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EMBEDDED 85 • SETTEMBRE • 2022 34 HARDWARE | IO-LINK Nell’Industria 4.0 la produzione dall’inizio alla consegna si basa sulla comunicazione tra le parti da produrre e le macchine della catena di montaggio. In Europa, la Ger- mania sta spingendo la diffusione dell’IIoT per sfruttare la propria esperienza di produzione e il software embed- ded nel dominio industriale. Negli Stati Uniti, la General Electric è in una fase avanzata di applicazione dell’IIoT. Il settore manifatturiero è il settore che può ottenere il massimo vantaggio dall’IoT per l’enorme quantità di dati acquisiti ed elaborati all’interno della produzione. Inol- tre, i dati sono alla base dell’IIoT poiché possono essere analizzati e visualizzati per agevolare le operazioni e i costi. All’interno della produzione, i sensori intelligenti, il controllo distribuito e il software complesso e sicuro, sono il collante di questa nuova rivoluzione. In figura 1 un esempio schematizzato di architettura di un sistema di automazione IIoT. L’impatto dell’IIoT nell’automazione industriale L’Internet delle cose industriale è la prossima ondata di innovazione che avrà un impatto sul modo in cui il mon- do industriale connette e ottimizza le macchine. L’IIoT, attraverso l’uso di sensori, analisi avanzate e processi de- cisionali intelligenti, trasformerà profondamente il modo in cui le risorse sul campo si connettono e comunicano con la fabbrica. Le principali aziende stanno costruendo un’infrastruttura in cui vengono utilizzati sensori, gestio- ne dei dati, analisi avanzate e automazione per sbloccare la produzione, ridurre i costi operativi e ottimizzare le risorse. L’Internet industriale, una rete connessa di mac- chine intelligenti che funzionano nel modo previsto, tra- sformerà il business così drasticamente come l’Internet dei consumatori ha cambiato le nostre vite. Possiamo evidenziare le funzionalità dell’IIoT nel siste- ma di automazione attraverso la descrizione degli strati (layer) della rete industriale: Nella parte inferiore della pila di layer ci sono i dispositivi e sistemi in fabbrica o nell’area di processo. Questi pos- sono essere sensori di campo, controller o computer, e tutti questi sistemi hardware possono includere (o meno) aspetti della sicurezza dell’hardware. Questi dispositivi finali devono disporre di dati utili da comunicare e sono generalmente collegati a hub di comunicazione, gateway e switch in modo che i dati vengano inseriti nel cloud (o in una intranet) come big data. Una volta che questi dati sono disponibili, è possibile svi- luppare diversi software di analisi e ottimizzazione per ottimizzare le risorse di produzione per una miriade di attività: ottimizzazione dei tempi operativi del sistema, manutenzione programmata, efficienza energetica e uti- lizzo più efficiente delle risorse. Inoltre, l’IIoT permette che questi dati possano essere integrati nel software ERP (Enterprise Resource Plan- ning) e CRM (Customer Relationship Management) del produttore. L’operazione di produzione può essere utiliz- zata non solo per pianificare e ridurre i costi dei processi di produzione in modo più efficiente, ma anche per uti- lizzare le informazioni sui clienti per modificare le linee di assemblaggio e i parametri di processo in tempo reale. I layer inferiori, sensori e sistemi di comunicazione, in- fluiscono sulla progettazione dell’hardware del sistema, mentre i layer superiori, big data, software di analisi e ottimizzazione, ERP e CRM, influiscono sullo sviluppo e sull’integrazione del software del sistema. Nella figura 2 viene riportato un modello a strati della gerarchia di controllo IoT applicabile ai sistemi di automazione IIoT. Il ruolo dei sensori nell’IIoT Le fabbriche hanno iniziato ad utilizzare un gran nume- ro di sensori collegati a potenti computer, e hanno inizia- to a creare la spina dorsale delle fabbriche “intelligenti” di nuova generazione. Una volta che tutti i dati industria- li (cioè le “cose o Things”) sono finalmente interconnessi online (cioè “Internet”), è possibile utilizzare software complessi per ottimizzare qualsiasi cosa. Un buon modello di fabbrica intelligente che utilizza l’IIoT impiega anche fino a migliaia di sensori collega- ti a una rete Ethernet interna ad alta velocità. I senso- ri monitorano i processi determinando una produzione efficiente. I dipendenti con computer e tablet connessi all’impianto possono recuperare tutti i dati dai nodi Wi- Fi installati in fabbrica. Le aspettative delle industrie dall’IIoT Perché ora le industrie vogliono che l’IIoT sia integrato nei loro processi di automazione? La risposta prioritaria Fig. 1 – Architettura di un sistema di automazione IIoT (ScienceDirect.com)