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direttore Filippo Astone

Le tre soluzioni per digitalizzare il manifatturiero di Cisco e Vem Sistemi

di  Marco de’ Francesco♦Rete di fabbrica, sistemi che consentano di interrogare le macchine, un flusso bidirezionale di informazioni. Queste le esigenze da soddisfare nella smart factory. Abbiamo sperimentato sul campo gli strumenti che la multinazionale del networking e dell’It, assieme al system integrator mettono a disposizione delle aziende Industry 4.0. Come funziona l’IoT starter kit

Di cosa ha bisogno un’azienda manifatturiera per intraprendere la strada della digitalizzazione? Di tre cose in particolare. Anzitutto di una robusta rete di fabbrica, sicura e disegnata appositamente per lo shopfloor, che fornisca connettività e che quindi costituisca la spina dorsale per l’Industry 4.0. In secondo luogo, di sistemi che consentano di interrogare le macchine, per controllarle e avere sempre il polso della situazione. Ma soprattutto di soluzioni che permettano la bi-direzionalità dei flussi di informazioni, tra la macchina e la piattaforma di controllo e di analisi e viceversa. Da una parte, si raccolgono dati per finalità specifiche come la predictive maitenance e come le valutazioni sulla qualità dei prodotti; dall’altra, con gli stessi strumenti, si influisce sulla produzione con modifiche funzionali da una posizione remota. Il vero 4.0 si realizza solo se questo terzo requisito è soddisfatto.

Per questo Cisco, gigante globalizzato del networking e dell’IT, ha presentato, insieme al system integrator forlivese Vem Sistemi, soluzioni che riguardano tutte e tre le necessità delle aziende per il 4.0; ma in particolare un “IoT starter kit”, che rappresenta in un certo senso la versione per principianti di strumentazioni via-via più complesse. Quanto basta, però, per scoprire le potenzialità dell’IoT in fatto di monitoraggio e gestione dei processi. Abbiamo sperimentato le soluzioni al Mecspe di Parma, fiera di riferimento dell’industria manifatturiera. E ne abbiamo parlato con Cristian Perissinotto, Customer Solutions Architect di Cisco Italy e con Marco Bubani, direttore dell’innovazione di Vem Sistemi.

 

Cristian Perissinotto, Customer Solutions Architect di Cisco Italy (sx) e Marco Bubani, direttore dell’innovazione di Vem Sistemi (photo by Marco de’ Francesco)

La spina dorsale dell’azienda

Alla base di tutto, c’è il “layer abilitante”. Secondo Bubani di Vem Sistemi «molto sta cambiando nel campo delle reti di fabbrica. E questa soluzione di Cisco, che noi chiamiamo industrial networking, ne è la testimonianza. Finora la rete è stata un’estensione di quella degli uffici dell’azienda. Ora non è più così: è strutturata per lo shopfloor. Che è sempre più ricco di connettività: le macchine in linea vanno interconnesse per poter vagliare un’enorme mole di dati, che cresce a dismisura di mese in mese». I fattori-chiave della soluzione sono la facilità di utilizzo – e quindi l’alto grado di automazione nella gestione della rete – e la sicurezza. «Quest’ultima in particolare è un elemento dirimente nella scelta del cliente, visto che nessuno vuole mettere a repentaglio la proprietà intellettuale e l’affidabilità delle linee».

La soluzione presentata è una scatola di metallo di medie dimensioni che alloggia strumenti come Cisco 3000 Series Industrial Security Appliances (Isa), in grado di operare con diversi protocolli (Dnp3, Cip, Modbus, Iec 61850) e applicazioni (Omron, Rockwell, Ge, Schneider, Siemens), di lavorare in ambienti difficili (tra i -40 gradi Celsius e i + 60) e soprattutto di controllare gli accessi Ot; di rilevare le minacce e di proteggere le reti Iot dagli attacchi. «Tendenzialmente, si possono realizzare infinite connessioni. Per esempio, stiamo progettando uno stabilimento per la produzione della ceramica di 75mila metri quadrati, che presenta decine di macchine per la produzione e parecchi muletti a guida autonoma. Ci sono migliaia di punti che generano dati».

Cisco peraltro dispone della platform Cisco Kinetic: standardizza i dati di un’intera rete di produzione, sia nel caso in cui l’impianto produttivo abbia un solo tipo di macchina, che in quello in cui ne abbia di centinaia di modelli differenti. Kinetic acquisisce i dati IoT tramite due metodi diversi: leggendo variabili (“tag”) Scada (supervisory control and data acquisition, sono sistemi informatici diffusi in tutti quegli ambiti in cui si voglia monitorare lo stato dei processi; normalmente si tratta di software che permettono il funzionamento di sistemi di supervisione, controllo e telecontrollo senza dover scrivere codice con linguaggi di programmazione), o attraverso l’uso di sensori fisici applicati alle macchine.
I sistemi che consentono di fare domande alla macchina o all’operatore remoto.

 

L’ esperto remoto (photo by Marco de’ Francesco)

 

 

Una prima soluzione di industrial collaboration presentata al Mecspe riguarda la collaborazione uomo-macchina. Secondo Perissinotto, «l’interazione riesce meglio se è human friendly». Si mostra un device qualsiasi, nell’occasione uno smartphone. All’interno di una chat, si può chiedere a “Elliot”, nome che nel caso specifico indica il software che risponde per il sistema, se un certo compressore è acceso, e quale sia il grado di temperatura raggiunto. Le risposte sono puntuali e immediate. Peraltro, grazie agli sviluppi dell’intelligenza artificiale, un software è in grado di elaborare il linguaggio naturale, e questo comporta che l’operatore non è tenuto a conoscere un codice specifico di informatica. Né deve possedere una competenza particolare relativa al funzionamento di una strumentazione determinata. Insomma, l’interazione si semplifica drasticamente.

La seconda soluzione riguarda invece l’esperto remoto. La base è Cisco WebEX, una piattaforma convergente che integra tutte le soluzioni video di Cisco. Viene simulata l’attività di un operatore di linea, che utilizza un device qualsiasi, nel caso specifico un Ipad, per comunicare con un esperto remoto, che potrebbe trovarsi in qualsiasi luogo al mondo dotato di connessione. L’operatore di fabbrica inquadra con l’Ipad la macchina, ed in particolare quella parte di essa che presenta problemi o malfunzionamenti. L’esperto, grazie alle sue competenze sul tipo di impianto, dispensa real time suggerimenti su come affrontare la questione. L’operatore può anche inoltrare delle immagini fisse, e può anche circoscrivere l’area del problema evidenziandola con una speciale penna in grado lasciare segni sulla dashboard.

Peraltro, come aveva affermato in questo articolo di Industria Italiana Michele Dalmazzoni, collaboration and industry digitization leader di Cisco Italia, «WebEx è la piattaforma di cloud collaboration più diffusa al mondo, un global network; è stata scelta per rappresentare tutta l’offerta di Cisco in materia. In pratica, abbiamo integrato le piattaforme di back-end in un modello unico, per portare i nostri clienti un’esperienza integrata, da qualunque device si acceda». WebEx si declina in WebEx Meetings, soluzione che permette di fare riunioni con partecipanti remoti; WebEx Teams, evoluzione di Cisco Spark, uno spazio collaborativo per lavorare anche in modo asincrono; e infine WebEx Calling, che nasce da Spark Calling ma che sta integrando le funzioni di Broadsoft, azienda acquisita di recente. Le finalità di Cisco sembrano chiare: più integrazione, più servizi, più semplicità di utilizzo da parte dell’utente.

 

IoT starter kit (photo by Marco de’ Francesco)

Il vero 4.0 c’è solo con la bi-direzionalità dei flussi: l’IoT starter kit

È stato osservato in altri contesti che l’Iot è «il controllo effettivo delle cose» (si legga, a proposito, questo articolo di Industria Italiana); e che «delle tre C in inglese, connectivity, compute e control, quella che conta veramente è la terza». Per controllare veramente le cose, e per poterne disporre in ogni momento, è necessario che la comunicazione dei dati tra la macchina e la piattaforma di gestione e di analisi sia bi-direzionale. Su questo requisito del 4.0, quello della bi-direzionalità dei flussi, Cisco ha lavorato insieme ad Alleantia, azienda di Pontedera guidata da Stefano Linari, nata nel 2008 con l’idea di realizzare comunicazioni rapide tra apparecchiature, sistemi di produzione e web (per saperne di più sull’impresa, si può consultare questo  articolo di Industria Italiana).

Ciò che è stato illustrato al Mecspe di Parma è un vero e proprio IoT starter Kit, molto semplificato, per esporre in maniera molto diretta le potenzialità della soluzione. Da una parte il kit simula un impianto manifatturiero, con un potenziometro e un voltmetro; dall’altra c’è un router industriale, “Cisco 1120 Connected Grid Router”, che, spiega Perissinotto, «è un dispositivo che riunisce funzionalità di switching (un dispositivo che fornisce connettività tra apparati direttamente connessi) , routing (un dispositivo che, in una rete informatica, si occupa di instradare i dati, suddivisi in pacchetti, fra sottoreti diverse) e computing». Sempre per Perissinotto, è «un edge node». Questo perché «l’obiettivo è quello di estrarre dati dalle macchine di produzione per effettuare una elaborazione di primo livello in prossimità degli strumenti che li hanno generati».

In prima battuta, le finalità dichiarate della connessione sono, secondo Cisco, l’efficacia generale delle apparecchiature e il monitoraggio della macchina; l’ottimizzazione della singola macchina; quella dei processi; la manutenzione predittiva; e lo stato di salute dei processi. Grande rilievo ha, nella visione dell’azienda, la cybersecurity. La soluzione presenta anche dei Plc e un convertitore seriale ethernet, dotato di indirizzo IP. I Plc sono controllori logico-programmabili, quelli che elaborano i segnali digitali provenienti dai sensori e diretti agli attuatori presenti nelle macchine. Il convertitore viene collegato alle porte del router. In pratica, quello che accade è che tutte le informazioni estratte dal kit o inviate dal kit alla produzione (nell’esempio, un compressore) si possono consultare su una dashboard. Se si gira troppo il potenziometro, sulla dashboard viene segnalato un problema. Se invece si imposta il valore del voltmetro su un device connesso al sistema, si può notare sulla dashboard che una lancetta sale o scende, indicando così la modifica che incide sui valori produttivi.

Industrial Networking (photo by Marco de’ Francesco)

 

Vem Sistemi

L’azienda fornisce servizi e soluzioni in ambito ICT dal 1986 integrando tecnologie del settore. Si occupa di sistemi eterogenei, dal cloud all’automazionedell’edificio, dalla mobility al data center, dalla collaboration alla security, fino al Custom Application Development, «per consentire al cliente di cogliere il meglio dalla tecnologia in completa sicurezza». Secondo l’azienda, che ha sede a Forlì, sedi secondarie in diverse città del Nord Italia, 50 milioni di fatturato e 250 dipendenti, «l’obiettivo è guidare i clienti verso un’identità smart con le opportunità offerte di innovativi strumenti di business. Per questo forniamo consulenza e supporto, aiutando ad accogliere la cultura dell’Internet delle Cose per poterne sfruttare a pieno le infinite potenzialità».

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