La tecnologia 5G ha le carte in regola per contribuire fortemente allo sviluppo dell’industria. La nuova generazione di tecnologie per la connettività non è semplicemente un’evoluzione delle precedenti, ma un vero e proprio abilitatore di funzionalità precedentemente inaccessibili per il settore manifatturiero.
In questo articolo vediamo, con l’aiuto di Luca Dozio, direttore dell’Osservatorio 5G and Connected Digital Industry del Politecnico di Milano, lo stato attuale e le prospettive future di questa integrazione tecnologica, tra opportunità, sfide e casi d’uso concreti che stanno già delineando la fabbrica del futuro.
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Le funzionalità del 5G per l’industria
Il 5G promette di innescare un’ondata di innovazione nell’industria manifatturiera grazie a una serie di funzionalità che superano le capacità delle precedenti tecnologie di connettività.
Partiamo dall’aumento esponenziale della capacità di trasmissione dati che permette la connessione simultanea di un numero maggiore di sensori e dispositivi IoT (Internet of Things) all’interno degli impianti produttivi. Come sottolinea Dozio, “la possibilità di collegare più sensori e di avere di fatto una capacità più elevata di trasmettere dati permette in ambito industriale di avere una sensoristica sempre più diffusa e soprattutto di avere un monitoraggio della produzione: fattori questi in grado di rendere concreta la visione della Smart Factory”. Questa capillarità di dati raccolti in tempo reale consente un monitoraggio più preciso della produzione e un miglioramento della qualità nell’ottica della fabbrica intelligente e connessa.
Un altro pilastro fondamentale del 5G è il miglioramento operativo reso possibile dalla bassissima latenza. Questa caratteristica riduce significativamente il tempo di risposta nelle comunicazioni tra dispositivi, aprendo nuove frontiere per l’automazione avanzata e la robotica collaborativa. La bassa latenza garantita dal 5G rende più sicuro l’ambiente per i lavoratori, aumentando la velocità di intervento sui macchinari e consentendo un’automazione più spinta dei processi produttivi. Questo non solo incrementa l’efficienza, ma contribuisce anche a creare un ambiente di lavoro più protetto.
Il 5G può poi abilitare servizi migliori e più veloci grazie alla sua versatilità e alla sua capacità di integrarsi con altre tecnologie all’avanguardia come l’edge computing e l’intelligenza artificiale (AI). L’edge computing, portando la capacità di calcolo più vicino al luogo dove il dato viene generato, riduce ulteriormente la latenza, mentre la trasmissione di grandi quantità di dati ad alta velocità alimenta algoritmi di AI per la manutenzione predittiva e l’analisi in tempo reale. “Avere una rete performante con bassa latenza e un throughput elevato permette ad esempio di migliorare il riconoscimento delle immagini con l’intelligenza artificiale, perché si riesce a dare in input un’immagine con una definizione alta e quindi le analisi che verranno fatte dall’algoritmo di intelligenza artificiale saranno migliori”, spiega Dozio.
Un aspetto trasversale ma di cruciale importanza è la sicurezza dei dati, intrinsecamente rafforzata dalla crittografia end-to-end offerta dal 5G. In un contesto come quello industriale in cui la protezione delle informazioni sensibili è prioritaria, questa caratteristica aggiunge un ulteriore livello di affidabilità alle comunicazioni.
Applicazioni 5G-Enhanced e 5G-Enabled
Le applicazioni del 5G nell’industria possono essere classificate in due macrocategorie: 5G-Enhanced e 5G-Enabled.
Le applicazioni 5G-Enhanced sono quelle che beneficiano di un miglioramento delle performance grazie al 5G, pur potendo essere sviluppate anche con altre tecnologie.
Un esempio è il monitoraggio e la gestione in tempo reale di infrastrutture stazionarie. Qui il 5G permette di ottimizzare i consumi energetici e migliorare la qualità dell’ambiente di lavoro.
Un altro esempio è il monitoraggio della produzione con sensori installati sulle linee produttive, consentendo di ottimizzare l’uso delle risorse, migliorare la qualità e l’efficacia dei processi, nonché la sicurezza degli operatori. La comunicazione real-time machine-to-machine rientra in questa categoria, permettendo di ridurre i tempi di inattività della produzione.
L’impiego di robot collaborativi (cobot) per semplificare e assistere gli operatori in compiti come la foratura di semilavorati o l’assemblaggio è un’altra applicazione 5G-Enhanced. Allo stesso modo, i robot mobili che possono muoversi e manovrare attrezzature e prodotti in maniera sicura beneficiano della bassa latenza e della connettività del 5G.
Il controllo da remoto dei macchinari con supervisione remota della produzione, consentendo potenzialmente il controllo della qualità anche al di fuori dello stabilimento, è anch’esso migliorato dal 5G.
C’è poi l’identificazione real-time di strumenti e prodotti tramite applicazioni basate su AI che elaborano immagini catturate da tablet, inviate al cloud per l’identificazione.
Le applicazioni 5G-Enabled, d’altra parte, sono quelle che diventano possibili o significativamente più performanti grazie alle caratteristiche uniche del 5G.
In questo ambito troviamo l’ispezione automatizzata di infrastrutture tramite telecamere 5G ad alta definizione, che permettono ad esempio il riconoscimento delle targhe dei veicoli e la gestione del loro tracciamento nei porti.
I veicoli robotici con telecamere 3D per il controllo remoto con visione tridimensionale e la pianificazione dinamica dei movimenti, resa possibile dal trasferimento dati e dall’analisi nel cloud, sono un altro esempio.
La consegna last-mile automatizzata tramite droni, come il progetto testato da FedEx, è un’applicazione abilitata dal 5G.
Il controllo remoto avanzato di robot e sistemi di produzione con feedback aptico in tempo reale, che sfrutta la bassissima latenza del 5G, appartiene a questa categoria.
E poi l’utilizzo della realtà aumentata e virtuale per la formazione degli operatori e l’assistenza remota sul campo, come nel caso della manutenzione da remoto guidata da esperti attraverso visori.
Esempi applicativi concreti del 5G nell’industria: la Gigafactory di Tesla e il Porto di Oulu
Per illustrare concretamente il potenziale del 5G nell’industria manifatturiera e logistica, l’Osservatorio 5G & Beyond ha analizzato diversi casi d’uso in Europa. Tra questi spiccano l’implementazione di una rete privata 5G nella Gigafactory di Tesla a Berlino e il progetto del Porto di Oulu in Finlandia.
Tesla ha sviluppato un progetto di rete mobile privata (MPN) 5G all’interno della sua Gigafactory di Berlino, utilizzando lo spettro tedesco 3.7-3.8 GHz.
Questa infrastruttura di connettività avanzata supporta diverse applicazioni cruciali per l’efficienza produttiva. Uno degli use case di maggiore interesse è l’aggiornamento wireless del software per le vetture prodotte all’interno dell’impianto.
Grazie al 5G, i veicoli possono essere aggiornati senza la necessità di connessioni fisiche o spostamenti specifici, ottimizzando la logistica interna. Inoltre, la rete privata 5G contribuisce all’efficientamento della produzione e supporta la logistica automatizzata all’interno della fabbrica altamente connessa.
Il Porto di Oulu in Finlandia rappresenta invece un esempio significativo di come il 5G possa rispondere a esigenze di connettività complesse in aree estese. Implementato nel 2021, il progetto ha visto lo sviluppo di una rete privata 5G su tutta l’area portuale, accompagnata da una piattaforma dati per lo sviluppo di servizi digitali.
I benefici riscontrati includono un miglioramento della copertura su un’area vasta e spesso soggetta a interferenze, un aumento della sicurezza dei dati grazie alla natura licenziata della rete 5G e un efficientamento della gestione delle flotte di cargo, camion e navi, ottimizzando i tempi operativi.
Come evidenzia Dozio, per contesti come le aree portuali “il 5G garantisce una soluzione a delle esigenze di connettività a cui non si riesce a trovare risposta in altre tipologie di connettività”.
Questi due esempi, pur appartenendo a settori diversi, evidenziano come il 5G possa essere declinato in soluzioni specifiche per rispondere a esigenze aziendali concrete, sia nel contesto manifatturiero altamente automatizzato che in quello logistico caratterizzato da ampie aree operative e una forte necessità di connettività affidabile.
Il mercato delle reti private 5G in Europa
L’analisi condotta dall’Osservatorio 5G & Beyond rivela un mercato europeo delle reti private e dedicate 5G ancora in fase di crescita, seppur a ritmi inferiori alle aspettative. I dati relativi al 2024 stimano circa 198 casi industriali di rete 5G privata e dedicata in Europa, con un aumento del 21% rispetto all’anno precedente. Tuttavia, come sottolinea Luca Dozio, nonostante un trend di crescita costante dal 2019, il numero di implementazioni rimane contenuto, evidenziando la presenza di barriere all’adozione più diffusa.
La Germania si distingue come il paese con il maggior numero di implementazioni (circa il 23% degli annunci pubblici) e il tasso di crescita più significativo (+36%). Questo risultato è attribuibile a diversi fattori, tra cui la forte presenza di industrie manifatturiere e logistiche, un tessuto economico più favorevole e, soprattutto, una regolamentazione che agevola l’accesso rapido alle frequenze per uso locale (3.7-3.8 GHz). Altri paesi come Francia, Regno Unito e Finlandia hanno seguito un approccio simile nella concessione di spettro per uso locale, sebbene con tempistiche e modalità diverse.
A livello globale si stima che circa 1.400 aziende abbiano implementato almeno una rete privata o dedicata 5G, con una ripartizione abbastanza omogenea tra Stati Uniti, Europa (circa 500 aziende) e Asia Pacifico (circa 350 aziende). È importante notare che una quota significativa di questi progetti (60-70%) sono notizie riservate non pubbliche. In Cina, in particolare, molti casi sono sviluppati su rete pubblica, data l’avanzata infrastruttura esistente.
Nonostante la crescente consapevolezza del potenziale del 5G, l’adozione su larga scala è ancora frenata da diversi ostacoli. Vale la pena citare la difficoltà nel giustificare il ritorno sull’investimento, la concorrenza di altre tecnologie di connettività considerate soddisfacenti e un contesto normativo frammentato e non sempre allineato con le esigenze industriali, soprattutto per le aziende multinazionali, rappresentano ostacoli significativi.
Per quanto riguarda specificamente il mercato italiano, la spesa per il 5G industriale (reti private e dedicate e applicazioni specifiche) è stimata per il 2024 in 14,5 milioni di euro, con una crescita del 70% rispetto al 2023, ma ancora modesta in valore assoluto. L’Italia rappresenta circa il 7% dei progetti attivi in Europa, con 31 aziende che hanno implementato almeno una rete 5G privata o dedicata e 7 nuovi progetti nell’ultimo anno.
Similmente al contesto europeo, anche in Italia le principali aree di applicazione riguardano il settore manifatturiero (26%), le università e i centri di innovazione (23%) e la logistica (13%). Nonostante la crescita, le barriere identificate a livello europeo, come la difficoltà a giustificare il ROI e un contesto normativo non sempre favorevole, persistono anche nel panorama nazionale.
