Edge computing open e diffuso: così Siemens immagina la fabbrica digitale

L’edge computing diventerà un fattore sempre più strategico nel processo di trasformazione digitale dell’industria. Statista prevede che il mercato globale relativo all’edge passerà da 1,47 miliardi a 9 miliardi di euro. Gartner stima che entro il 2022 la metà delle grandi organizzazioni avrà integrato soluzioni specifiche nei propri progetti.

Siemens sta investendo in modo significativo sulle potenzialità dell’edge computing da cui la recente acquisizione di Pixeom, start-up californiana nata nel 2014, il cui software gestisce più di un milione di dispositivi in tutto il mondo. La multinazionale tedesca intende mettere la piattaforma edge al centro dell’ecosistema digitale, convinta che all’interno dei siti produttivi sia necessario contare su una manufacturing data platform, un elemento di raccordo tra tutti gli elementi che permettono di rendere le fabbriche ancora più efficienti e flessibili.

Per essere in linea con una produzione sempre più orientata alla mass customization, caratterizzata da sfide legate al time to market e al mantenimento di elevati standard qualitativi, è necessaria una forte integrazione a livello di fabbrica, di processi e di sistemi di gestione. Da qui l’importanza dell’edge: «un elemento di accelerazione in grado di abilitare decisioni più rapide ed efficaci vicino alla sorgente dove i dati vengono prodotti», afferma Massimiliano Galli, responsabile business segment automation system di Siemens. «l’edge computing per Siemens è un fattore tecnologico abilitante di un modello di business nuovo, più veloce ed efficace grazie all’integrazione con i dispositivi IIoT e il cloud».

Edge computing: cos’è e quali sono i principali vantaggi

L’edge computing grazie a potenzialità di calcolo distribuito (da qui on edge) permette un’elaborazione dei dati il più vicino possibile a dove vengono prodotti. È un elemento fondamentale se si vuole accelerare nel processo di evoluzione tecnologica delle fabbriche. Per questo Siemens ha ideato e sviluppato l’ecosistema Simatic Industrial Edge. Grazie all’edge computing, grandi volumi di dati generati dai dispositivi di automazione possono essere elaborati localmente in tempo reale garantendo non solo benefici a livello applicativo e strategico ma anche capacità tecniche di non facile implementazione in un sistema basato unicamente su tecnologia cloud, come responsività computazionale e decisionale, occupazione della banda ed applicabilità in contesti di automazione preesistenti.

Flessibilità e scalabilità della piattaforma Simatic Edge ne permettono l’implementazione in ogni contesto di fabbrica permettendo “il collegamento” sia di nuove macchine (dove lo stesso controllore di macchina è un Edge device grazie alla propria Epu – Edge processing Unit) che al parco installato preesistente. Siemens offre agli utenti un ampio spettro di soluzioni implementative che passano dalle applicazioni già sviluppate (Simatic App’s) a quelle sviluppate indipendentemente dal cliente. Applicazioni utilizzate frequentemente sono Performance Insight grazie alla quale è possibile fare on edge un’analisi di tutti i parametri di funzionamento, performance ed efficientamento di macchina (tra cui anche la parte Oee) o Visual Flow creator, che grazie a un’interfaccia conosciuta ed intuitiva permette di creare flussi logici e data analitycs on edge.

Grazie ad una trasformazione del dato in informazione “on edge” vengono ottimizzati i costi operativi legati al cloud evitando trasmissione di inutile mole di dati. L’ecosistema aperto Siemens Industrial Edge supporta tutti i più noti protocolli di trasmissione dati (e.g. Opc Ua) permettendo una facile e veloce integrazione con più comuni piattaforme cloud industriali come ad esempio Mindsphere, Aws.

Come funziona Siemens Industrial Edge 

La piattaforma Simatic Industrial Edge si struttura su una architettura semplice e flessibile per adattarsi a diversi scenari e contesti applicativi. Prendendo a titolo esemplificativo un tipico ambiente produttivo, possiamo dire che tutto parte dal livello di automazione (1) , dove vengono generati grandi volumi di dati da Plc, azionamenti, robot, etc… Il grande flusso dati generato a livello di shopfloor viene trasmesso grazie alla connettività integrata con Opc Ua (protocollo di comunicazione machine-to-machine per l’industrial automation) dai controllori logici programmabili Simatic S7 verso il dispositivo edge (2) dove avverrà l’elaborazione, l’analisi e l’utilizzo dei dati.

A questo punto entra in gioco l’Edge Management System (3,4), che permette di sviluppare innumerevoli funzioni di sistema come per esempio la gestione e l’aggiornamento degli edge device, delle App e dei software connessi, possibile sia in loco che nel cloud (6). Tutti i dispositivi edge collegati possono essere gestiti centralmente e monitorati, inclusi i data diagnostic. L’app store centrale (5), aperta, fornisce molte applicazioni pronte all’uso per compiti specifici del settore, per esempio il monitoraggio delle prestazioni delle macchine o la manutenzione predittiva. Industrial Edge, infatti, è perfettamente integrato nel cloud ed è in grado di trasferire i dati elaborati localmente nel cloud tramite Mqtt per utilizzare una maggiore potenza di calcolo e una maggiore capacità di storage per ulteriori analisi.

Edge computing: cosa offre in più la piattaforma Siemens

L’acquisizione di Pixeom e della relativa piattaforma edge-based ha ampliato le potenzialità dell’offerta Industrial Edge Siemens: integrando le spiccate conoscenze in campo Edge computing della start-up californiana e l’esperienza in campo maturata in questi anni, rende il sistema all’avanguardia nell’ambito della tecnologia Industrial Edge presente sul mercato. La soluzione sviluppata da Siemens si basa sulla tecnologia container Docker: quest’ultima raccoglie i software in unità standardizzate (chiamate container) che offrono tutto il necessario per la loro corretta esecuzione.

Contare su Docker per l’edge computing dà modo di eseguire applicazioni enterprise o industrial in locale in modo efficiente, flessibile e sicuro. Uno degli importanti vantaggi di un ecosistema come Simatic Edge è quello di poter contare su un sistema rispondente ai più stringenti dettami della cyber security, concentrandosi sulle applicazioni e sugli sviluppi necessari a garantire un aumento di produttività e nuovi modelli di business. È un aspetto essenziale ed è parte integrante della strategia di Siemens in ambito edge computing: avere una visione più ampia, «un approccio di sistema che dia la possibilità ai nostri clienti di creare valore aggiunto attraverso dispositivi e piattaforme in modalità sempre più open e inclini allo sviluppo – spiega Galli – Da qui la decisione di usare Docker: la tecnologia container consente di avere più unità standardizzate che possono sfruttare il nostro edge. Abbiamo inoltre la possibilità di integrare svariate applicazioni industriali come “liveTwin” che permettono la gestione on edge di sensori virtuali interagenti con le componenti reali di macchina».

Edge computing e industry: le novità Siemens

L’offerta edge di Siemens è in continuo divenire. Per la piattaforma Industrial Edge «gli elementi di novità sono molteplici: a breve usciranno nuove funzionalità relative alla gestione applicazioni su marketplace grazie agli update con Pixeom. La scalabilità della piattaforma è elevatissima, consentendo la sua portabilità su più device che via via verranno messi a disposizione», segnala Galli. In futuro, la soluzione open Industrial Edge Runtime di Siemens permetterà una capillare diffusione dei dispositivi “edge enabled” permettendo di condividere i vantaggi dell’edge computing in modo sempre più capillare, potendo dialogare con l’ecosistema in modo sicuro.

«Ulteriori novità in questo senso sono le applicazioni riguardanti la gestione della performance energetica, di predictive maintenance, la diffusione di software che sempre più confluiranno su piattaforma edge e saranno pensate in ottica open, in modo da far collaborare i vari device con Simatic edge».