IoT E L’ IMPATTO SULL’INDUSTRIA 4.0
Negli ultimi anni abbiamo sentito parlare spesso di “Internet of Things”, spesso citato con il suo acronimo IoT, e il suo impatto su tutto ciò che ci circonda, dal modo in cui viaggiamo e facciamo acquisti al modo in cui i produttori tengono traccia dell’inventario. Ma cos’è l’Internet delle Cose? Come funziona? E che ruolo gioca all’interno dell’Industria 4.0?
Che cos’è l’Internet of Things?
Non è un software particolare o l’ultimo ritrovato scientifico, bensì una filosofia che ha come principio base il collegamento di qualsiasi dispositivo dotato di interruttore on/off a internet o ad altri dispositivi. Tutto ciò porta alla formazione di una gigantesca rete di persone e apparecchi connessi che, istante per istante, raccolgono e condividono dati sul modo in cui questi ultimi vengono utilizzati e sull’ambiente che li circonda.
Un esempio immediato di Internet of Things nella vita di tutti i giorni lo riscontriamo nella domotica con cui abbiamo appreso sia possibile accendere e spegnere più o meno tutti gli apparecchi elettronici di ultima generazione oltre che programmare attività e osservare le statistiche sul loro utilizzo. Altri esempi di componenti connessi sono i wearable device, ovvero dispositivi per il fitness che monitorano e raccolgono dati sull’attività fisica per suggerire piani di esercizio specifici per ciascun utilizzatore. Sono stati realizzati persino palloni da calcio intelligenti capaci di tracciare quanto lontano e velocemente questi vengano lanciati e registrare le suddette statistiche tramite un’app per futuri scopi di allenamento.
Come funziona?
La prima cosa da fare è permettere agli oggetti di comunicare, ovvero scambiare informazioni con l’esterno, realizzando connessioni fisiche o wireless a reti internet o private. Ciò permette di utilizzare il dispositivo senza essere fisicamente davanti ad esso e di raccogliere dati in tempo reale durante il suo utilizzo. Solitamente questo permette di utilizzare gli oggetti per nuove funzionalità, motivo per cui spesso vengono anche dotati di sistemi per la misurazione di ulteriori dati che aggregati ed analizzati possono fornire interessanti informazioni non accessibili prima. Un esempio sono le sveglie intelligenti che vengono dotate di igrometro e stazione meteo per prevedere le precipitazioni incrociando anche lo storico dei dati; se durante la giornata sono previste piogge avviseranno di ritirare i panni oppure, se mattino, anticiperanno la sveglia in funzione dell’aumento del tempo di percorrenza per andare al lavoro.
Industria 4.0 e IoT
Quando l’Internet of Things viene applicato all’ambito industriale si parla di Industrial Internet of Things (IIoT). Questo è uno dei pilastri fondamentali dell’Industria 4.0 che ne sfrutta i principi per migliorare l’automazione e l’interconnessione macchina-macchina e fra azienda ed esterno. La differenza tra l’IoT e la rivoluzione 4.0 risiede nel fatto che quest’ultima non si limita alla raccolta e l’analisi dei dati provenienti da un singolo dispositivo, bensì cerca di aggregarli e analizzarli nel loro intero sistema aziendale. Ciò permette di evidenziare facilmente e rapidamente i punti di debolezza dell’intera catena produttiva, scovando le concause che generano le problematiche e suggerendo spesso anche un input per l’attuazione di azioni correttive. Per ottenere tutti questi strepitosi risultati vengono utilizzate le ultime innovazioni in campo informatico e fisico come i Big Data Analysis, l’utilizzo di reti neurali e intelligenze artificiali. Quando questi attori collaborano insieme sono in grado di individuare esattamente quali informazioni siano utili e quali possano essere scartate così da snellire il computo dei computer e prevedere, tramite l’utilizzo di modelli precisissimi, possibili guasti e problematiche prima che si verifichino.
Innovazioni scaturite
L’incontro tra questi nuovi campi scientifici e il cambio di mentalità dimostrato dal IoT ha portato a tantissime innovazioni che sono diventate degli elementi caratterizzanti dell’Industria 4.0, come ad esempio l’evoluzione da manutenzione preventiva a manutenzione predittiva. Si è infatti osservato che attraverso l’utilizzo di sensori disseminati attorno o direttamente sugli elementi critici di un macchinario sia possibile rilevare fattori di guasto incipiente che normalmente sarebbero passati inosservati. Come abbiamo già detto in altri articoli presenti sul nostro blog (), i sistemi di analisi dati eseguono una modellazione dell’andamento di quest’ultimi e un confronto fra le previsioni e i nuovi dati raccolti. Quando questi due insiemi non coincidono viene rilevata un’anomalia al quale segue un’ulteriore analisi che, se confermata, porta alla segnalazione di una criticità. Così facendo è possibile procedere alla riparazione del macchinario quando ancora non si sono verificati danni, limitando così i costi e soprattutto il tempo degli interventi, passando quindi da una manutenzione preventiva alla sopracitata manutenzione predittiva. Tramite quest’ultima le operazioni di manutenzione periodica sono più dilazionate nel tempo oltre che efficaci, inoltre si ha un grande beneficio anche dal punto di vista ambientale, sostituendo i componenti solo quando si è certi che siano prossimi al fine vita (calcolato come Remaining Useful Lifetime o RUL).
È anche possibile utilizzare i dati provenienti dall’esterno per migliorare la profittabilità dell’impresa andando ad attuare una gestione dinamica della stessa. Per esempio, nell’industria dell’automobile queste tecniche vengono utilizzate per decidere esattamente quanti modelli produrre per ciascuna tipologia di allestimento introducendo fra le variabili di calcolo non solo la richiesta proveniente dal mercato ma anche i costi e i tempi di produzione così da ottimizzare i tempi morti per l’attrezzaggio e snellirne la produzione.
Il ruolo dei fornitori di componenti
Le attività di ammodernamento e sensorizzazione dei macchinari industriali richiedono un notevole sforzo e discreta immaginazione, motivo per cui è consigliabile che l’azienda trovi un valido supporto nei fornitori di componenti. È il caso di R+W (https://www.rw-italia.it/prodotti/ ), azienda leader nella produzione di giunti e alberi di trasmissione, in grado di mettere la sua esperienza a disposizione del progettista.
Quando si desidera raccogliere dati diversi da un macchinario non progettato per queste attività si affrontano diverse sfide ingegneristiche, dalla classica mancanza di spazio alla presenza di condizioni ambientali avverse; motivo per cui R+W ha ideato i nuovi giunti AIC (acronimo di Artificial Intelligence Coupling) dotati di diversi tipi di sensori al loro interno capaci di misurare vibrazioni, coppia, potenza, numero di giri etc. e in grado di garantire un’elevata affidabilità e protezione di quest’ultimi a prescindere dall’ambiente in cui verranno installati. Inoltre, essendo “ready to use”, non richiedono complicati cablaggi e conoscenze informatiche per l’integrazione con la rete aziendale, è sufficiente montarli come qualsiasi giunto e connettere il telefono con l’apposita app.
Come tutti i prodotti R+W, è possibile sviluppare soluzioni personalizzate in base alle specifiche esigenze del cliente partendo da quelle standard presenti a catalogo.
[autore chi = “Buffon”]
