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I segreti di Mindsphere, il mondo dell’industria fatto funzionare da Siemens

di Marco de’ Francesco ♦ Ricchezza digitale. Ecco il sistema operativo in cloud per Iot della multinazionale tedesca. In che modo questo servizio Paas abilita le aziende produttive a nuovi business e diverse strategie. Gli standard che fanno funzionare la manifattura di tutto il mondo. Le case histories di Zani e ed Easysnap.  

«L’Internet delle cose – ha affermato tempo fa Edewede Oriwoh, dell’università di Bedfordshire – non è un concetto; è una rete, la vera rete abilitata dalla tecnologia di tutte le reti». È proprio questo il punto. E ciò, in un certo senso, è ancora più “vero” quando, come Siemens, sei il primo automation provider del mondo, con oltre trenta milioni di sistemi installati, che vanno collegati per carpire dati preziosi per il business; così apprezzati da costituire una nuova moneta di scambio sul web, una valuta silenziosa che sta soppiantando dollaro ed euro. Ma come realizzare tutto questo? Con MindSphere, un sistema operativo in cloud per IoT del tipo platform as a service: in pratica, da una parte serve a connettere le macchine presenti in azienda; dall’altra consente a partners di sviluppare app a disposizione di tutti i player protagonisti dell’ecosistema Siemens. Quanto ai servizi offerti dalla piattaforma, sono tra i più diversi: dagli indicatori di performance al monitoraggio da remoto, fino alla manutenzione predittiva. Peraltro, è nata in Germania MindSphere World, associazione che ha lo scopo di promuovere l’utilizzo e il posizionamento a livello mondiale di MindSphere. Già, perché Mindsphere è lo strumento grazie al quale Siemens ispira gli standard, i metodi di lavoro, le strategie di una parte importante delle aziende manifatturiere di tutto il mondo. L’Industry 4.0, infatti, vede catene del valore sparse ovunque e pochi standard e molto precisi, ispirati soprattutto da quattro multinazionali: Siemens, Bosch, Abb e General Electric. Ma come funziona, nella pratica, Mindsphere? Lo abbiamo chiesto a Pasquale De Leo, Head of customer services and cloud application solutions di Siemens Italia.

 

Pasquale De Leo
Pasquale De Leo, head of customer services and cloud application solutions di Siemens Italia

 

Le macchine installate vanno connesse perché i dati sono la nuova moneta, quella che sul web sta soppiantando dollaro e euro

Il punto di partenza: emerge la necessità di gestire la complessità derivante da miliardi di dati significativi per il business. «Il mio ruolo in azienda – afferma De Leo – è quello di responsabile del customer service; si tratta di coordinare tutte le attività post-vendita sul prodotto e di occuparsi del ciclo di vita dei prodotti una volta che, usciti dalle fabbriche, arrivano ai clienti. In questo ambito, già da qualche anno abbiamo introdotto servizi nuovi: i data service, quelli che hanno a che fare con la gestione dei dati». Prima di parlare della tecnologia che Siemens ha sviluppato, De Leo si concede una piccola digressione di tipo economico. «Nel mondo di internet il denaro è costituito dai dati, una moneta molto più potente di quella alla quale siamo abituati, l’euro o il dollaro. Questa considerazione è importante per capire.  Thomas Gresham, il banchiere inglese del Cinquecento fondatore del Royal Exchange, nonché consigliere economico del re Edoardo VI prima e della regina Elisabetta I dopo, aveva postulato una legge: “Bad money drives out good money”. E cioè: a parità di valore nominale, la moneta con un valore intrinseco inferiore spazza via quella con un valore superiore. In un modello di internet of things l’euro è il sistema di pagamento meno efficiente e i dati costituiscono la “bad money” perfetta. Così, oggi è il dato quello che ci fa avere gratuitamente Facebook o la posta elettronica. Questa è la premessa».

 

 

L’incremento esponenziale delle connessioni. L’impatto maggiore nella manifattura

L’innovazione che Siemens ha portato con l’IoT è giustificata dalla corsa alla generazione e all’utilizzo del dato per fini di business. «Si assiste ad un fenomeno che è oggetto di un incremento esponenziale – afferma -. Si stima che nel 2017 ci fossero 28,4 miliardi di device connessi; e che quest’anno l’asticella salirà a quota 34,8 miliardi. L’anno prossimo saremo già sulla soglia dei 42,1 miliardi e infine nel 2020 su quella dei 50,1 miliardi, cifra che supera di gran lunga il numero degli abitanti della Terra. La crescita fa ancora più impressione se si pensa che nel 2003 i device connessi erano solo 500 milioni». E dov’è che l’IoT e i dati hanno un impatto maggiore? Il loro potenziale è enorme in ogni comparto, ma se consideriamo i diversi segmenti industriali, è senza dubbio il manufacturing il mercato più importante. Fatto 100 l’impiego economico complessivo dei dati, la manifattura assorbe il 27%, il retail trade l’11%, gli information service il 9%, i servizi finanziari e assicurativi il 9% e così via.

La strada che ha portato a Mindsphere

Data l’importanza assunta dai dati, e considerato l’impatto sulla manifattura, Siemens «ha deciso di intraprendere – afferma De Leo – la strada che ha portato a Mindsphere, il nostro “sistema operativo per l’IoT”, che riguarda tutte le nostre divisioni, e quindi non solo il mondo industriale ma anche quello del building e della produzione di energia.» D’altronde, per Siemens, non si tratta di focalizzarsi su uno specifico settore, e cioè di estrarre dati da uno o più comparti, ma di agire nella maniera più trasversale possibile. «Mindsphere è fatto in questo modo – continua De Leo -: connette anzitutto gli oggetti che sono sul campo nel contesto di una piattaforma trasversale che consente – e questo è un grande elemento di innovazione – lo sviluppo di tutta una serie di applicazioni; non solo da parte di Siemens, ma anche da parte di nostre aziende partner e di clienti. Il mondo dell’innovazione si apre al di fuori dei confini aziendali.»

D’altra parte il nuovo paradigma di innovazione non prevede l’azienda monolitica che si occupa di tutto in modo verticale; perché la velocità, fattore competitivo, viene spesso dal contributo di un ecosistema. Facciamo l’esempio di Uber: non ha pensato di dar vita ad una nuova società di taxi, ma ha usufruito di operatori già attivi sul territorio, mettendoli in contatto con i potenziali consumer; ora, gli esperti al di fuori dell’azienda sono i nostri tassisti digitali: utilizzeremo anche le loro competenze». Fra i partner che formano l’ecosistema, perché hanno già iniziato a sviluppare applicazioni per MindSphere, Atos, Fujitsu, Sap, Intel, Chemtech, Capgemini, Pwc, Hcl, Accenture, Omnetric, Tata, Senseye, Deloitte, Microsoft, Amazon, Evosoft e altri.

 

Mindsphere: stilizzazione grafica delle funzionalità di sicurezza
In che senso Mindsphere è un sistema operativo IoT. Ed è un servizio cloud del tipo platform as a service.

Come si è detto, MindSphere è una piattaforma cloud aperta sviluppata da Siemens per implementare applicazioni nel contesto dell’Internet of Things (IoT). In pratica MindSphere, di fatto, memorizza i dati operativi e li rende accessibili tramite app digitali (dette “MindApps”) che consentono a clienti industriali di prendere decisioni basate su precise informazioni. Tornando al concetto di sistema operativo, De Leo fa un paragone: «Un computer ha un sistema operativo che dispone di periferiche e fa girare i programmi. Con Mindsphere le periferiche sono i device interconnessi delle aziende, e ciò che si intende fare girare sono le app». MindSphere è una platform as a service. Com’è noto, occorre fare una distinzione tra Paas, Saas (software as a service) e Iaas (Infrastructure as a service).

La prima è un servizio cloud che consente di sviluppare, sottoporre a test, implementare e gestire le applicazioni aziendali senza i costi e la complessità associati all’acquisto, alla configurazione, all’ottimizzazione e dell’hardware e del software di base. In pratica, per Paas si intende l’erogazione al cliente dell’intera piattaforma cloud, grazie ad un certo framework distribuito. Si legge in letteratura (Nicholas Pagani) che «il cliente non si deve preoccupare di quanto spazio occupa il database o come debba distribuire il carico di lavoro. Di tutto questo se ne occupa il fornitore dei servizio. Attualmente il PaaS è uno dei rami della tecnologia cloud maggiormente interessata alla crescita. Il 42% di questo mercato è detenuto dagli Stati Uniti ed è in forte crescita il Giappone e solo dopo l’Europa. Cloud Foundry è un esempio: l’architettura esegue app in qualsiasi linguaggio di programmazione su una varietà di provider di servizi cloud.

La seconda, Saas (software as a service) è un modello di distribuzione del software applicativo: il produttore sviluppa e gestisce un’applicazione web che mette a disposizione dei propri clienti il software via internet previo abbonamento. Per intenderci, è il caso di Amazon Web Services (collezione di servizi di cloud computing che compongono la piattaforma “on demand” dell’azienda Amazon), di Microsoft Azure (ampiamente analizzato da Industria Italiana, si può trovare qui  ) e di Openstack (progetto cloud iniziato da Rackspace Cloud e dalla Nasa. E’ un software libero open source rilasciato sotto licenza Apache che integra il codice dalla piattaforma della NASA Nebula e dalla piattaforma Rackspace).

Quanto infine alla Iaas (Infrastructure as a service), si tratta di un hardware virtualizzato; in altri termini, di un’infrastruttura di elaborazione. In questo tipo di cloud le risorse hardware vengono utilizzate su richiesta al momento del bisogno, e non vengono assegnate a prescindere dal loro utilizzo effettivo. Per fare degli esempi, Gmail (che non ha bisogno di descrizioni), o Office 365 (applicazione di Microsoft per la creazione, l’editing professionale e la condivisione di documenti, nata come evoluzione nella cloud della suite Microsoft Office), o ancora salesforce.com (piattaforma per la gestione delle relazioni con i clienti – detta in genere Crm. Consente di configurare o gestire applicazioni basate su cloud per le vendite, l’assistenza, il marketing e tante altre attività). «La nostra platform as a service dà qualcosa di più rispetto all’infrastruttura pura e semplice e dà, come si è detto, la possibilità alle aziende partner di sviluppare applicazioni plug and play per connettere il mondo industriale, le fabbriche, i building».

 

Siemens IMG_0322

I servizi di MindSphere

MindSphere Analytics Services

Fornisce servizi di analisi avanzati o di base relativi agli indicatori di performance, alle anomalie, alla predizione dei trend di funzionamento. In particolare c’è un’API (insieme di procedure disponibili al programmatore, di solito raggruppate a formare un set di strumenti specifici per l’espletamento di un determinato compito all’interno di un certo programma) di calcolo delle Kpi (indicatore chiave di prestazione: è un indice che monitora l’andamento di un processo aziendale) che funziona in base ai dati che arrivano dai sensori. A seconda della disponibilità di questi dati, il sistema applica una diversa procedura computazionale.

Manage Mymachines

Con Manage Mymachines, invece, le macchine utensili di qualsiasi azienda manifatturiera, a prescindere dalle dimensioni, possono essere monitorate da remoto, da ogni parte del mondo. È un servizio studiato da Siemens appunto per la manifattura. Si realizza mettendo insieme il controllo numerico Sinumerik 840D sl (un sistema elettronico dotato di logica programmabile che, applicato a macchine utensili, le rende capaci di compiere un ciclo di lavoro autonomamente, senza l’intervento di un operatore umano) con MindSphere. In particolare, consente di ottimizzare i tempi della manutenzione

Fleet Manager e MindSphere Industry Solution for General Manufacturers

È un’app basata su cloud (MindApp) per monitorare le macchine utensili in siti di produzione di piccole o grandi dimensioni. Una volta collegata la macchina, l’applicazione consente l’acquisizione, l’analisi e la visualizzazione dei dati macchina rilevanti, ottenendo così trasparenza in relazione allo stato attuale della produzione e all’evoluzione delle condizioni delle macchine nel tempo. MindSphere Industry Solution for General Manufacturers, poi, fornisce un’architettura predefinita per visualizzare, monitorare e ottimizzare immediatamente gli asset aziendali. Esistono poi soluzioni per comparti specifici, come Sipaper, che riguarda quello della carta. Altre soluzioni generali riguardano le virtual machine, i sistemi operativi e altro.

Il caso Zani

L’azienda, Zani Spa, nasce nel 1960 a Turate, in provincia di Como. L’attività passa dalla produzione di macchine per la lavorazione del legno alla costruzione di macchine per la fabbricazione di utensili, infine alla produzione di presse meccaniche. Fondata da Giovanni Zaffaroni, è ora guidata da Ennio e Orlando Zaffaroni (il nome “Zani” è una contrazione di quello della famiglia). Negli anni Novanta Zani è tra le prime aziende in Italia a portare sistemi elettronici nelle macchine. In particolare, sviluppa una macchina cinematica a rallentamento. Tra il Duemila e il 2010 realizza presse sempre più grandi per il settore automotive, e studia come integrare l’automazione nei processi.

«Ora – afferma De Leo – l’azienda propone servizi digitali basati su Mindsphere: realizzano il monitoraggio continuo dello stato della macchina e l’interpolazione dei dati grazie a particolari algoritmi, per migliorare l’efficienza energetica, per ottimizzare i tempi di manutenzione, e pertanto dare del valore aggiuntivo al cliente». Ciò consente peraltro di passare dalla manutenzione pianificata, e quindi eseguita a intervalli regolari, ad una più mirata, decisa in relazione ai dati raccolti dai sensori. Al centro di tutto ci sono algoritmi “intelligenti”: «Quelli che partendo da una descrizione (ciò che sta accadendo alla macchina), procedono con la diagnosi (scoprono le anomalie) e con l’analisi predittiva. L’ultimo step da implementare con loro, è il passaggio logicamente successivo: dopo descrizione, diagnosi e predizione, ecco la prescrizione: in base all’analisi dei dati, si danno delle istruzioni a chi opera sulle macchine».

 

Siemens Pulsar Sinamics utilizzata da Easysnap
Il caso Easysnap

Easysnap Technology è una giovane realtà emiliana titolare di una nuova tecnologia di packaging: una confezione per liquidi e semiliquidi che consente di erogare il contenuto in modo preciso, pulito e senza sprechi, con vantaggi in termini di usabilità e accessibilità. La macchina che produce le confezioni, assai avanzata (anche quanto ad analisi predittiva) è stata realizzata grazie alle competenze di Siemens. Il caso è stato già affrontato da Industria Italiana, ed è reperibile qui.   «L’azienda realizza macchine che producono imballaggi flessibili in grado di essere aperti con una sola mano – continua De Leo -: immaginate, quanto alla confezione, un ciclista che deve dissetarsi ma non può staccare entrambe le mani dal manubrio. Per questo la nuova tecnologia sta riscuotendo un certo successo nel settore degli ausili per le attività sportive.

Che cosa ha scoperto questa azienda? Che la vendita di una macchina, come modello di business, è per qualche verso superata. La tecnologia, per quanto avanzata, non è in questo caso risolutiva. Il grosso del business non viene dalla vendita della strumentazione. In questo caso, per esempio, il vero valore per l’azienda produttrice risiede nel film plastico che il cliente utilizza all’interno della macchina. Si trattava di vendere anche questo, ma non come supplier: si intendeva farlo in modo completamente nuovo. Con l’utilizzo della tecnologia MindSphere si osserva il comportamento della macchina, si comprende quale tipo di film fa al caso del cliente per quel particolare tipo di produzione, si viene a sapere quando il cliente ne ha bisogno, provvedendo ai rifornimenti in modo continuo senza interruzioni produttive. Insomma, anche grazie a MindSphere è nato un nuovo modello di business. Con potenzialità abilitate dal digitale: il monitoraggio continuo, l’aspetto predittivo – tutto discende dalla piattaforma. In questo caso, cioè, è il digitale che fa la differenza rispetto agli altri competitor».

I vantaggi competitivi che si ottengono grazie a MindSphere: una colonna portante per la digitalizzazione e la cyber security

«Se osserviamo il recente percorso delle Pmi italiane, bisogna ammettere che molte di loro hanno investito in lean production (pratica che mira a minimizzare gli sprechi fino ad annullarli). Ora non basta più. Non conferisce più vantaggi in termini di produttività: alla lean va aggiunta una dimensione digitale». D’altra parte, oggi l’85% delle aziende manifatturiere non è di fatto digitalizzato, nel senso che non è in grado di “catturare” i dati dalle macchine e di elaborarli. «In MindSphere gli imprenditori trovano una colonna portante per la digitalizzazione, con proprietà già definite, e nel marketplace associato tutte le applicazioni di cui hanno bisogno. La sicurezza è poi qualcosa di intrinseco nella piattaforma: non si richiede all’azienda cliente di costruire un’architettura difensiva, perché in MindSphere ci sono dei meccanismi che rispondono a specifiche normative, e perché tutta la struttura di connettività è autonomamente aggiornata a livelli di sicurezza garantiti da normative internazionali».

Com’è nato MindSphere

De Leo ricorda che, in quanto progetto, ha cominciato a svilupparsi già da qualche anno nel contesto della divisione Digital Factory; si è evoluto come MindSphere, e cioè, con le attuali funzioni, da circa due anni e mezzo. All’inizio era diretto unicamente all’industria vera e propria; poi si è allargato notevolmente lo spettro di azione. «Comunque – ricorda De Leo – diverse tra le più grandi e importanti aziende del mondo lo utilizzano; alcune con una grande intensità e per funzioni molto avanzate. In Italia siamo partiti con la commercializzazione circa un anno e mezzo fa, dopo il lancio internazionale; ed è già utilizzato da molti clienti Siemens. Va detto che non tutte le aziende che lo utilizzano conoscono ancora le potenzialità di MindSphere; è normale, molte hanno appena mosso i primi passi. Ma sono certo che l’interesse e la perseveranza saranno ripagati».

Mindsphere World

Si tratta di una organizzazione mondiale di utenti per lo sviluppo dell’ecosistema MindSphere, fondata dalla multinazionale tedesca insieme a 18 aziende partner. Si intende peraltro fornire supporto ai membri nello sviluppo e nel miglioramento di soluzioni di IoT sulla piattaforma e promuovere la R&D in ambiente Mindsphere. Secondo l’azienda, «parte di questa comunità mondiale saranno aziende industriali e IT di tutte le dimensioni provenienti da tutti i settori e start-up. I membri lavoreranno insieme per elaborare procedure e suggerimenti in merito all’utilizzo delle MindApp. L’associazione permette a fornitori di tecnologie, costruttori di macchine e impianti, specialisti di IT e sviluppatori di applicazioni di valorizzare il loro contributo e di realizzare gli obiettivi di business, nonché di coordinarsi su temi di tecnologia, marketing e altro».

 

Busetto
Giuliano Busetto, Country Division Lead Digital Factory e Process Industries and Drives di Siemens Italia

 

                                                          Siemens

Con circa 377 mila collaboratori nel mondo, l’azienda ha chiuso il 30 settembre l’esercizio fiscale 2017 con un fatturato di 83 miliardi di Euro e un utile netto di 6,2 miliardi di Euro. Presente in Italia dal 1899, Siemens è una delle maggiori realtà industriali nel nostro Paese con centri di competenza su software industriale e mobilità elettrica, un centro tecnologico applicativo (TAC) per l’Industria 4.0 e due stabilimenti produttivi. Siemens è al primo posto nel mondo per l’automazione, è leader nell’elettrificazione oltre a essere una delle aziende che hanno inventato l’Industria 4.0 e ne guidano lo sviluppo a livello globale. «Con un trend crescente – ha di recente affermato Giuliano Busetto, Country Division Lead Digital Factory e Process Industries and Drives di Siemens Italia – gli investimenti in R&S della società sono cresciuti. Siemens prevede di aumentare, a livello mondiale, gli investimenti in ricerca e sviluppo, nell’anno fiscale 2018 superando così i 5 miliardi di euro».

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