L’Internet delle cose (IOT) avrà un impatto su quasi tutti i settori, ma avrà l’impatto maggiore sull’industria manifatturiera. In effetti, l’Internet delle cose ha il potenziale per trasformare i tradizionali sistemi lineari in sistemi dinamici interconnessi e potrebbe rappresentare la più grande forza trainante per la trasformazione di fabbriche e altre strutture.

Come altri settori, l’Internet delle cose nel settore manifatturiero e l’Internet delle cose industriale (IIoT) si sforzano di essere realizzati attraverso connessioni wireless e tecnologie che la supportano. Oggi, l’Internet delle cose si basa su un basso consumo energetico e su lunghe distanze e lo standard a banda stretta (NB) risolve questo problema. L'editor PCB comprende che le connessioni NB possono supportare molti casi d'uso dell'IoT, inclusi rilevatori di eventi, bidoni della spazzatura intelligenti e contatori intelligenti. Le applicazioni industriali includono il monitoraggio delle risorse, il monitoraggio della logistica, il monitoraggio delle macchine, ecc.

Ma man mano che le connessioni 5G continuano a essere costruite a livello nazionale, un livello completamente nuovo di velocità, efficienza e prestazioni aiuterà a sbloccare nuovi casi d’uso dell’IoT.

Il 5G sarà utilizzato per una velocità di trasmissione dati più elevata e requisiti di latenza ultra-bassa. Infatti, un rapporto del 2020 di Bloor Research ha sottolineato che il futuro del 5G, dell’edge computing e dell’Internet delle cose sono i fattori chiave dell’Industria 4.0.

Ad esempio, secondo un rapporto di MarketsandMarkets, si prevede che il mercato IIoT crescerà da 68,8 miliardi di dollari nel 2019 a 98,2 miliardi di dollari nel 2024. Quali sono i principali fattori che dovrebbero guidare il mercato IIoT? Semiconduttori e apparecchiature elettroniche più avanzati, nonché un maggiore utilizzo di piattaforme di cloud computing, entrambi guidati dall’era del 5G.

D’altro canto, secondo un rapporto di BloorResearch, se non ci sarà il 5G, si creerà un enorme divario di rete nella realizzazione dell’Industria 4.0, non solo nella fornitura di connessioni per miliardi di dispositivi IoT, ma anche in termini di trasmissione e elaborare l’enorme quantità di dati che verranno generati.

La sfida non è solo la larghezza di banda. Diversi sistemi IoT avranno requisiti di rete diversi. Alcuni dispositivi richiederanno un’affidabilità assoluta, dove la bassa latenza è essenziale, mentre altri casi d’uso vedranno che la rete dovrà far fronte a una densità di dispositivi connessi più elevata di quanto abbiamo visto prima.

Ad esempio, in un impianto di produzione, un semplice sensore potrebbe un giorno raccogliere e archiviare dati e comunicare con un dispositivo gateway che contiene la logica dell'applicazione. In altri casi, potrebbe essere necessario raccogliere in tempo reale i dati dei sensori IoT da sensori, tag RFID, dispositivi di localizzazione e persino telefoni cellulari più grandi tramite il protocollo 5G.

In una parola: la futura rete 5G contribuirà a realizzare un gran numero di casi d’uso e vantaggi IoT e IIoT nel settore manifatturiero. Guardando al futuro, non sorprenderti se vedi che questi cinque casi d'uso cambiano con l'introduzione di connessioni potenti e affidabili e di dispositivi compatibili nella rete multispettro 5G attualmente in costruzione.

Visibilità degli asset produttivi

Attraverso IoT/IIoT, i produttori possono connettere apparecchiature di produzione e altre macchine, strumenti e risorse nelle fabbriche e nei magazzini, fornendo a manager e ingegneri maggiore visibilità sulle operazioni di produzione e su eventuali problemi che potrebbero sorgere.

Il tracciamento delle risorse è una funzione chiave dell’Internet delle cose. Può facilmente individuare e monitorare i componenti chiave degli impianti di produzione. Presto l’azienda sarà in grado di utilizzare sensori intelligenti per tracciare automaticamente il movimento delle parti durante il processo di assemblaggio. Collegando gli strumenti utilizzati dagli operatori a qualsiasi macchina utilizzata in produzione, il responsabile dell'impianto può ottenere una visione in tempo reale del risultato produttivo.

I produttori possono trarre vantaggio da questi livelli più elevati di visibilità in fabbrica per identificare e risolvere rapidamente i colli di bottiglia attraverso l’uso dei dati generati dai dashboard e dalla più recente Internet of Things per contribuire a ottenere una produzione più rapida e di qualità superiore.

Manutenzione predittiva

Garantire che le attrezzature dell'impianto e le altre risorse siano in buone condizioni di funzionamento è la massima priorità del produttore. Un guasto può causare gravi ritardi nella produzione, che a loro volta possono portare a gravi perdite dovute a riparazioni o sostituzioni impreviste delle apparecchiature e all'insoddisfazione dei clienti dovuta a ritardi o addirittura all'annullamento degli ordini. Mantenere la macchina in funzione può ridurre significativamente i costi operativi e rendere il processo di produzione più fluido.

Distribuendo sensori wireless sulle macchine in tutta la fabbrica e collegando poi questi sensori a Internet, i manager possono scoprire quando un dispositivo inizia a guastarsi prima che si guasti effettivamente.

I sistemi IoT emergenti supportati dalla tecnologia wireless sono in grado di rilevare segnali di allarme nelle apparecchiature e inviare i dati al personale di manutenzione in modo che possa riparare in modo proattivo le apparecchiature, evitando così notevoli ritardi e costi. Inoltre, la fabbrica di circuiti stampati ritiene che anche i produttori possano trarne vantaggi, ad esempio un ambiente di fabbrica potenzialmente più sicuro e una maggiore durata delle apparecchiature.

migliorare la qualità del prodotto

Immagina che durante l'intero ciclo di produzione, l'invio di dati sulle condizioni critiche di alta qualità attraverso sensori ambientali per monitorare continuamente i prodotti possa aiutare i produttori a realizzare prodotti di migliore qualità.

Quando viene raggiunta la soglia di qualità o condizioni come la temperatura o l'umidità dell'aria non sono adatte alla produzione di alimenti o medicinali, il sensore può avvisare il supervisore dell'officina.

Gestione e ottimizzazione della catena di fornitura

Per i produttori, la catena di fornitura sta diventando sempre più complessa, soprattutto quando iniziano a espandere la propria attività a livello globale. L’Internet of Things emergente consente alle aziende di monitorare gli eventi lungo tutta la catena di fornitura, fornendo accesso a dati in tempo reale monitorando risorse come camion, container e persino singoli prodotti.

I produttori possono utilizzare sensori per tracciare e monitorare l’inventario mentre si spostano da un luogo all’altro della catena di fornitura. Ciò include il trasporto delle forniture necessarie per produrre il prodotto, nonché la consegna dei prodotti finiti. I produttori possono aumentare la loro visibilità nell'inventario dei prodotti per fornire disponibilità dei materiali e programmi più accurati per la spedizione dei prodotti ai clienti. L’analisi dei dati può anche aiutare le aziende a migliorare la logistica identificando le aree problematiche.

Gemello digitale

L’avvento dell’Internet delle cose consentirà ai produttori di creare gemelli digitali: copie virtuali di dispositivi o prodotti fisici che i produttori potranno utilizzare per eseguire simulazioni prima di costruire e distribuire effettivamente i dispositivi. Grazie al flusso continuo di dati in tempo reale forniti dall’Internet delle cose, i produttori possono creare un gemello digitale praticamente di qualsiasi tipo di prodotto, il che consentirà loro di individuare i difetti più rapidamente e prevedere i risultati in modo più accurato.

Ciò può portare a prodotti di qualità superiore e anche a ridurre i costi, poiché i prodotti non devono essere ritirati una volta spediti. L'editore del circuito ha appreso che i dati raccolti dalle repliche digitali consentono ai gestori di analizzare come funziona il sistema in varie condizioni sul posto.

Con una serie di potenziali applicazioni, ciascuno di questi cinque potenziali casi d’uso può rivoluzionare la produzione. Per realizzare appieno la promessa dell’Industria 4.0, i leader tecnologici del settore manifatturiero devono comprendere le principali sfide che l’Internet delle cose porterà e come il futuro del 5G risponderà a queste sfide.