Uno degli imperativi categorici della trasformazione digitale è la connessione tra la rete industriale e quella IT. La prima è composta da interfacce di trasmissione, cavi, unità di controllo centrale e altro; la seconda serve a manipolare i dati. Se le informazioni non passano dall’una all’altra, non c’è il controllo della fabbrica, e la digital transformation resta un’espressione vuota.
Le aziende della manifattura sono dunque chiamate a riprogettare l’infrastruttura in modo che le due reti “parlino” tra di loro. Ma spesso le fabbriche sono state disegnate decine di anni fa, con sistemi insicuri e non segmentati, nati per operare in circuiti chiusi. E il re-planning è complicato, perché occorrono competenze sperimentate.
Cisco, multinazionale americana specializzata in apparati di networking, mette a disposizione delle “guide” che includono il software per progettare le infrastrutture, le istruzioni di configurazione e i pacchetti di tecnologie da utilizzare. Sono definite in base al genere di attività dell’azienda; e sono già testate sul campo; non solo dagli ingegneri di Cisco, ma anche da grandi aziende che le hanno utilizzate, come Marcegaglia e Inpeco. Sono le Cvd, le Cisco Validated Design guide. L’idea è quella di evitare salti nel buio; Cisco, peraltro, offre un supporto h24 per eventuali problemi che potrebbero insorgere. Ne abbiamo parlato con il collaboration and industry digitization leader di Cisco Italia Michele Dalmazzoni.
Occorre portare efficienza in fabbrica, collegando i sistemi. Le metafore della Città Ideale e del Corpo Umano
La trasformazione digitale implica un cambiamento verso l’efficienza e verso l’interconnessione dei sistemi che costituiscono l’azienda. Dalmazzoni cita due metafore. La prima è quello del passaggio dal borgo medievale alla città ideale del Rinascimento, come quella rappresentata da Piero della Francesca (o forse Luciano Laurana o Francesco di Giorgio Martini o ancora Leon Battista Alberti) in una tempera conservata alla Galleria Nazionale delle Marche, a Urbino. «Il borgo si sviluppa in maniera addizionale, casa nuova accanto a quella vecchia, senza una visione razionale. La città ideale, invece, mostra una vasta piazza, un grande edificio pubblico circolare, strade pavimentate a scacchiera e in marmi policromi, palazzi porticati collocati a spazi regolari, pozzi, logge architravate e altro. C’è una roadmap, un’evoluzione verso la funzionalità ed un utilizzo più agevole delle risorse disponibili». L’altra è quella del corpo umano. «È una dotazione complessa: c’è il sistema locomotore, quello respiratorio, quello nervoso, quello linfatico, quello immunitario e tanto altro. Tutte strutture che non vivono isolate, ma che comunicano tra di loro». Un’azienda manifatturiera è la stessa cosa. Ci sono apparati che si occupano di dati, di computing, di cyber security, di communication, di operation e tanto altro. Vanno tutti collegati; e nella misura più razionale possibile, altrimenti la fabbrica, spesso pensata 30 anni fa, non funziona: rischia di rimanere un “borgo medievale”, mentre la digital trasformation richiede ”città ideali”. Si deve procedere con metodo, ridisegnando l’azienda partendo dal “sistema nervoso”, e cioè la rete industriale.
In particolare, si deve connettere la rete industriale a quella informatica
Ma come va ridisegnata la rete industriale? Mettendo insieme IT e OT, mondi tradizionalmente diversi e dotati di linguaggi differenti. La rete industriale è quella grazie alla quale i componenti di un processo produttivo si scambiano informazioni. Include, ad esempio, hardware come interfacce di trasmissione, unità di controllo centrale, cavi, e altra strumentazione. Grazie a questo network, l’azienda può gestire l’attività una pluralità di macchinari, anche molto diversi tra di loro. E poi c’è la rete IT: serve a memorizzare, recuperare, trasmettere e manipolare dati. Queste due reti, OT e IT, lavorano secondo concetti e requisiti diversi. Ora: la trasformazione digitale non significa fare le stesse cose meglio; vuol dire cambiare il modello di business, identificare nuovi modi di fare le cose, ad esempio sensorizzando e servitizzando il prodotto. E oggi nell’industria, per modificare il business model occorre estrarre volumi considerevoli di dati: e soprattutto, è necessario portarli dalla rete OT a quella IT, dove vengono analizzati. Per connettere i due network, secondo Dalmazzoni, «l’azienda può agire da sola, esponendosi però a qualche rischio; spesso le reti industriali non sono segmentate correttamente, e non sono sicure, perché i Plc hanno software obsoleti. Finché l’OT non era connesso all’IT, ciò rappresentava un problema relativo; ora si pongono questioni serie, ad esempio di cyber security». L’alternativa è quella di progettare o riprogettare la fabbrica seguendo le Guide di Cisco, già sperimentate e validate.
Cosa sono le Cvd, le Cisco Validated Design guide?
Le Cvd non sono semplicemente dei manuali per progettare infrastrutture avanzate. Le guide forniscono di tutto, dai progetti di sistema sino alle istruzioni di configurazione e alla distinta dei prodotti specifici da utilizzare; sono soluzioni complesse che contemplano, cioè, pacchetti diversi di tecnologie, di applicazioni e di funzionalità in rapporto al genere di attività dell’azienda, al caso d’uso.Ci sono Cvd diverse a seconda del tipo di industria: manufacturing, oil & gas, trasporti, e altro; o a seconda del genere di tecnologia da implementare per avanzare nella strada del 4.0: security, cloud, collaboration e altro.
Un esempio di Cvd
Una guida è la “Software-Defined Access – Solution Design Guide”. È l’evoluzione del disegno di rete Lan, quella che in un’azienda collega più dispositivi periferici condivisi. Con questa soluzione, il piano viene implementato grazie ad un software per la progettazione, per il provisioning, per l’applicazione di policy e per la creazione di un network sia cablato che dotato di wireless intelligente. Di fatto, la rete può essere virtualizzata, migliorando il controllo delle comunicazioni, riducendo rischi e spese operative, visto che le “prove” non si fanno sul network fisico. La soluzione comprende un insieme definito di componenti, che vanno associati secondo lo schema indicato da Cisco: ad esempio, wireless Lan controller, nodi di fabbrica edge, nodi intermedi, controllori di nodi, un data center centralizzato, il Cisco Dna center (che utilizza l’intelligenza artificiale e il machine learning per monitorare, ottimizzare e risolvere i problemi della rete) e altro. Vengono indicati i requisiti e le metriche per implementare il network. Nel Manufacturing la guida è particolarmente utile quando si tratta di circoscrivere il traffico di dati machine-to-machine in un contesto definito, garantendo alti standard di sicurezza. Poi, può trovare altre applicazioni, ad esempio nelle reti sanitarie: per evitare che importanti informazioni delle cartelle mediche possano essere indebitamente carpite da malintenzionati, gli ospedali devono disporre di reti cablate e wireless conformi a standard particolari.
Una guida studiata per la manifattura
Dal punto di vista della manifattura, è ancora più significativa la “Cisco Validated Design for Industrial Automation”. È la chiave, messa a disposizione dal colosso guidato da Chuck Robbins, per la digitalizzazione degli ambienti di produzione al fine di migliorare i risultati delle operazioni. Anche qui, si fornisce un pacchetto completo: progettazione di rete (con un occhio particolare alla sicurezza) e guida all’implementazione nel singolo ambiante industriale, a seconda del comparto. La guida definisce un piano che consente la connettività dei dispositivi come sensori, attuatori e controller; ma anche di risorse come robot, macchine a controllo numerico e altro. Permette la realizzazione di ambiente sicuri, segmentati in celle e zone e strutturati per il rilevamento delle anomalie. Realizza un monitoraggio continuo della rete, con visibilità al personale OT. Abilita applicazioni IoT con Edge computing, e quindi la manutenzione predittiva, il digital twin, il machine learning e altro. La guida indica le tecnologie necessarie per conseguire l’obiettivo; soprattutto, è allegato un “security portfolio”. Per Cisco, ha dimostrato di funzionare in collaborazione con vendor industriali, Rockwell Automation, Schneider Electric, Siemens, Mitsubishi Electric, Emerson, Honeywell, Omron, Sel e Yokogawa. È stata sperimentata su una vasta gamma di clienti provenienti da settori come quello automobilistico e dell’alta tecnologia.
Una nuova architettura ora presente nelle Guide, la Cisco Cyber Vision
Alla base dell’offerta di Cisco ci sono gli apparati di networking, per i quali la multinazionale di San Jose è leader mondiale. Ora peraltro il colosso guidato da Chuck Robbins dispone in materia di una nuova soluzione: Cisco Cyber Vision, l’architettura che consente la piena integrazione tra IT e OT. Permette di raccogliere ed estrarre i dati dall’edge IoT, e lo fa “leggendo” gli apparati di qualsiasi vendor, utilizzando switch e router come sensori; crea policy di segmentazione per evitare che le informazioni escano dal perimetro dell’azienda e fornisce un’analisi in tempo reale delle minacce alla sicurezza informatica delle risorse e dei processi industriali che potrebbero impattare sui tempi di attività e sulla produttività.
Alcuni casi di aziende manifatturiere italiane e non che hanno seguito le Guide
Una delle aziende che ha seguito le Guide di Cisco è Marcegaglia, storico e più importante gruppo siderurgico italiano. Il progetto, tre anni fa, riguardava la movimentazione automatizzata di materie prime e prodotti. Si trattava peraltro di spostare all’interno degli stabilimenti dei coil, gigantesche bobine d’acciaio, pesanti tonnellate, e di far ciò con grande precisione e senza rischi per il personale. Si è ricorso, in stabilimenti diversi, a navette automatiche e a carriponte che trasmettono dati raccolti real time ad un sistema centrale che impartisce loro ordini. La base del piano era la sensorizzazione degli stabilimenti, che consente alle navette di orientarsi e all’azienda di tenere sotto controllo gli impianti; e una architettura di rete cablata e wireless, che permette la trasmissione dei dati raccolti da veicoli e dalle linee produttive, e che instaura la comunicazione tra le macchine. Di qui l’utilizzo di Cisco Kinetic per l’acquisizione dei dati dai controller, la loro normalizzazione e il loro invio ai sistemi di controllo. Tutta l’architettura, con copertura forte, ad alta densità, è stata realizzata da Cisco, multinazionale specializzata nella fornitura di apparati di networking. Il modello è quello della Connected Factory, la fabbrica smart dove l’internet delle cose è realtà pervasiva.
Goldcorp è invece un produttore multinazionale di oro con oltre 18mila dipendenti. Nella sua miniera Éléonore nel nord del Quebec, la società ha collaborato con Cisco e AeroScout Industrial per implementare sistemi di “ventilazione su richiesta” e sistemi di localizzazione sulla sua rete Wi-Fi sotterranea per gestire meglio i costi energetici e migliorare la sicurezza dei lavoratori. In particolare, Il monitoraggio avanzato consente, in caso di emergenza, di individuare i dipendenti da 45 a 50 minuti più velocemente di prima; e di fornire informazioni in tempo reale sullo stato e sulla posizione di mezzi di locomozione e apparecchiature.
Ancora, i casi di Nutkao, azienda di Cuneo, che produce crema spalmabile per l’industria dolciaria. Doveva far fronte alla crescente domanda di personalizzazione del prodotto, con una pluralità di ricette diverse. Si doveva adottare un sistema che consentisse la tracciabilità delle materie prime e dei loro consumi. Si è tertanto realizzata la connessione tra reti OT e IT, costruendo un’adeguata infrastruttura partendo da Cisco Connected Factory e implementando la citata piattaforma Kinetic.
C’è poi il caso di Inpeco, la multinazionale svizzera che ha inventato la logistica delle provette. Con soluzioni robotiche che sostituiscono le routine manuali (movimentando e “blindando” il processo, con nastri trasportatori e meccanismi di prelievo intelligente) si può garantire la completa tracciabilità ed alti livelli di precisione e sicurezza. Alla base dell’infrastruttura che permette la connessione in rete degli impianti progettati da Inpeco c’è la piattaforma Connected Machine di Cisco, soluzione che comprende un portafoglio di tecnologie digitali basate sull’approccio IoT.
Infine, il caso di Marzocco, azienda fiorentina nota per la produzione di macchine da caffè. Tutte su misura, personalizzate in base alle richieste dei clienti. Ora le macchine sono connesse, e ciò da una parte consente di verificarne il funzionamento corretto e l’ubicazione, ma anche fornisce all’azienda informazioni utili sulle abitudini e sulle del possessore, nonché sulle modalità di utilizzo.
