Cobot, agv e amr, riconfigurabilità delle linee di produzione. La sfida del networking industriale è l’inclusione della nuova generazione robotica e la capacità di sostenere la flessibilità dei layout industriali. Sfida che non può essere risolta affidandosi alle sole reti cablate. Serve il wireless. Quale, dunque, la tecnologia per lo shop floor? Quale il candidato ideale per la fabbrica con un sempre più elevato grado di automazione? Secondo Vikas Butaney, executive vice president e general manager cloud connectivity & industrial Iot networking di Cisco, incontrato da Industria Italiana nel corso del Cisco Live di Amsterdam, l’evento in cui la multinazionale ha condiviso la propria visione e strategia con partner e clienti, la scelta va fatta in base al tipo di connettività che più si adatta a risolvere specifiche esigenze applicative. Quale spazio si deve coprire, quali distanze? Di che tipo di funzionalità e capacità si deve disporre? «Non esiste una scelta univoca, non sarà mai un mondo in bianco e nero. Wi-fi, 5g, nelle fabbriche esisterà una pluralità di tecnologie». Tra queste, quella che secondo Cisco ha grandi potenzialità di sviluppo è l’Ultra-Reliable Wireless Backhaul. Una tecnologia sviluppata da Fluidmesh Networks, società acquisita nel 2018, nata dalla collaborazione di un team di ricercatori ed ingegneri del Massachusetts Institute of Technology e del Politecnico di Milano, specializzata nella fornitura di sistemi wireless a larga banda. «È una rete “zero packet lost”, dice Butaney ed è pensata per ambienti nei quali la potenza del segnale può essere influenzata dalla velocità di movimento o dalle dimensioni della superficie da coprire». Inizialmente utilizzata per realizzare connettività in porti o nei trasporti ferroviari, Cisco la vuole ora portare nelle fabbriche dove veicoli a guida autonoma, amr, robot e cobot si alternano in attività di produzione, assemblaggio e movimentazione intralogistica. In altre parole, il gigante del networking e della sicurezza si candida per essere l’abilitatore infrastrutturale dello smart manufacturing, rendendo possibile connettività wireline e wireless tra sensori, macchinari, veicoli e front line worker. Industrial Iot edge-to-cloud, security e comunicazione wireless. Ecco l’infrastruttura di rete per lo smart manufacturing.
Una rete ad alta automazione per gli ambienti di produzione Industrial IoT
«Offriamo connettività all’edge con tutta la security che richiede un ambiente di produzione. Funzionalità di network e security management garantiscono disponibilità e qualità continua di servizio con processi sempre più automatizzati, abilitando un provisioning delle patch predeterminato in base alle policy di sicurezza definite a livello aziendale», afferma Butaney. La network automation di Cisco abilita configurazione, gestione, testing, implementazione e funzionamento dei dispositivi fisici e virtuali all’interno di una rete. «Con la nostra linea di prodotti gateway e routing industriali rendiamo possibile un’architettura unificata, flessibile e scalabile. A volte si dà per scontata la connettività, la si considera una commodity, ma è sbagliato, afferma Butaney. Per poter offrire servizi digitali competitivi la rete va personalizzata. E per fare questo servono più ingredienti. Da una parte connettività di qualità, che vuol dire avere una rete sempre più performante e affidabile. Dall’altra, servizi di security, cloud, collaboration, data analytics e industrial Iot».
Il futuro è wireless. Agilità e flessibilità per una riconfigurabilità delle linee di produzione
«Le aziende del manufacturing, in primis l’automotive, stanno andando nella direzione di una factory all wireless», dice Butaney. «I responsabili di fabbrica vogliono agilità che permetta loro di riconfigurare le linee. Significa poter supportare le aziende nel modificare rapidamente la produzione esistente per soddisfare una domanda variabile e discontinua, personalizzata». Wireless, quindi, come tecnologia per aumentare la capacità di adattamento a un mercato che sta rapidamente virando a una personalizzazione di massa. Con le nuove soluzioni. In un futuro ormai prossimo, si potrà realizzare l’utopia dell’instant factory, plant “zero cavi” che possono essere costruite nel giro di pochi mesi senza dover sostenere alcun costo di cablaggio. E, perché no, anche “small temporary factory”, aree di lavoro automatizzate che potranno esistere per periodi di tempo limitati, per poi essere dismesse e riconfigurate con un diverso layout.
Alcuni scenari di applicazione dell’Ultra-Reliable Wireless Backhaul Industrial di Cisco
Il wireless per la nuova generazione di mobile worker. L’Ultra-Reliable Wireless Backhaul per l’intralogistica di fabbrica
Gli amr sono programmati per eseguire più attività con risultati predefiniti come la movimentazione di attrezzature o materiali. Grazie all’intelligenza artificiale possono avere comportamenti dinamici, evitare le collisioni e prendere decisioni in real time sul percorso da seguire. Il flusso di comunicazione per questi dispositivi dipende dall’edge computing. Alcuni hanno a bordo tutte le capacità di intelligence e decisionali, altri utilizzano un sistema di controllo centralizzato. «Cisco offre soluzioni per tutti i differenti casi d’uso, spiega Butaney. Wi-fi, Ultra-Reliable Wireless Backhaul, 5g privato. È importante adottare ogni volta un approccio su misura. «La migliore tecnologia wireless dipende dal caso d’uso ed è determinata dalla quantità di dati che si devono trattare, dal numero di dispositivi, dall’estensione dell’area di copertura, dal livello di disponibilità della rete che si vuole raggiungere, spiega Butaney. Devono, quindi, essere valutati i requisiti di larghezza di banda e latenza, le esigenze di sicurezza informatica, il livello di automazione target e, ovviamente, il budget a disposizione».
Throughput simile alla fibra e trasferimenti senza soluzione di continuità. I vantaggi dell’Ultra-Reliable Wireless Backhaul
«L’Ultra-Reliable Wireless Backhaul è sicuramente una delle più interessanti tecnologie per lo smart mancufacturing. Se la connettività non è perfetta, se si perde anche un singolo pacchetto dati, amr e agv non funzionano, devono essere resettati o rimossi. Ecco, quindi, l’importanza di una rete “zero packet lost” come l’Ultra-Reliable Wireless Backhaul», afferma Butaney. Quella ereditata da Fluidmesh è una tecnologia wireless che consente di connettere risorse in movimento. Offre un’elevata velocità dei dati, una disponibilità del 99,995%, una latenza inferiore a 10 ms e nessuna perdita di pacchetti con trasferimenti senza soluzione di continuità. Opera in uno spettro senza licenza. Può quindi essere implementata con la stessa facilità di una rete wi-fi, consentendo il pieno controllo dei dispositivi associati. Una tecnologia, oggi integrata nell’offerta Industrial Wireless di Cisco, che trova applicazione in ambiti quali i treni ad alta velocità, i trasporti pubblici, i porti o gli ambienti urbani, ovvero in tutte quelle situazioni in cui una connessione affidabile è essenziale. In sintesi, l’Ultra-Reliable Wireless Backhaul abilita l’esecuzione di applicazioni critiche real time, offrendo una connettività a banda larga ultra affidabile e a bassa latenza consentendo di mantenere il controllo della rete attraverso una dashboard intuitiva che permette di visualizzare tutti i kpi. È utilizzata in porti e nei terminal container di La Spezia e Malta, dove gestisce gli agv, che si occupano della movimentazione delle merci, e le telecamere che acquisiscono e trasmettono immagini. Una tecnologia ormai collaudata che viene ora traslata nel mondo manifatturiero. Una nuova classe di networking che garantisce maggiore larghezza di rete per gestire le applicazioni ad alta velocità. Una rete implementabile sia all’interno degli spazi industriali, sia all’aperto, in grado di supportare applicazioni edge per elaborare i dati nel punto più vicino alla loro origine.
Monitoraggio degli accessi e di tutti i flussi di traffico dati generati allo shop floor per risolvere le vulnerabilità di macchine e sistemi industriali
Come racconta Butaney, «Le big dell’automotive eseguono periodicamente un inventario di tutti gli assett al factory floor per fare un check dell’integrità di tutte le risorse, tradizionalmente connesse in rete a uno switch industriale. Farlo manualmente sarebbe impossibile, sono attività che vanno automatizzate. Lo facciamo con i servizi di security embedded nell’edge computing, che hanno la funzione di monitorare tutto il traffico che arriva dall’ambiente di produzione. Permettono di rilevare le versioni software utilizzate dalle macchine, se un programma di un plc è stato aggiornato o modificato, individuando le possibili vulnerabilità». Un metodo che consente di mettere a punto una lista delle priorità degli interventi da eseguire, capire dove e come focalizzarsi per mettere al sicuro gli endpoint della rete. «Poi c’è la questione degli accessi, che avvengono in misura crescente dall’esterno, via vpn, dal cloud. Ecco, quindi, l’importanza di avere strumenti che, a seconda dei privilegi assegnati, limitino l’accesso solo a determinate partizioni della rete o a specifiche macchine e risorse di fabbrica», dice Butaney.
Connettività sicura dentro e fuori la fabbrica per un It multicloud, per definizione ibrido e multivendor
La visione di Cisco è basata sull’integrazione di networking e sicurezza, la cui execution ed evoluzione è largamente dipendente dagli sviluppi della Secure Access Service Edge (Sase), l’architettura di rete che combina capacità Vpn ed Sd-Wan con funzioni di sicurezza native del cloud quali gateway web sicuri, cloud access security broker, firewall e accesso di rete zero trust. In altre parole, l’architettura Sase consolida numerose funzioni di networking e sicurezza che solitamente venivano erogate in soluzioni specifiche isolate e che adesso si trovano all’interno di un unico servizio cloud integrato. Obiettivi? Ridurre i costi e la complessità; fornire un’orchestrazione centralizzata e un’ottimizzazione in tempo reale delle applicazioni; agevolare un accesso sicuro e continuo per gli utenti; consentire più accessi da remoto e da dispositivi mobili; limitare l’accesso in base all’identità dell’utente, del dispositivo e dell’applicazione; migliorare la sicurezza attraverso l’applicazione di una policy coerente; aumentare l’efficacia del personale addetto alla rete e alla sicurezza con la gestione centralizzata.
«Il nostro impegno è connettere in sicurezza e automatizzare tutte le funzioni che determinano l’agilità digitale in un mondo cloud first», spiega Tom Gillis, svp & general manager security di Cisco. La convergenza It/Ot e gli ambienti ibridi e multi-cloud estendono la superficie di attacco. L’integrazione tra i più diversi sistemi rende più critica e complessa la protezione di macchine e impianti. In gioco è la continuità operativa, che per un’azienda manifatturiera è la priorità delle priorità. «Per far sì che ogni singola persona possa lavorare in modo produttivo occorre rendere efficiente ogni singolo segmento di rete e mettere in sicurezza l’intero processo end-to-end di comunicazione e connettività e tutti i dispositivi associati», dice Gillis.
