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MARZO 2020 AUTOMAZIONE OGGI 420 15 AO IL PUNTO I I a maggior parte degli stabilimenti uti- lizzano protocolli di comunicazione di tipo cablato in ambito Industrial Ether- net e Fieldbus per collegare sensori, azionamenti e controllori nei sistemi di automazione. Purtroppo reti di questo tipo non sono in grado di soddisfare a pieno i requisiti di una moderna smart factory, la quale richiede servizi di comu- nicazione wireless efficienti e ad alte pre- stazioni, dove i parametri chiave sono latenza, disponibilità e determinismo. Consideriamo la fabbrica del futuro: un ambiente wireless in cui tutto viene mo- nitorato e ottimizzato. Abilitando comu- nicazioni wireless ad alte prestazioni il 5G offre un potenziale considerevole per vari casi di utilizzo, come, per esempio, l’automazione della catena di montag- gio, il decision making di veicoli a guida automatizzata e la raccolta di dati dai sensori da trasmettere alle soluzioni di machine learning, oltre alle applicazioni di realtà aumentata e realtà virtuale (AR/ VR). Sebbene ciascuno di questi casi ri- chieda requisiti diversi in termini di velo- cità, latenza o larghezza di banda, questa nuova tecnologia è in grado di gestirli come parte di una singola rete. Infatti il 5G è diverso dalle generazioni precedenti: non cerca di migliorare soltanto la velocità di trasferimento dell’infor- mazione, ma anche altri parametri prestazionali come, per esempio, il consumo energetico, l’affidabilità e il ritardo dei servizi che utilizzano la rete. Questo è im- portante perché non è soltanto una novità dal punto di vista delle applicazioni che possono trovare appoggio nel 5G, ma soprattutto perché è una sfida di tipo tecnico per consentire al sistema di lavorare in aree che sono caratterizzate da parametri prestazionali differenti. Una seconda novità importante del 5G riguarda la funziona- lità dell’infrastruttura. Essa non fornisce solo il mezzo attraverso cui far passare i bit, come abbiamo sempre inteso la rete, ma è un qualcosa di nuovo: una piattaforma che consente a chi la utilizza di appoggiarci anche applicazioni. Quindi in funzione dei vari settori, esistono applicazioni più sfidanti ed esigenti di altri. I sistemi di motion control, ad esempio, responsabili del controllo dei movimenti delle macchine, devono rispettare requisiti molto severi in termini di latenza, affi- dabilità e determinismo. La trasmissione costante di dati all’interno della rete IoT richiede, invece, un’elevata capacità e un’alta velocità di trasmissione dati in stre- aming video da e verso i dispositivi di realtà aumentata (AR). Altre esigenze, che possono essere posizionate a metà tra le due precedenti, sono quelle rappresentate dall’automazione di processo, per le quali è necessario l’utilizzo di svariati sensori e attuatori per monitorare e controllare tali processi all’interno di un impianto. In questi casi viene richiesta una comunicazione ultra-affidabile a bassa latenza, cioè uno degli elementi chiave della connettività wireless abilitata per 5G in grado di fornire affidabilità elevatissima (99,9999%, si parla di affidabilità six-nines) a una latenza inferiore a 1 ms. Tuttavia, la fabbrica può essere un ambiente complesso per le comunicazioni wireless. Blocchi e riflessi causati da oggetti metallici in rapido movimento, come gru e nastri trasportatori, possono causare improvvise cadute della potenza del segnale RF e interferenza variabile nel tempo delle piccole celle dispiegate in tutta la struttura. Superare questi limiti e abilitare la necessaria affida- bilità six-nines richiede una diversità spaziale, al fine di evitare la perdita del segnale e superarne quindi i blocchi. Una trasmissione coordinata di segnali provenienti da più antenne in diversi luoghi, può fornire tale diversità spaziale ed elevata capacità, entrambe necessarie per ga- rantire l’affidabilità citata. Per sopravvivere in unmercato che si fa di giorno in giorno più competitivo, i produttori devono aumentare l’efficienza di tutte le loro attività garantendo nel contempo la qualità della produzione. Per conseguire tale obiettivo essi devono orientarsi verso il modello della fabbrica intelligente, come noto, defi- nito da Industry 4.0. In tale modello l’introduzione della tecnologia 5G, le tecniche di produzione flessibili e modulari che siano in grado di abbinare le competenze umane con l’automazione (sistemi cyber-fisici compresi), devono necessariamente integrarsi per sostituire i tradizionali sistemi di produzione statici e sequenziali. L 5G: vantaggioso anche per l’industria? Stefano Maggi Comitato Tecnico Automazione Oggi e Fieldbus&Networks