Industry 4.0, quale ruolo per la rete?

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Le reti sono e saranno il tessuto connettivo dell’Internet delle cose. Per decenni si sono evolute verso sempre maggiori velocità di trasmissione e capacità, ma l’IoT ha bisogno di qualcosa di diverso. Gli oggetti connessi generano piccole quantità di dati, devono operare con bassi consumi energetici e hanno esigenze di connettività diverse rispetto ai device che abbiamo oggi nelle nostre mani

Parrebbe che siamo agli inizi di una nuova rivoluzione industriale, la quarta dopo quelle avvenute negli ultimi tre secoli, contraddistinte dall’avvento del vapore, dell’energia elettrica e dell’informatica. Con l’Industry 4.0. Vedremo cambiare modelli e regole, organizzazione del lavoro e processi, che abbatteranno i costi e aumenteranno la produttività e la flessibilità. Secondo gli analisti di IDC, assisteremo a un’integrazione spinta tra dispositivi, uomini e processi: un ecosistema basato su enormi quantità di dati all’interno del paradigma nella cosiddetta Internet of Things, in acronimo IoT, ovverosia l’Internet delle cose, il neologismo coniato nel 1999 da Kevin Ashton – cofondatore e direttore esecutivo di un consorzio di ricerca con sede nel prestigioso Massachusetts Institute of Technology – per definire l’estensione della rete al mondo degli oggetti e dei luoghi concreti. In questo contesto, possiamo immaginare un sensore IoT come “un interruttore” in grado di catturare e trasmettere dati. Che cosa succederebbe allora se questo interruttore avesse più intelligenza a bordo e fosse capace non solo di monitorare, ma di decidere quali dati trasmettere? Probabilmente, si aprirebbe un’evoluzione straordinaria e magari tra qualche anno non parleremo più di IT ma di un unico grande comparto IoT che mette a sistema la potenza dei microprocessori e dei dispositivi di memoria, la potenza del cognitive computing e la potenza del networking. Nel mondo, dal 2015 al 2020, si prevede che la spesa ICT degli end users (consumatori, organizzazioni private e pubbliche) è destinata a crescere con incrementi annuali superiori al 15 per cento. IDC prevede che passerà da 625 miliardi di dollari nel 2015 a 1.290 miliardi di dollari nel 2020, e la spesa per moduli, sensori, device e connettività è destinata a generare più del 40 per cento del valore annuale del totale mercato, con una base installata di oggetti connessi in crescita prepotente: da 12,1 miliardi alla fine del 2015 a più di 30 miliardi di unità nel 2020.

IDC definisce l’IoT come una rete in cui gli endpoint (o “cose”) sono univocamente identificabili e sono in grado di comunicare in modo autonomo e bidirezionale tramite la connettività IP. Un complesso mix di tecnologie che include i dispositivi (moduli, sensori, device), connettività, content as a service (per esempio, business process outsourcing, IaaS, help-desk, applicazioni per connected car, home security, etc.), hardware e software per piattaforme, analytics, applicazioni, archiviazione, storage, sicurezza e servizi professionali IT (installazione, sviluppo, integrazione, gestione, assistenza, formazione). La regione Asia/Pacific, che nel 2015 ha generato il 47% della spesa globale, è destinata a mantenere la leadership della spesa su base globale anche se in progressiva riduzione (42% nel 2020), mentre cresceranno i valori di Nord America ed EMEA, rappresentando rispettivamente il 34% e il 24% nel 2020. Quest’evoluzione a livello mondiale sarà guidata dalla spesa per manufacturing operations, monitoraggio trasporto merci, asset management e smart building, ma in prospettiva tutte le aree di attività delle organizzazioni e degli individui saranno coinvolte. Come ci spiega Daniela Rao, senior research and consulting director di IDC Italia, l’attuale mercato delle tecnologie dell’informazione sarà ridisegnato e ampliato dalla progressiva inclusione del dialogo con le macchine e sempre più oggetti connessi, mentre a tendere la valutazione del mercato ICT diventerà inscindibile da quella dell’IoT.

IL TESSUTO CONNETTIVO DELL’IOT

Le reti sono e saranno il tessuto connettivo dell’Internet delle cose. Per decenni, si sono evolute verso sempre maggiori capacità e velocità di trasmissione, ma l’Internet delle cose ha bisogno di qualcosa di diverso. Gli oggetti connessi generano piccole quantità di dati, devono operare con bassi consumi energetici e hanno esigenze di connettività diverse rispetto ai device oggi nelle nostre mani, in particolare: 1) trasmettono e ricevono quantità di dati molto piccole e meno di frequente; 2) possono essere molti di più e raggiungere densità molto più elevate degli “human device” distribuiti in una certa area; 3) il costo della connettività dei diversi oggetti connessi deve essere decisamente più basso del costo della connettività per gli “human device”; 3) la rete deve rendere ogni connessione sempre disponibile e di grande affidabilità. Mentre i telefoni continuamente “cercano” la rete, molti oggetti connessi non sono così sofisticati e danno per scontato che la connessione sia possibile. Inoltre, a seconda delle condizioni ambientali e degli impieghi, le esigenze di connettività possono essere differenziate e richiedere l’integrazione di più soluzioni tecnologiche. Nella scorsa estate, il 3GPP – che è in pratica un accordo di collaborazione fra enti che si occupano di standardizzare sistemi di telecomunicazione in diverse parti del mondo – ha annunciato lo standard NB-IoT (NarrowBand Internet of Things) come evoluzione dell’LTE – lo standard di quarta generazione sul mobile – sullo spettro licenziato, mentre negli anni passati sono stati lanciati diversi protocolli operativi (LoRA, Sigfox, Weightless e altri LPWAN) sullo spettro non licenziato. Quest’anno, in Italia vedremo prendere corpo le iniziative delle grandi Telco, di alcune utilities e degli operatori per le infrastrutture di telecomunicazioni wireless e per la radiodiffusione.

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Sarà comunque un anno di transizione in cui conviveranno diverse sperimentazioni, in diverse situazioni, sia sullo spettro licenziato che su quello non licenziato. Diversi operatori si contenderanno il mercato della connettività IoT, molte iniziative saranno ancora in fase sperimentale, con una grande varietà di approcci, diversi accordi e partnership. Ma questa non è una novità: l’IoT è un ambito senza limiti, dove le dinamiche di domanda e offerta sono e saranno ancora per almeno 2-3 anni molto fluide. È prevedibile quindi, che le grandi imprese italiane esiteranno a mettere gli investimenti per l’IoT tra le loro priorità nel 2017. La difficoltà nella scelta della soluzione tecnologica e l’incertezza sul ROI sono gli elementi che caratterizzeranno l’approccio cautelativo, e talvolta frammentario, delle industrie manifatturiere italiane, in attesa che emergano leader tecnologici e/o un’architettura in grado di supportare la moltitudine di standard e protocolli, le peculiarità del sistema economico italiano e la complessità del nostro territorio – e di conseguenza – delle nostre infrastrutture di rete. Proviamo allora a capire meglio e più da vicino, quali saranno le sfide e il ruolo delle reti in questo avvincente scenario.

CONNESSIONI AD ALTE PRESTAZIONI

Secondo Rossella Cardone, head of Innovation, Sustainability & Corporate Responsibility di Ericsson Regione Mediterranea, l’effettiva realizzazione della quarta rivoluzione industriale sarà strettamente legata alla disponibilità di connessioni a elevate prestazioni che ne costituiscono il fattore abilitante. «Tecnologie emergenti come l’Internet of Things stanno diventando parte integrante della nostra economia e del nostro stile di vita, contribuendo sempre più a guidare il cambiamento delle imprese in tutti i settori. Grazie a prestazioni elevate in termini di latenza, capacità, sicurezza, efficienza energetica, agilità e flessibilità di rete e all’interconnessione di milioni di oggetti fisici e sensori, il 5G accelererà questa trasformazione e creerà nuove opportunità e modelli di business per le imprese e per i consumatori. Utilizzando una connettività personalizzata sulla base dei propri requisiti, ogni impresa – spiega Rossella Cardone – diventerà più agile e veloce nella sua capacità di innovare e soddisfare i bisogni dei clienti. Da segnalare, il recente progetto di ricerca avviato da Ericsson con il Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Telecomunicazioni per dare vita a un porto connesso, quello di Livorno, tramite 5G. «Sensori, telecamere e dispositivi si collegheranno a un’unica infrastruttura di rete, dando vita a un sistema di comunicazione integrato. In questo modo macchine e persone saranno in grado di condividere in ogni momento tutte le informazioni».

L’opinione di Carlo Vaiti, chief technologist and IoT Strategist Business Enablement Solution Technology Group EMEA Digital Solution & Transformation Team di HPE Italia è che le reti avranno un ruolo sempre più centrale nello sviluppo di applicazioni IoT, grazie alle quali è possibile creare nuovi servizi e modelli di business. «In questo contesto, per soddisfare specifici SLA è necessario tenere conto di alcuni requisiti fondamentali: latenza, ritardo di trasmissione, “quality of service”, sicurezza, affidabilità delle connessioni, copertura dello spazio di raggiungibilità, scalabilità e funzionalità». Secondo HPE, ci sarà una forte richiesta di rinnovamento a carico delle reti di telecomunicazioni oggi disponibili. Nello specifico, «la connettività a banda ultra-larga (almeno 100 Mb/s) si pone come pre-condizione per supportare il processo di digitalizzazione delle imprese. La connettività in fibra ottica favorisce in particolare il traffico mobile generato da device legati all’IoT. Gran parte del traffico IoT sarà raccolto all’accesso da una rete radiomobile. In questo ambito, è importante distinguere le applicazioni “massive IoT”, caratterizzate da elevata numerosità di sensori, basso consumo energetico, basso costo, limitato consumo di banda e “critical IoT”, i cui parametri fondamentali sono la massima affidabilità, la bassissima latenza e l’alta disponibilità. Dal punto di vista dell’accesso radio, le soluzioni LPWA (Low Power Wide Area) licenziate, su cui si basano sistemi di connettività aderenti agli standard (LPWA), possono semplificare la connettività, garantendo neutralità, interoperabilità dei sistemi multivendor, adeguati e flessibili livelli di affidabilità e di sicurezza. Tuttavia, le soluzioni LPWA non licenziate possono disporre di un intrinseco vantaggio temporale, che può consentire di conquistare importanti quote di mercato, soprattutto laddove i fattori competitivi principali siano il consumo, il costo e la raggiungibilità».

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In pratica, lo sviluppo delle reti vive una fase di trasformazione: «Se da un lato – fa notare Carlo Vaiti – si assiste all’evoluzione verso le tecnologie wireless 5G, dall’altro la Commissione europea mira a promuovere il mercato unico digitale e a garantire una gestione efficace delle onde radio su tutto il territorio europeo, attraverso l’utilizzo della banda larga – 700 MHz – per i servizi di telefonia e/o tecnologie mobili. L’allocazione della banda 700 MHz ai servizi di telecomunicazione wireless permette di dedicare risorse armonizzate anche ai servizi innovativi per la pubblica sicurezza, i cosiddetti servizi PPDR BB (Public Protection and Disaster Relief Broadband), favorendo una più efficace prevenzione e capacità di intervento, a costi sostenibili». In questo contesto la sicurezza è un elemento cruciale per la gestione di reti moderne, caratterizzate da un elevato numero di oggetti connessi che ampliano le superfici di attacco, ossia ciò che viene definito “cyber-risk”. «È importante quindi – mette in guardia Vaiti – dotarsi di strumenti e metodologie nonché formare nuovi skill e competenze per incrementare la consapevolezza e fornire ad aziende, enti e organizzazioni pubbliche e private il supporto necessario a ridurre i rischi e mitigare le minacce. In questo ambito, HPE suggerisce di avvalersi del Framework Nazionale per la Cyber Security, realizzato dal CIS-Sapienza e dal Laboratorio Nazionale di Cyber Security, in collaborazione con diverse organizzazioni pubbliche e private».

UN ECOSISTEMA APERTO

Secondo Alessandro Cozzi, country director Enterprise Business Group Huawei Italia, con l’Industry 4.0 le reti assumono un ruolo cruciale all’interno dello scenario IoT, cloud e big data, gettando le basi di una vera “rivoluzione digitale”, che – però – non può essere gestita da singoli attori. «Huawei si impegna a realizzare tecnologie di rete innovative per aiutare gli operatori a costruire un ecosistema aperto, collaborativo e di successo, a sostegno della digitalizzazione dell’industria. Per contribuire a questo cambiamento rivoluzionario, Huawei è costantemente impegnata in attività di Ricerca e Sviluppo. Solo nel 2015, circa il 15% del nostro fatturato globale – continua Cozzi – è stato destinato al settore della ricerca e sviluppo. L’elevata disponibilità di banda larga è un prerequisito essenziale per l’implementazione del Piano Industry 4.0, priorità del nostro esecutivo. Siamo convinti che questo importante obiettivo sia raggiungibile tramite l’integrazione di tecnologie di rete fissa e mobile. Grazie allo sviluppo di tecnologie innovative per l’industria e per il mondo delle comunicazioni abbiamo l’obiettivo di contribuire alla trasformazione digitale del Sistema Paese italiano. Per costruire un mondo sempre più interconnesso, Huawei intende offrire il suo contributo tecnologico investendo nella ricerca e nello sviluppo di nuove soluzioni, anche e soprattutto a livello italiano. La vision di Huawei per colmare il digital gap vede infatti l’integrazione di connessione fibra e mobile come elemento fondamentale per la diffusione omogenea della banda larga nel Paese. In questo senso, la tecnologia LTE 4.5G garantisce maggiore capacità di banda larga mobile (fino a 1.000 Mbit/s), costituendo la soluzione ideale per la transizione verso il 5G. La soluzione Smart Factory di Huawei per il manifatturiero è basata sulla tecnologia LTE-M 4.5G ad alto risparmio energetico, che consente a macchinari e data center di comunicare a lunga e a breve distanza e senza interferenze. Huawei si avvale della sua vasta esperienza nell’ambito delle tecnologie di rete per creare un ecosistema aperto e collaborativo e sviluppare insieme a partner, operatori e pubblica amministrazione reti di ultima generazione a supporto di soluzioni innovative per l’Industry 4.0».

NO RETE, NO INDUSTRY 4.0

La rete svolge un ruolo fondamentale, non solo negli scenari relativi all’Internet of Things (IoT) ma, e soprattutto, nell’Industry 4.0 in quanto rappresenta l’unico veicolo attraverso il quale, le informazioni, i dati e le misurazioni fornite dai sensori raggiungono i sistemi intelligenti e le applicazioni. Si potrebbe quasi dire «no rete, no Industry 4.0» come mette in evidenza Giovanni Todaro, Networking Services manager di IBM Italia. E nello specifico dell’Industry 4.0 le tipologie di reti possono essere suddivise in due macro aree: «Le reti wired e le reti wireless, ognuna caratterizzata dai propri vantaggi e svantaggi. Infatti, mentre nelle prime (wired) vi sono vincoli fisici (come cablaggio, tracciature, connettori) e di costi, ma con garanzie di affidabilità, di banda e latenza, nelle seconde (wireless) si riscontrano maggiori carenze in termini di banda, latenza, sicurezza ma guadagniamo in termini di pervasività, facilità di installazione e scalabilità. Non solo. Le reti wireless – continua Todaro – sono categorizzabili in diverse tecnologie (Wi-Fi, reti cellulari, Bluetooth, Low Power WAN, ZIgBee, etc.). Ognuna di esse indirizza necessità specifiche, come copertura, banda, consumo energetico della batteria, indoor o outdoor. Quindi ognuna di queste può indirizzare degli use case specifici». Immaginiamo, per esempio, uno scenario in cui si deve collegare una serie di sensori in ambito outdoor a lunghe distanze, preservando il consumo di batteria. «In questo caso – spiega Todaro – né il Bluetooth (corto raggio) né il Wi-Fi (consumo batteria) indirizzerebbero lo use case, ma probabilmente sarebbe la tecnologia Low Power (LoRA o Sigfox) quella più indicata». In definitiva non possiamo affermare che esiste una sola tecnologia di rete che indirizzi le esigenze relative alla trasformazione verso l’Industry 4.0, ma di certo la scelta della tecnologia più adatta deve essere il frutto di una attenta analisi degli use case e dello specifico ambiente in cui esso deve essere calato. «L’assessment e lo studio puntuale dello use case – conclude Todaro – diventano pertanto uno step imprescindibile per la selezione della giusta tecnologia di rete. E i consulenti e gli esperti di servizi di networking di IBM Italia sono al fianco delle imprese che stanno affrontando questo tipo di valutazioni».

CONCLUSIONI

Lo sviluppo tumultuoso negli ultimi decenni dei sistemi d’informazione e di telecomunicazione ha cambiato in modo straordinario e irreversibile la nostra vita, operando anche una profonda trasformazione della società, con conseguenze ancora tutte da capire, come aveva intuito il grande sociologo e filosofo Zygmunt Bauman, recentemente scomparso, coniando la metafora della “società liquida”. A differenza di altri momenti storici, è facilmente ipotizzabile che il mutamento non si fermerà, anzi accelererà, seguendo percorsi e modelli a oggi sconosciuti e imprevedibili. Secondo l’esperto di marketing, David Shing, occorre ricordare che dietro l’enorme numero di dispositivi connessi, in crescita ancor più tumultuosa con il nascente mondo dell’IoT, ci sono le persone e le loro emozioni. «Dobbiamo passare dall’Internet delle cose all’Internet delle emozioni» – avverte Shing. «E le imprese di successo saranno quelle capaci di cambiare veramente il modo di vendere e comunicare». Una bella visione, che non sarà affatto facile convertire nella pratica. Provarci – però – più che un suggerimento diventa un imperativo. Meditiamo, gente. Meditiamo!

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