Ormai tutti conoscete la tecnologia dell'Internet of Things (IoT). L'IoT è presente praticamente ovunque nelle nostre vite e nei dispositivi che utilizziamo quotidianamente, negli smartphone, nei sistemi domotici per il monitoraggio ambientale, nei device indossabili in grado di monitorare il nostro stato di salute, e in tutte quelle applicazioni basate sui sensori intelligenti. In realtà, il maggiore potenziale per l'Internet of Things si trova nell'ambiente industriale, ed è comunemente definito IIoT (Industrial Internet of Things). L'IIoT sta trasformando le fabbriche moderne e ha un ruolo determinante nelle connessioni all'interno delle fabbriche intelligenti.
Panoramica introduttiva
L'Internet of Things (IoT) sta cambiando il modo in cui utilizziamo la tecnologia e ci approcciamo ad essa. Le macchine raccolgono una quantità enorme di informazioni sul loro stesso funzionamento e sul loro ambiente e le condividono per creare una rete di dispositivi autonomi che utilizzano i dati per prendere decisioni senza la necessità dell'intervento umano.
Quali sono gli aspetti che caratterizzano una fabbrica intelligente?
All'interno di una fabbrica tradizionale, ogni parte del processo produttivo viene considerata separatamente: dal ricevimento delle materie prime alla produzione, sino alla spedizione dei prodotti finiti. Ciascuna macchina sulla linea di produzione è indipendente e il processo è gestito da un alto livello. La fabbrica tradizionale deve essere pensata come una struttura funzionale organizzata per essere molto efficiente nello svolgimento di un compito particolare, ma non abbastanza flessibile per adattarsi facilmente ai cambiamenti che possono riguardare una fabbrica di ultima generazione. D'altra parte, la fabbrica intelligente offre quel livello di flessibilità che le fabbriche tradizionali non possono garantire. La fabbrica intelligente è pertanto caratterizzata da una maggiore flessibilità e dalla capacità di rispondere rapidamente ai cambiamenti della domanda. L'IIoT consente a ciascuna macchina di raccogliere dati importanti sulla propria funzione e sul proprio stato. Queste informazioni preziose vengono poi condivise con l'intera rete. La condivisione di informazioni consente non solo il funzionamento della fabbrica in modo efficiente, ma anche di identificare eventuali problemi potenziali in modo da poter intraprendere azioni per ridurre al minimo i disagi. Con l'avvento dell'IIoT, tutte le macchine in fabbrica sono connesse, condividendo i dati sia tra loro che con la rete più ampia. Le informazioni sono diventate una materia prima fondamentale all'interno della moderna fabbrica intelligente iperconnessa. Lo scopo dell'IIoT è infatti proprio quello di riunire ogni singolo elemento del processo di produzione in modo tale che funzioni come un'unica entità nota come fabbrica intelligente.
La fabbrica intelligente tra automazione industriale e IIoT
L'automazione industriale è vitale per la moderna linea di produzione, pensiamo ai semplici motori o ai più complessi robot. Oggigiorno, tantissimi processi di produzione sfruttano la più recente tecnologia per ridurre la necessità dell'input umano. Le apparecchiature per l'automazione industriale svolgono un ruolo attivo nel modo in cui l'IIoT ha cambiato l'ambiente di produzione e il modo in cui esso viene vissuto e interpretato. L'IIoT dipende molto dal feedback dei sensori che ne monitorano le prestazioni, con informazioni che vengono condivise con il livello di controllo per capire come funziona esattamente la macchina. Il monitoraggio delle prestazioni delle singole macchine apporta dei vantaggi quando arriva il momento di effettuare la manutenzione della linea di produzione. Con un'ampia gamma di parametri registrati, tra cui temperatura e consumo energetico, i dati forniscono un avviso tempestivo di eventuali esigenze di manutenzione imminenti. L'analisi dei dati sulle prestazioni consente una maggiore enfasi sulla manutenzione preventiva per ridurre i tempi di inattività. Queste caratteristiche forniranno ai produttori un time-to-market ridotto e un vero vantaggio competitivo. Non dimentichiamo che la fabbrica è di per sè un ambiente molto difficile (calore, vibrazioni durante il lavoro, condizionali ambientali critiche, etc.). Anche in queste difficili condizioni la raccolta di dati dalle macchine è un elemento vitale per l'IIoT. Come abbiamo precedentemente specificato, la fabbrica intelligente dipende dal feedback fornito dalla serie di sensori che fanno parte di ogni installazione IIoT.
Ciascuno di questi sensori richiederà alimentazione per funzionare e connessione alla rete in modo che si possano condividere le informazioni, il che implica che il numero di connessioni necessarie all'interno della fabbrica è destinato ad aumentare progressivamente. Il volume di informazioni che viaggia all'interno della fabbrica intelligente ha dato vita a nuove soluzioni, una delle più interessanti è l'edge computing. Con il numero di azionamenti, controlli e sensori nella fabbrica moderna, il tempo necessario per la condivisione e l'elaborazione dei dati diventa una vera criticità. Al fine di ridurre al minimo la latenza, l'edge computing porta l'intelligenza ai margini della rete e più vicino al punto di necessità. Questa tendenza vedrà l'installazione di apparecchiature più sofisticate sulle macchine o attorno ad esse per rendere il ritardo il più breve possibile. L'apparecchiatura dovrà essere protetta dalle difficili condizioni di fabbrica, anche mentre fornisce comunicazioni sicure e ad alta velocità che le consentono di integrarsi con il resto del network. L'aumento del numero di dispositivi, insieme all'implementazione di sofisticate apparecchiature informatiche in fabbrica, ha portato alla necessità di un numero maggiore di connettori rispetto al passato. Questi connettori devono offrire prestazioni superiori, fornendo alimentazione a processi ad alta intensità energetica e comunicazioni sicure ad alta velocità per apparecchiature di automazione intelligenti. Inoltre, tali connettori devono essere robusti e sigillati, pronti a resistere agli ambienti difficili che si trovano nelle fabbriche di ultima generazione.
La sfida del nuovo ambiente industriale delle smart factory è poter ottenere un valore senza precedenti dai dati, massimizzando il livello di efficienza nell'automazione e riducendo errori, tempi di inattività e costi di sistema.
