Efficientare i processi di fabbrica con le tecnologie 4.0 (Edge computing e IoT)

Scritto da Sara Polotti il 4 Gennaio 2022. Pubblicato in Tecnologia per la produzione.

L’Internet of Things (IoT) non ha rivoluzionato soltanto la tecnologia all’interno delle nostre case. La Rete che mette in relazione oggetti e strumenti attorno all’essere umano, condividendone i dati tramite sensori e architetture informative, è prima di tutto parte integrante della nuova industria manifatturiera. E se per tanti utilizzare l’IoT significa sfruttare, per esempio, la domotica casalinga e portare nel mondo digitale gli oggetti più comuni, per un’azienda produttiva questo vuol dire poter monitorare l’attività dei macchinari sul campo, raccogliendo le informazioni generate e arricchendo i processi di dati utili all’efficientamento del sistema.

Questo è anche più vero quando si guarda agli ultimi ritrovati IoT, nello specifico Edge computing e Digital twin, soluzioni sempre più innovative per il funzionamento efficiente dei reparti produttivi. Serve però chiarire bene di cosa si tratti per comprenderne applicazioni e benefici. L’Edge (letteralmente “margine, bordo”) può essere considerato il primo livello di una infrastruttura IoT: si tratta, essenzialmente, di dispositivi per l’elaborazione dei dati che vengono posizionati quanto più vicino possibile a dove questi sono generati (spesso proprio sui macchinari di fabbrica o i robot di produzione). Il Digital twin, invece, è un equivalente virtuale dei dispositivi fisici il cui obiettivo è quello di monitorare il funzionamento delle macchine, segnalare anomalie ma anche predire malfunzionamenti futuri, anticiparne gli errori e programmarne la diagnostica. A spiegarlo è Giuseppe Caspani, CEO di SAEP ICT Engineering, società di consulenza specializzata nello sviluppo di soluzioni Web, Mobile e IoT.

Al 4.0 servono diverse competenze e diversi professionisti

Calati nella vita aziendale, questi strumenti possono portare notevoli benefici all’intera catena produttiva (e non solo): monitorare i macchinari significa allungare loro la vita, ridurre il consumo energetico rendendo più efficienti i processi produttivi, prevenire guasti, potenziare la sicurezza e sviluppare l’automazione industriale (o la semi-automazione), sgravando gli operatori dalle azioni ripetitive, a scarso valore aggiunto o pericolose da eseguire.

I percorsi d’innovazione Industry 4.0 sono sempre più comuni nelle imprese, le quali però devono dotarsi di competenze tecniche, professionisti specializzati e strumentazione ad hoc. “Tutti i passaggi necessari per mettere in pratica un progetto di questo tipo – analisi, programmazione dei servizi e manutenzione dei sistemi – hanno bisogno di competenze e di fattori abilitanti. Servono dunque persone con know how differenti, come per esempio una conoscenza dell’implementazione elettronica per i dispositivi di Edge computing o per i protocolli di scambio dati, che possono essere differenti rispetto a quelli standard della comunicazione web e mobile”, è il parere di Caspani.

Abilitare l’efficientamento tramite la tecnologia: il caso Tecnoventil

Un esempio per comprendere i benefici offerti dall’impiego di queste tecnologie è il caso di Tecnoventil, azienda di progettazione e realizzazione di soluzioni intelligenti per la ventilazione che si è rivolta proprio a SAEP ICT Engineering per la consulenza e l’implementazione dei dispositivi IoT sui loro sistemi. La soluzione progettata avrebbe dovuto supportare la centralizzazione degli impianti per il condizionamento, i quali pilotati da singole unità ventilano le diverse stanze delle abitazioni (ma soprattutto degli uffici e di grandi strutture come gli ospedali).

Tecnoventil ha sviluppato una soluzione innovativa per far sì che attraverso i terminali localizzati nelle stanze sia possibile impostare la temperatura azionando aperture e chiusure nella canalizzazione, in modo da ottenere una climatizzazione personalizzata, agendo quindi sulla struttura di distribuzione di aria.

“Per controllare questo impianto è necessario configurare diversi parametri di funzionamento. Il dispositivo non interagisce solo con l’utente, ma raccoglie dati in una prima fase interna per analizzare umidità e clima, inviando poi la comunicazione all’infrastruttura IoT realizzata attraverso un’architettura basata su microservizi”, illustra Caspani, spiegando come un server sia in grado di far ‘dialogare’ la struttura cloud con i dispositivi Edge sul campo. Ovviamente alla base del progetto ci sono i sensori, parte fondante della tecnologia IoT, che permettono la rilevazione dei dati – in questo caso – i livelli di umidità, i gradi ambientali e altre informazioni utili per la diagnostica dello strumento.

Nel caso di Tecnoventil, SAEP ICT Engineering ha eseguito uno studio di fattibilità mettendo in campo professionisti con competenze legate allo sviluppo di dispositivi elettronici, alla comunicazione tra macchine e delle tecnologie Cloud. “Le strutture progettate e implementate devono poi dialogare con gli esseri umani, fornendo loro le informazioni necessarie”, racconta Caspani. “Il tassello finale del progetto è la creazione di una serie di interfacce, semplici e intuitive, per offrire al cliente uno strumento pratico per gestire temperatura e umidità a seconda delle esigenze”. Questo ‘dialogo’ può avvenire su applicazioni mobile o desktop, garantendo un’interazione fluida con gli utilizzatori e una sincronizzazione costante con il cloud.

Adattare l’architettura a progetti diversi

L’architettura della soluzione (che è modulare e pensata per raccogliere, analizzare e scambiare informazioni attraverso diversi protocolli) può essere tuttavia applicata a numerosi contesti industriali. Spiega Caspani: “Applicando la stessa infrastruttura e gli stessi strumenti ad altri progetti, dotando di sensori macchinari e impianti, si può rispondere a esigenze specifiche, mantenendo la stessa struttura per quanto riguarda lo scambio dei dati. Questo permette di introdurre l’IoT in tutti i reparti in cui sia necessario (si pensi ad esempio alla Logistica) e in vari processi produttivi, soprattutto quelli caratterizzati da forte automazione dei processi e impiego della robotica”.

Queste tecnologie sono ancora piuttosto nuove sul mercato, quindi la mancanza di standard permette una certa flessibilità sia in materia di protocolli di comunicazione che nella realizzazione dei dispositivi. Questo è particolarmente vero per i sensori, che una volta installati possono essere sostituiti in base alle evoluzioni tecnologiche. Le aziende in questo modo possono seguire i cambiamenti del mercato senza stravolgere le infrastrutture, ma integrandole e implementandole grazie all’elasticità offerta da architettura disaccoppiate, sostituendo singoli elementi a necessità e mantenendo così costante la competitività e l’aggiornamento, rispondendo ai requisiti di velocità che caratterizzano mercati contemporanei.

Sara Polotti

Sara Polotti è giornalista pubblicista dal 2016, ma scrive dal 2010, quando durante gli anni dell’Università Cattolica del Sacro Cuore (facoltà di Lettere e Filosofia) recensiva mostre ed eventi artistici per piccole testate online. Negli anni si è dedicata alla critica teatrale e fotografica, arrivando poi a occuparsi di contenuti differenti per riviste online e cartacee. Legge moltissimo, ama le serie tivù ed è fervente sostenitrice dei diritti civili, dell’uguaglianza e della rappresentazione inclusiva, oltre che dell’ecosostenibilità.

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