Libero accesso alla nuvola, l’IIoT in chiave arancione

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Controllo in tempo reale, connettività Internet, aggregazione e storicizzazione dei dati, data analytics, business intelligence, machine learning, stoccaggio di lungo periodo dei dati, sono alcune delle variabili da considerare quando ci si appresta alla gestione di fabbrica e all’analisi dei dati per diventare Industrial IoT ready.

La raccolta di dati dal campo è tuttavia l’aspetto cruciale e il primo di cui occuparsi, prima di concentrarsi sulle analisi delle informazioni per i successivi interventi di ottimizzazione.

Possedere il dato consente di analizzare localmente quanto accade sulle macchine e sulle linee e intervenire tempestivamente; ma rende possibile anche tracciare le prestazioni dell’intera fabbrica e magari mettere a confronto diversi stabilimenti, per intervenire e ottimizzare i processi laddove sia più conveniente.

Il famoso dato dev’essere possibilmente accessibile da parte di più persone, spesso in diverse parti del mondo, pertanto spesso conviene convogliare le informazioni in una base di dati condivisa. Questo non significa inviare istantaneamente ogni singolo dato disponibile al cloud, ma piuttosto filtrare le informazioni rilevanti e trasmetterle con una frequenza adeguata, considerata la natura e la variabilità del dato.

Per svolgere queste operazioni di raccolta, aggregazione, presentazione e talvolta analisi preliminare dei dati, si viene a creare uno strato di confine tra le macchine e la fabbrica da una parte, e servizi e applicazioni cloud a livello superiore.

In questo strato perimetrale, che chiamiamo Edge, è possibile raccogliere sistematicamente i dati di fabbrica, riservandosi la possibilità di analizzarli in loco e agire, in virtù di quanto si verifica sull’hardware fisico, prima ancora di muoversi dallo spazio OT a quello IT.

L’Edge può essere più o meno complesso e svolgere differenti funzioni, diventa pertanto un elemento strategico e importante da considerare in ottica IIoT.

La via per l’IIoT passa dall’Edge

Una fabbrica è generalmente equipaggiata con varie macchine, con centinaia di controllori e migliaia di sensori e attuatori. Anche se in taluni casi è possibile per un controllore inviare direttamente agli strati superiori come MES-MOM / ERP / cloud, resta difficile raccogliere dati da ognuno di essi individualmente.

Facendo un parallelo con un organigramma aziendale, i direttori generali hanno solo una manciata di persone che riportano a loro, anche se sono centinaia quelli che riferiscono ai responsabili dei vari dipartimenti. Sarebbe virtualmente possibile che ognuna delle centinaia di persone in azienda riportasse al direttore generale ma, in pratica, non succede.

In modo analogo anche in fabbrica sarebbe fisicamente possibile raccogliere e trasmettere direttamente i dati da ogni singolo dispositivo in campo, ma non è di fatto conveniente. È di capitale importanza avere un punto di raccolta che convogli le informazioni e le veicoli verso gli strati superiori.

La corretta gestione dell’Edge consente di raccogliere i dati di fabbrica e tracciarne gli andamenti per convertirli in informazioni preziose e interpretabili, da utilizzare subito, in loco, o trasmetterle in remoto per condividerle e stoccarle per le successive analisi.

Le possibili declinazioni dell’Edge

La quantità e il tipo di funzioni svolte sul confine verso il cloud determina la tipologia dell’Edge. La sfida qui è soddisfare tutte le necessità impiegando la minima dotazione di hardware e software, in modo che sia economicamente conveniente. Ecco allora che si declinano proposte via via più articolate al crescere delle richieste.

Edge connect, è la soluzione più elementare e prevede un semplice bus controller per condividere pochi dati o dati aggregati – ovviamente criptati – senza necessità di aggiornamento in tempo reale.

Una seconda morfologia è l’Embedded Edge, dove un controller standard: un PLC o un PC industriale già presente nelle installazioni di fabbrica, gestisce la raccolta, l’aggregazione, l’invio e il salvataggio dei dati. Controllo in tempo reale e connettività internet con funzioni di security sono inclusi in questa opzione che consente l’aggregazione dei dati, oltre alla loro storicizzazione.

Per una maggiore potenza computazionale, è possibile scalare verso un Automation PC (APC) che funga da Edge Controller. Le fabbriche possono dunque compiere un passo ulteriore nella direzione di un controllo della produzione, introducendo funzioni di business intelligence e di machine learning, oltre a implementare azioni correttive migliorative dei processi e della produttività generale.

Aggiungendo poi servizi cloud, è possibile ottenere lo stoccaggio dei dati per il lungo periodo, indipendentemente dall’architettura di controllo sottostante dove, grazie alla scalabilità di strumenti di sviluppo software come Automation Studio, è possibile mantenere aggiornato il sistema di controllo, scalando o modificando l’hardware, senza dover riprogrammare.

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