L’impatto della trasformazione digitale e della trasformazione verde sulla società e sulle aziende sta portando a riforme significative. Per raggiungere una società sostenibile e prospera, diventa fondamentale utilizzare i sistemi IoT industriali (IIoT) come base per acquisire e utilizzare informazioni digitali per implementare trasformazione digitale (DX) e della trasformazione verde (GX). E il ritmo con cui potranno attuare il cambiamento dipenderà dalla rete 5G – e a breve 6G – che utilizzano.
Il professor Nakao dell’Università di Tokyo e Tomokazu Shimomae di Murata Manufacturing ne discutono: ecco gli spunti di riflessione più interessanti.
I sistemi IIoT per la trasformazione digitale (DX) e green (GX)
Il professore Nakao dell’Università di Tokyo sta conducendo ricerche su una vasta gamma di tecnologie per costruire interi sistemi IIoT, dalle tecnologie elementari alle applicazioni. D’altra parte, Tomokazu Shimomae di Murata Manufacturing sta progettando attività commerciali che utilizzano le informazioni e le comunicazioni di nuova generazione. I due esperti quindi hanno discusso riguardo alle infrastrutture di comunicazione essenziali per la trasmissione avanzata dei dati nei sistemi IIoT. In modo da illustrare sia il punto di vista di ricercatore e operatore commerciale.
In tutto il mondo, governi, enti locali e aziende stanno cercando di adattarsi alle esigenze future in linea con due megatendenze, ovvero la DX e la GX. La DX mira a migliorare l’efficienza operativa e creare nuovi valori attraverso l’utilizzo di informazioni digitali. Invece, la GX si concentra sulla conservazione ambientale globale, come la decarbonizzazione, mantenendo al contempo la competitività aziendale.
Queste tendenze richiedono un meccanismo per implementare l’ottimizzazione razionale attraverso analisi dettagliate e misure mirate sui punti chiave. Evitando tuttavia di avere degli sprechi. Serve quindi monitorare con precisione i movimenti delle attività sociali e commerciali in tempo reale attraverso dati quantitativi per implementare DX e GX efficaci ed efficienti. I sistemi IoT industriali (IIoT) sono la base informativa su cui le aziende si baseranno per soddisfare queste esigenze nel prossimo futuro: l’internet of things è la chiave di volta di questi due processi.
L’espansione del 5G in tutto il mondo
I servizi commerciali basati sul sistema di comunicazione mobile di 5G sono stati lanciati in Giappone a partire da marzo 2020. I due esperti fanno riferimento al Paese nipponico per discutere di questa tecnologia. Ma in tutto il mondo, sono sempre di più gli utenti hanno già adottato smartphone compatibili con questa tecnologia avanzata.
Secondo il professor Nakao, il 5G è stato esteso in modo costante alle aree in cui è possibile utilizzare la tecnologia sui telefoni cellulari. In Giappone, quattro operatori di telecomunicazioni sono stati assegnati alle bande di frequenza 5G. Ad esempio, una di queste aziende ha completato la conversione di diverse aree al 5G entro febbraio 2022, co diverse zone coperte.
L’obiettivo di raggiungere una copertura della popolazione del 90% o più in tutti i 1.741 comuni in Giappone entro marzo 2024. Inoltre, un altro operatore ha dichiarato che la sua copertura della popolazione 5G ha già superato il 90% a partire da aprile 2022. Tale società ha utilizzato anche tecnologie di virtualizzazione per effettuare la transizione al 5G in modo efficiente, minimizzando la necessità di nuove attrezzature per il 4G, portando il suo tasso di copertura della popolazione al 96%.
In altre parole, il 5G è arrivato: il potenziale di 5G nell’IIoT sarà dimostrato nel prossimo futuro.
L’evoluzione della connettività – per arrivare all’IIoT
Gli avanzamenti tecnologici hanno portato a migliorare la velocità di comunicazione e le capacità di trasmissione dei dati. Da 2G, che si limitava principalmente allo scambio di informazioni vocali e testuali, siamo passati a 3G, che ha consentito la navigazione web e lo scambio di fotografie. Questo ha poi portato al 4G, che ha permesso di guardare video e di utilizzare servizi web avanzati sui telefoni cellulari. Tuttavia, l’idea resta la stessa: dispositivi portatili utilizzati da singoli individui che scambiano informazioni tra loro.
Contrariamente a questo, il 5G è una “infrastruttura di comunicazione sviluppata dal presupposto che le informazioni saranno scambiate tra vari dispositivi, attrezzature e strutture utilizzate in città, fabbriche, uffici, case e altre località. In altre parole, possiamo chiamarle parole. Un’infrastruttura di comunicazione che mira alla realizzazione dei sistemi IIoT ” secondo il Professor Nakao.
Molte delle funzionalità che rendono il 5G un’infrastruttura di comunicazione ideale per la costruzione di sistemi avanzati di IIoT sono state incorporate nelle specifiche tecniche per il 5G. Anche se ci sono diverse funzioni che migliorano le prestazioni degli smartphone. Come la velocità di picco di 20 Gbps e una bassa latenza di 1 millisecondo o inferiore. Senza contare la funzione di connessione simultanea a un massimo di un milione di dispositivi all’interno di un’area di 1 km².
Tutte sono utili per la connettività smartphone. Ma sono anche armi nell’arsenale dell’IIoT e possono aiutare nella trasformazione green e digitale.
5G e sistemi IIoT per abilitare la trasformazione digitale e green
Parlando di come il 5G abilita i sistemi IIoT, che a loro volta semplificato la trasformazioni digitale e green, il professor Nakao spiega: “Guardando la mappa dell’area di servizio per l’infrastruttura 5G che è stata costruita fino al momento attuale, il tasso di copertura della popolazione è ridotto del 90%. Tuttavia, il tasso di copertura dell’area è ancora pieno di vuoto spazi. È molto importante espandere il tasso di copertura dell’area per aumentare il numero di scenari di utilizzo dei sistemi IIoT che comunicano con le cose anziché con i singoli utenti”.
Nakao continua: “Inoltre, gran parte dell’infrastruttura 5G finora è stata realizzata deviando le attrezzature esistenti che supporta le frequenze per il 4G. Di conseguenza, le alte velocità e le grandi capacità inerenti al 5G non sono state realizzate. In altre parole, possiamo dire che stiamo ancora aspettando il tempo in cui sarà possibile dimostrare il vero valore di 5G. Lo sviluppo di infrastrutture 5G avanza ulteriormente e il ritmo della costruzione e del funzionamento dei sistemi IIoT raccoglierà la velocità da ora. Ciò cambierà notevolmente il modo in cui dovremmo vivere, fare affari e impegnarsi in attività sociali “.
La possibilità di sfruttare le comunicazioni ad alta velocità e grande capacità del 5G permetterà di abilitare diverse attività che richiedono moltissimo traffico. Come la realtà virtuale (VR) e la realtà aumentata (AR). Inoltre, permetteranno alle industrie collegarsi tra di loro nei sistemi IIoT. Condividendo i dati provenienti dai sensori installati al loro interno. Ciò renderà possibile prevedere fenomeni e problemi che si verificheranno in futuro analizzando i dati raccolti. Qualcosa che avrà effetti sia economici che sociali e ambientali: i sistemi IIoT abilitano la trasformazione digitale e green.
Una rapida accelerazione – viaggio verso il 6G
I due esperti ci spiegano che stiamo entrando in una fase in cui la velocità dello sviluppo dell’infrastruttura 5G sta accelerando rapidamente. Tuttavia, la ricerca e lo sviluppo della prossima generazione di tecnologia, oltre il 5G/6G, sono già iniziati in tutto il mondo. E mirano alla commercializzazione entro il 2030. Per questo, i sistemi IIoT stanno evolvendo ulteriormente per essere ancora più avanzati.
Il Ministero degli Affari Interni e delle Comunicazioni in Giappone ha sviluppato la “Strategia di promozione oltre 5G: Roadmap verso 6G“. L’obiettivo è quello di creare numerosi casi di successo per prepararsi al futuro oltre il 5G entro i prossimi cinque anni. I risultati di queste attività saranno presentati al mondo al 5G Ready Showcase.
Le attività di standardizzazione per il 6G inizieranno nel 2025. E il consorzio di promozione oltre 5G è stato creato per affrontare con forza la standardizzazione tecnologica in un ambiente di collaborazione tra l’industria, il mondo accademico e il governo. Combinando questi tre ambiti, sta nascendo un libro bianco e la verifica a livello globale.
I paesi di tutto il mondo hanno iniziato a investire ingenti somme di denaro in questa nuova tecnologia. I due esperti fanno l’esempio del Ministero degli Affari Interni e delle Comunicazioni in Giappone, che investirà oltre 100 miliardi di yen. La competizione per lo sviluppo tecnologico in questo campo si intensificherà in futuro.
Sistemi IIoT e trasformazion digitale: il potenziale del 6G
Con il 6G, la velocità di connessione multipla andrà oltre 100 Gbp. E permetterà di connettere 10 milioni di dispositivi per 1 km². Inoltre, ci saranno opportunità di espansione della copertura delle comunicazioni anche in aree come cielo, mare e spazio. Sarà importante mantenere un alto livello di qualità e prestazioni durante l’utilizzo del 6G, insieme a un consumo di energia ultra-basso e minori costi di comunicazione.
Con il 6G, ci aspettiamo che la scelta di diverse tecnologie di comunicazione in base all’applicazione diventi ancora più evidente. Per questo motivo, Murata Manufacturing sta sviluppando diverse tecnologie elementali. Parliamo di moduli front-end, schede, antenne, amplificatori di potenza e a basso rumore e altri componenti e circuiti, in previsione dell’era oltre 5G.
Con l’utilizzo di onde terahertz, che hanno una frequenza ancora più alta delle onde radio 5G, l’ottimizzazione dovrà arrivare al livello di materiali. Questo richiede tempo e competenze specializzate. Per affrontare questa sfida, Murata sta collaborando attivamente con organizzazioni esterne. Lo scambio di informazioni risulta fondamentale.
Shimomae spiega: “Il modo in cui l’infrastruttura dovrebbe essere cambierà notevolmente con oltre il 5G/6G. Dovremo chiederci quale tipo di tecnologie sono richieste e necessarie, invece di sviluppare tecnologie fissando un obiettivo semplice come supportare una nuova frequenza Band. Svilupperemo le tecnologie mentre valutiamo la situazione da una prospettiva più ampia “.
Una concorrenza in aumento
Una concorrenza intensa è iniziata in paesi e regioni per lo sviluppo di tecnologie per il 6G. Tuttavia, il professor Nakao sottolinea quanto segue: “Non importa quanto eccellente una tecnologia che sviluppiamo, non si verificherà solo se si applica solo al Giappone e non possiamo espanderlo al mercato globale. Invece di fornire le tecnologie che abbiamo sviluppato al mondo in un senso unico, è importante lo sviluppo bidirezionale basato su una strategia globale. Ciò ci richiederà di co-creare invitando gli esperti da tutto il mondo a comprendere le esigenze e le tecnologie del mercato globali con nuove idee “.
Per Murata, diventa importante anche sviluppare dispositivi di comunicazione compatibili con 6G. Shimomae spiega: “Abbiamo sviluppato tecnologie basate sui requisiti definiti dai nostri clienti quando abbiamo sviluppato moduli di comunicazione in passato. Tuttavia, dovremo creare prodotti ancora più utili definendo e sviluppando le tecnologie richieste conducendo ripetutamente esperimenti dimostrativi e altri test insieme ai nostri clienti come partner in futuro. In primo luogo, vogliamo fornire informazioni per garantire che i nostri clienti si affidino a Murata e costruiscano legami con le persone riunite qui. Vorremmo quindi essere in grado di preparare tecnologie e prodotti ancora migliori “.
Il ritmo al quale vengono utilizzati i sistemi IIoT essenziali per l’implementazione di DX e GX dipenderà dalla rete disponibile: gioca un ruolo fondamentale nella trasformazione digitale e green.
Trovate maggiori informazioni sul sito di Murata Manufacturing, mentre qui le dichiarazioni complete dei due esperti.
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