle sue soluzioni di robotica intelligente e nelle soluzioni di automazione. Userà quindi il networking di Nokia Dac, mentre la sua piattaforma applicativa supporterà lo sviluppo dei nuovi prodotti. Kuka utilizzerà il Dac Manager Portal per configurare la rete secondo i suoi requisiti, mentre Nokia supporterà Kuka nell’installazione della rete, nei servizi a supporto delle operazioni e nel training, consentendo l’integrazione di nuovi use case, che includono in particolare nuove interfacce 5G e componenti per il portfolio di soluzioni Kuka.

Bosch

Bosch Rexroth si appresta a lanciare i suoi primi prodotti abilitati 5G. Per utilizzare applicazioni critiche, che richiedono assoluta precisione e sicurezza, serve una connettività sicura, affidabile, con alta capacità e bassa latenza. Per questo, si è realizzata una piattaforma di rete e automazione ottimizzata e tagliata su misura per le esigenti applicazioni dello stabilimento di Feuerbach. Otto piccole base station garantiscono la corretta ricezione del segnale in tutta l’area dell’impianto, di circa 10.000 metri quadri. Questa rete permette alle macchine e ai sistemi connessi di comunicare fra loro in tempo reale e scambiare dati entro pochi millisecondi. Nella realizzazione della soluzione, Nokia ha fornito i componenti e Bosch ha definito gli use case. Insieme, le due società si occupano della pianificazione, operazione e manutenzione della rete.

Saab Aerostructures

Questa società del gruppo Saab produce parti di aerei per conto di clienti come Airbus e Boeing. Nei suoi stabilimenti, l’incremento di processi automatizzati e di veicoli autonomi (Agv) richiedeva l’installazione di un sistema di connettività ad alta capacità e bassa latenza, che fosse anche sicuro e affidabile. In Saab ritenevano che solo l’installazione di una rete mobile privata a larga banda potesse sostenere i requisiti di digitalizzazione e industria 4.0, e che l’aumento dei rischi cyber rendesse necessaria una rigorosa protezione dei dati. Per questo è stata installata una rete basata su Nokia Dac che rende possibile tracciare il flusso dei materiali, monitorare l’uso, il consumo e le necessità di manutenzione di macchine e attrezzi, usare veicoli da trasporto autonomi e “connettere” gli operatori grazie a un terminale che indossano a mo’ di bracciale. La rete ha permesso un controllo e una sicurezza totali, in quanto tutti i dati business e l’hardware si trovano “on site”. L’intera soluzione viene gestita dal partner Combitech, che segue ogni aspetto, dal project management alle frequenze, all’hardware Nokia, in tutte le fasi dall’installazione all’operatività e alla manutenzione.

Nokia Oulu

La fabbrica Nokia di Oulu e’ stata riconosciuta dal World Economic Forum come “Faro avanzato della quarta rivoluzione industriale”. La fabbrica di Oulu, alimentata dalla tecnologia di Nokia, ha generato guadagni di produttività del 30 per cento e risparmi del 50 per cento nel tempo di consegna del prodotto al mercato Dimostrando concretamente i guadagni di produttività dell’IoT industriale per le imprese, Nokia apre la strada ad altre imprese per trasformarsi digitalmente per l’era dell’Industria 4.0, adottando tecnologie critiche su larga scala. I casi d’uso dimostrati nella fabbrica di pre-produzione di Oulu includono: Virtualizzazione dell’introduzione di nuovi prodotti (NPI), Robotica flessibile per garantire alta produttività e agilità per nuovi ramp-up continui, Rete wireless privata 5G/4.9G/LTE per accelerare la riorganizzazione delle linee NPI (New Product Introdution), Controllo dei dati digitali basato sul cloud per consentire la la gestione dei processi in tempo reale, Automazione logistica interna no-touch tramite robot mobili collegati

Lufthansa Technik

Nel gruppo Lufthansa, Technik si occupa di fare manutenzione di aeromobili, anche per vettori concorrenti. Prima della pandemia, gli aerei che arrivavano all’hub tecnico di Amburgo erano accompagnati da un rappresentante della linea aerea del velivolo, che presenziava alle operazioni. Con la pandemia, si è passati alle “virtual inspection”, con il cliente che, da remoto, può vedere le immagini video dell’aereo e consultarsi con i tecnici in loco sui lavori da eseguire. Una soluzione che elimina la necessità di trasferire personale, facendo risparmiare sui costi, riducendo i tempi, e risultando anche più sicura e perfino ecologica. Il problema, all’inizio, è stata la connettività: nei giganteschi hangar di Lufthansa Technik la rete Wi-fi semplicemente non era in grado di svolgere le funzioni richieste. La soluzione è stata raggiunta installando una rete basata su Nokia Dac 5G Nsa, che ha permesso di collegare tecnici, clienti e fornitori di componenti ai flussi video di una telecamera 4K operata dai manutentori nell’hangar. In questo modo è possibile verificare ogni componente e prendere collegialmente le decisioni in merito. La soluzione si è inserita in un più esteso processo di digitalizzazione già in corso in azienda, e quindi si prevede in futuro di inserire ulteriori ottimizzazioni dei processi.

Con il 5G si passa dalla modernizzazione all’innovazione

Se la prima fase dell’Industria 4.0 era volta soprattutto ad accelerare la modernizzare nel mondo industriale italiano, adesso è il momento di superare questo fase e dedicarsi all’innovazione, che dovrebbe contare anche sull’apporto degli incentivi del Pnrr. Non si tratta più, insomma, di comprare macchinari con un collegamento alla rete aziendale ma di concepire un ecosistema industriale che aumenti competitività attraverso l’innesto di processi innovativi che impattino contestualmente produttività, efficienza e sostenibilità. «Questo è ciò che ci aspettiamo che avvenga – dice Del Core – e in questo il 5G rappresenta il tessuto di connettività che abilità efficientemente qualunque caso d’uso industriale. Non si tratta di stabilire se implementarlo, ma quando. Perché non è un se: Il 5G è uno standard che si applica sia al mondo industriale che al mondo consumer. Questo porta vantaggi in termini di rapidità evolutiva, facilità di creazioni di soluzioni dedicate, interoperabilità tra dispositivi, retrocompatibilità e sostenibilità economica ed energetica della soluzione. Queste caratteristiche hanno fatto si che la 5G ACIA (Alliance Connected Industry & Automation), costituita da aziende industriali e player di telecomunicazioni abbia identificato il 5G come lo standard fondamentale per l’evoluzione Industry 4.0. 5G ACIA presiede il dibattito su vision e applicazioni, ma anche quello sull’identificazione di elementi che andranno inseriti nello standard perché possano supportare processi industriali da ora in avanti. Perché quindi è fondamentale parlare del quando? Partire oggi con progetti innovativi permette di beneficiare di finanziamenti ed agevolazioni fiscali Europee Nazionali e Regionali che riducono significativamente l’esposizione economica dei progetti. Ritardare vorrebbe dire andare incontro a progetti meno sostenibili, con ROI piu lunghi o dimensionalmente ridotti. Inoltre il 5G oltre a consentire l’implemenetazione immediata di casi d’uso inaccessibili attraverso altre tecnologie permette di portare la prospettiva di PoC aziendali verso soluzioni molto piu innovative ed efficienti. Quindi se questi discorsi li mettiamo a terra oggi, facciamo quello che serve al Paese: investire in efficienza, produttività e competitività, che porteranno crescita e ritorno economico» conclude Del Core.