A netFIELD Compact being mounted to a DIN rail and connected to an Ethernet network.
empowering communication

Blog: Automatizzare l’infrastruttura IoT

Al giorno d’oggi le attività aziendali sono sempre più sotto pressione per mantenere la competitività. Massimizzare il potenziale dei dati è quindi essenziale per i produttori di macchine e per gli operatori di impianti. “Si tratta di usare i dati per raggiungere una maggiore trasparenza e aumentare la produttività”, conferma il Dr. M. Meyer. “I dati possono essere usati, per esempio, per ridurre il consumo di energia e risorse e per generare meno rifiuti”. Secondo l’esperto di Hilscher, i dati giusti possono essere usati anche per offrire servizi collegati alla macchina o per ideare nuovi modelli di business come parte di IIoT e Industria 4.0. I sistemi generano molti più dati di quanti la maggior parte dei produttori ne utilizzi. C’è un vero e proprio pozzo di dati che aspetta di essere usato. “Ma per fare in modo che questo potenziale porti benefici concreti, i dati devono prima essere estratti”, sottolinea il Dr. M. Meyer. “Sviluppare queste soluzioni da zero per accedere ai dati in tempi di ciclo brevi senza creare un carico significativo sulle reti è piuttosto complesso”.

Una volta che i dati sono stati resi accessibili, può iniziare la fase di sviluppo. Le applicazioni sono progettate per trasformare gli insight ottenuti in benefici tangibili. Secondo l’esperto di IoT, questo passaggio deve essere affidato agli utenti: “I costruttori di macchine e gli operatori di impianti sanno benissimo quale soluzione porterà benefici”.

Elaborazione dei dati preventiva in edge

Quando si lanciano dei progetti IIoT è importante considerare la scala dei dati che si raccolgono: “Non ha senso inviare tutti i dati grezzi tramite Internet”, sottolinea il responsabile Hilscher. I dati devono essere pre-processati in edge sulla macchina: “Proprio qui i dati vengono aggregati e processati, in modo che solo i risultati rilevanti vengano inoltrati”. Per il Dr. M. Meyer questo significa che: “Non sono i dati ad andare dal software, ma il software ad andare dai dati. “Oggi abbiamo un diverso ciclo di aggiornamento”, spiega il Dr. M. Meyer. Aggiornamenti dei software vengono rilasciati ogni poche settimane per l'aumento delle caratteristiche, la risoluzione dei bug o per migliorare la sicurezza informatica.

Le modifiche di configurazione si svolgono anch’esse tramite aggiornamenti del software. “I clienti possono decidere all’ultimo momento di usare i servizi e attivarli da remoto”, aggiunge l’esperto di Hilscher. Stando così le cose, è irrealistico pensare ai tecnici che raggiungano la macchina quando i clienti sono sparsi in tutto il mondo: “ Le macchine devono essere monitorate e mantenute in funzione da remoto”.

Let the customers analyze their own data

“The machine manufacturers and plant operators perform their own data analysis,” emphasizes the expert. They know their own processes better than anyone else.” By analyzing their own machine data they’ll get the most out of their data to be able to optimize their machines and manufacturing systems.

In contrast, IoT infrastructures are very similar, even for different companies and applications, making it possible to access machine and process data in the same way. “Standard products can be used to accomplish this,” he continues. “Accessing the data must be done in an unobtrusive way. Most of the data collection process can be automated. “With Hilscher's toolbox, the machine and system data are provided as a data broker via MQTT.

A structural graphic of the different components of Hilscher's netFIELD solution.

I ruoli sono quindi chiaramente definiti. l’infrastruttura IoT standardizzata rende disponibili i dati e il cliente la usa per ottimizzare i suoi processi. Hilscher fornisce la sua infrastruttura IoT affidabile e integrata che include il software netFIELD, che comprende un sistema operativo basato su container, una piattaforma di edge management e i gateway. Il cliente riceve un portfolio prodotti IoT consolidato per l’implementazione delle moderne soluzioni di Industria 4.0 - il tutto da un’unica fonte. Un’infrastruttura IoT basata su netFIELD fa sì che i vostri progetti IoT si svolgano rapidamente. “Gli utenti evitano brutte sorprese”, aggiunge l’esperto. “Soprattutto in combinazione con l'edge management, è la soluzione perfetta. Gli utenti beneficiano di una soluzione chiavi in mano”. Possono inoltre fare affidamento sull’esperienza di Hilscher nelle comunicazioni industriali.

Il know-how di Hilscher consente ai clienti di ottenere il massimo dai loro dati e in poco tempo. Con netFIELD i clienti possono concentrarsi sullo sviluppo di software IoT, data intelligence e nuovi modelli di business. “In questo modo l’utente può concentrarsi sul compito di analizzare i dati”, afferma il Dr. M. Meyer. L’esperto di Hilscher sottolinea anche come netFIELD sia aperto anche ad altre combinazioni, per esempio all’integrazione di componenti di altri produttori.

Sulla base dei dati IoT aggregati con netFIELD, gli utenti possono aumentare l’efficienza e la sicurezza dell’impianto, riducendo nel contempo i costi operativi e di manutenzione. Automatizzare e professionalizzare l’infrastruttura per la digitalizzazione comprende anche la sicurezza IT. “I requisiti per la sicurezza informatica stanno aumentando”, afferma il Dr. M. Meyer. “Non si tratta più di un’opzione, ma di un obbligo”. A suo parete, gli utenti che non si preoccupano della sicurezza dei loro dati, vanno incontro a rischi.

Separare la gestione dell’edge e i dati utilizzabili

È importante separare la gestione degli edge gateway dai dati effettivamente utilizzabili. “I dati rilevanti non vengono instradati attraverso le nostre piattaforme ma a quelle del cliente”, dice il Dr. M. Meyer. “I produttori di macchine e gli operatori vogliono mantenere il controllo sui propri dati”. Questo può comprendere anche piattaforme cloud come AWS, Microsoft Azure o persino i loro server.

“Hilscher si concentra sulla gestione dell’edge, sulla gestione centrale degli edge gateway, sul software e sulle applicazioni che girano su di essi”, spiega il Dr. M. Meyer. “Questo ci consente di modificare le configurazioni e di eseguire aggiornamenti software da remoto tramite la gestione centralizzata. Funziona anche per la gestione di un’intera flotta, in cui i dispositivi con determinate proprietà sono assegnati a un preciso gruppo di dispositivi”. In questo modo è possibile gestire l’intera infrastruttura IoT, inclusi gateway e app.

La gestione dei dispositivi è un aspetto fondamentale per il successo o il fallimento dei progetti di Industria 4.0. Il sistema operativo netFIELD consente la gestione locale dei dispositivi. Basato sul consolidato sistema operativo Yocto Linux, è conforme ai più severi requisiti di sicurezza. La gestione remota dei dispositivi viene implementata con netFIELD.io.

L’intera gestione di container, rete, ponti, firewall e caratteristiche aggiuntive è facile da controllare grazie alla potente UI. “Gli utenti implementano le loro applicazioni individuali nell’ambiente di esecuzione del container”, conferma l’esperto di Hilscher. Possono poi usare le applicazioni per effettuare le loro analisi, per pre-processare o aggregare i dati della macchina. “È il cliente a scegliere quali applicazioni containerizzate eseguire sull’hardware”.

 

A browser icon with zeros and ones  in red placed left and right.  In each corner of the picture a different icon of machines can be seen. From each machine goes an arrow to the browser windows in the middle.
Hilscher – empowering communication

The machine manufacturers and plant operators perform their own data analysis. They know their own processes better than anyone else. By analyzing their own machine data they’ll get the most out of their data to be able to optimize their machines and manufacturing systems. The roles are thus clearly defined: the IoT infrastructure makes the data available; and the customer uses it to optimize his processes.

Dr. Marek Meyer, Product Manager of Industrial IoT at Hilscher

A man in a black suit stands beneath a robot arm. He is indoors in a bright environment with large windows. He is wearing glasses.

Trasferimento dati via MQTT e OPC UA

Tra i protocolli di messaggistica ad emergere nel settore, MQTT in particolare con la sua architettura a paradigma publish-subscribe, si è affermato come standard di riferimento per il trasferimento di dati ed è supportato da quasi tutte le piattaforme. “Consideriamo molto utile il protocollo di trasferimento dati,” afferma il Dr. M. Meyer. “Per questo motivo Hilscher dota i dispositivi edge di broker MQTT.” Il livello di comunicazione tra componenti edge e macchine è ancora basato su OPC UA. “E forniamo anche i connettori idonei”, continua l’esperto.

Hilscher è membro fondatore della Open Industry 4.0 Alliance, che si prefigge di far progredire gli standard, in particolare dati e strutture payload. “Consente a software e dispositivi di diversi produttori di scambiarsi dati compatibili", afferma il responsabile di Hilscher. L’OI4 fa inoltre riferimento a vari Companion Specs per OPC UA: l’OI4 Alliance sta sviluppando un app store comune in cui vari sviluppatori possono offrire le loro applicazioni. Si tratterà di un mix di software open source e su licenza. “Alcuni dei nostri colleghi sono molto impegnati con OI4,” conferma il Dr. M. Meyer.

“Per accedere ai dati di processo a livello di campo è necessario Ethernet standard oppure lo si deve integrare con il protocollo di automazione”, continua il Dr. M. Meyer. Per accedere ai protocolli Real-Time Ethernet, Hilscher propone il chip netX, un componente centrale che è anche installato negli edge gateway dell'azienda. “Esso consente l’accesso ai dati di automazione senza impattare sui sistemi di produzione”, sottolinea l’esperto. Con connettori software aggiuntivi, come le app Profinet e Ethercat Tap di Hilscher, gli utenti possono inoltre estrarre dati di processo da una rete e renderli utilizzabili senza dover apportare modifiche al PLC o alle macchine.

Con i prodotti e le soluzioni di Hilscher è possibile configurare le infrastrutture IoT in modo rapido e sicuro e completamente automatizzato. In questo modo è possibile abilitare l’Industria 4.0 e con essa l’emergere di nuove opportunità di connettività, permettendo ai clienti di accedere a nuovi mercati e modelli di business.

 

The OPC UA logo on top and MQTT logo on the bottom. The two protocol logos are divided by a horizontal colorful stripe in the middle of the picture.
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Hilscher netPI Edge Gateway in use.

Una panoramica della nostra piattaforma Managed Industrial IoT: netFIELD è la vostra infrastruttura edge IIoT per l’implementazione di soluzioni per l’Industria 4.0. Consente di rendere accessibili i dati della macchina e di gestire centralmente il software e l’hardware necessari.

Background with Edge Gateway and Icon on top

I nostri Edge Gateway sono router di dati intelligenti tra il livello di automazione e il livello di tecnologia dell’informazione. Aggregano, elaborano o trasmettono informazioni IoT aggiuntive del processo di produzione in modo completamente autonomo, localmente o tramite cloud.

A stylized PC monitor on a background with technical graphics in the background.

L'edge management centralizzato netFIELD Cloud as software-as-a-Service (SaaS) consente la gestione di dispositivi e software per i moderni impianti di produzione. Ciò semplifica l’implementazione affidabile del software su grandi flotte di dispositivi per gli utenti.

Articolo pubblicato per la prima volta dal Digital Factory Journal. L’autore è Ronald Heinze.