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Che cos'è l'IIoT?

I dispositivi hardware sono una parte vitale dell'intelligenza industriale guidata dai dati

L'Industrial Internet of Things (IIoT) è definito come l'insieme di sensori, macchine, strumenti e dispositivi autonomi collegati in rete per raccogliere dati in tempo reale per applicazioni industriali. Per la produzione industriale automatizzata e semi-automatizzata, l'IIoT fornisce informazioni chiave per aumentare la produttività, migliorare l'efficienza e ridurre i costi. I dati raccolti dai dispositivi possono essere analizzati in piattaforme cloud o di edge-computing, consentendo agli utenti di intraprendere azioni con un valore direttamente misurabile:

  • ottimizzare la produzione
  • aumentare l'efficienza operativa
  • riallocare le risorse
  • eseguire la manutenzione predittiva
  • ridurre il consumo di energia
  • migliorare la protezione dagli errori
  • ridurre al minimo i tempi di inattività
  • gestire i costi

L'IIoT fa parte di un ecosistema tecnologico completo, di cui beneficiano l'automazione di fabbrica, le catene di montaggio, la logistica, la spedizione e la distribuzione e altri elementi chiave della produzione odierna. In sostanza, si tratta di un sottoinsieme dell'Internet delle cose (IoT) - che si riferisce a dispositivi fisici e strumenti digitali costruiti per comunicare tra loro online - ma focalizzato specificamente sull'industria e sui vantaggi commerciali che si possono ottenere.

Le reti IIoT si basano su connessioni online, server cloud e software, ma non bisogna trascurare i componenti hardware di questi sistemi. Fortunatamente, Banner Engineering consente non solo di progettare sistemi di automazione personalizzati con capacità IIoT, ma anche di aggiornare l'infrastruttura di produzione esistente per un'implementazione IIoT completa.

Perché l'IIoT è importante?

L'IIoT è una componente chiave dell'Industria 4.0, o quarta rivoluzione industriale. Si tratta di un concetto di produzione moderna che sfrutta la potenza dei sistemi in rete e dell'analisi dei dati, consentendo alle aziende di prendere decisioni strategiche e basate sulla conoscenza. In sostanza, l'IIoT trasforma le fabbriche in fabbriche "intelligenti". I dati acquisiti possono essere utilizzati per accelerare e scalare le operazioni esistenti o addirittura ridefinire i modelli di business per servire meglio i clienti e superare i concorrenti. Il termine implica anche una certa urgenza: se le aziende sono troppo lente nell'adottare la tecnologia IIoT, potrebbero ritrovarsi indietro nel competitivo mercato globale.

Nel frattempo, un'azienda che raccoglie e interpreta costantemente i dati delle proprie apparecchiature può ottenere un netto vantaggio competitivo. È in grado di monitorare la velocità dei processi automatizzati per identificare problemi quali i colli di bottiglia della produzione, effettuare le relative regolazioni e mettere a punto le prestazioni delle macchine per eliminare le inefficienze e migliorare la produttività. I dati facilitano la gestione delle quantità di materie prime - una necessità soprattutto in un periodo di interruzione delle catene di approvvigionamento - e possono essere utilizzati per determinare una logistica più conveniente per il confezionamento e la distribuzione dei prodotti finiti.

I vantaggi dell'integrazione IIoT vanno dai miglioramenti della tecnologia avanzata al semplice risparmio di tempo. Ad esempio, i robot dotati di sensori possono raccogliere informazioni su se stessi e sull'ambiente circostante e poi trasmetterle. Ma anche gli strumenti o le parti degli elenchi di magazzino possono essere tracciati online per ridurre il tempo che gli operatori normalmente impiegano per cercarli.1

 

"Secondo i dati di Oxford Economics, l'Industrial Internet of Things (IIoT) può avere un impatto su industrie che rappresentano il 62% del PIL dei Paesi del G20", osserva la multinazionale spagnola di servizi elettrici Iberdrola. "L'applicazione dell'IIoT nell'industria promette di diventare il principale motore della produttività e dell'innovazione nel prossimo decennio"2 E di certo le aziende di tutto il mondo stanno prendendo sul serio la tecnologia IIoT e stanno investendo molto nella sua implementazione. Le applicazioni per la produzione, i trasporti e l'energia hanno visto un investimento globale di oltre 300 miliardi di dollari nel 2019, che si prevede raddoppierà entro il 2025.3

Scarica la Guida

Scaricate il PDF 3 Ways IIoT Will Impact Your Operations (3 modi in cui l'IIoT influenzerà le vostre operazioni) per conoscere i tre modi principali in cui gli strumenti IIoT influenzeranno le operazioni di produzione sfruttando i dati.

  • Rendere i dati delle apparecchiature visibili a tutti coloro che ne hanno bisogno
  • Individuare i problemi di affidabilità ed eliminare i tempi di inattività con la manutenzione predittiva
  • Tracciare le metriche di produzione per ottimizzare la produttività e aumentare la redditività
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15 Sep 2022
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Utilizzo dell'IIoT per una manutenzione più intelligente delle macchine

Un altro argomento convincente per incorporare la tecnologia IIoT è che consente alle aziende di andare oltre la tradizionale manutenzione preventiva programmata e di praticare invece una manutenzione predittiva informata. Collegando dei sensori alla macchina per monitorare fattori come le vibrazioni e la temperatura, gli operatori di fabbrica possono cogliere le indicazioni che un meccanismo cruciale, come un motore, potrebbe mostrare segni di un imminente esaurimento o guasto. Se un guasto dovesse verificarsi nel momento sbagliato, potrebbe causare una perdita catastrofica di tempo di produzione e di ricavi previsti. I dati dei sensori che identificano le parti che richiedono una manutenzione imminente rappresentano un'informazione di grande valore, perché offrono all'azienda l'opportunità di programmare la riparazione o la sostituzione di tali parti prima che si guastino.

L'impatto finanziario della manutenzione predittiva è quantificabile. Il McKinsey Global Institute riporta quanto segue:

 

Secondo le nostre stime, la manutenzione predittiva potrebbe ridurre i costi di manutenzione delle apparecchiature di fabbrica del 10-40%. ... Inoltre, una migliore manutenzione predittiva grazie all'IoT può ridurre i tempi di fermo delle apparecchiature fino al 50% e ridurre l'investimento di capitale delle apparecchiature dal 3 al 5%, prolungando la vita utile dei macchinari. Nel settore manifatturiero, questi risparmi hanno un potenziale impatto economico di circa 630 miliardi di dollari all'anno nel 2025.4

Che tipo di dati di fabbrica possono essere acquisiti?

I sensori sono ormai così onnipresenti nell'automazione della produzione che è difficile immaginare una fabbrica che non li incorpori. La maggior parte delle fabbriche utilizza diversi tipi di sensori per contare le quantità di prodotto, cronometrare le fasi di un processo automatizzato o garantire condizioni di produzione ottimali, ma per loro stessa natura i segnali elettronici che i sensori trasmettono possono essere raccolti per l'analisi dei dati. Anche un semplice impulso binario proveniente da un sensore è una potenziale fonte di dati che può essere monitorata per ottimizzare le operazioni. La frequenza con cui un raggio fotoelettrico viene interrotto (ad esempio dai prodotti su un trasportatore) può essere acquisita e registrata per calcolare le velocità operative, che possono quindi essere regolate per massimizzare la produttività nell'ambito di un processo di produzione più ampio.

I tipi di dati che i sensori possono acquisire sono praticamente illimitati. Possono registrare quantità, volumi, distanze, pesi, dimensioni, forme, colori, posizionamento, temperature, attività termica, vibrazioni, riflettività, curvatura, variazioni di superficie, composizione dei materiali, risposta alle onde sonore, vicinanza a ostacoli fisici, informazioni visive o uditive, modelli di texture, fasi di una sequenza programmata e quasi tutto il resto. Qualsiasi valore che un sensore può osservare può essere un punto di dati e qualsiasi punto di dati può essere misurato nel tempo.

In questo modo, l'intera filosofia dell'IIoT si inserisce nella tendenza dell'analisi dei "Big Data" per prendere decisioni aziendali basate sulla conoscenza. In parole povere, più dati raccolgono i produttori dai sensori installati, più capiscono le capacità dei loro sistemi. Possono sfruttare questi dati "azionabili" per perfezionare i processi a qualsiasi livello di produzione. E questi perfezionamenti possono portare a risultati più snelli e produttivi, consentendo un netto vantaggio di adempimento rispetto ai concorrenti.

Fatti e miti sui costi di implementazione dell'IIoT

Sebbene l'ottimizzazione della produzione per l'adozione dell'IIoT sia un compito importante che richiede una direzione chiara e l'adesione di tutta l'organizzazione, non è così proibitivo dal punto di vista dei costi come si potrebbe pensare inizialmente.

McKinsey identifica alcuni fraintendimenti comuni dei dirigenti aziendali sull'IIoT.5 Tra questi, l'idea che l'IIoT sia solo un cruscotto online e l'idea che richieda siti "greenfield". In primo luogo, le applicazioni IIoT richiedono una sorta di capacità online per acquisire e presentare i dati industriali, ma necessitano anche di hardware, compresi i sensori e le connessioni ai controllori. In secondo luogo, se da un lato è certamente una buona idea pianificare l'inclusione di funzionalità IIoT in stabilimenti nuovi, dall'altro è non solo possibile ma anche conveniente implementare l'IIoT in siti esistenti ("brownfield").

Infatti, la linea di prodotti Snap Signal di Banner consente di aggiungere la raccolta di dati IIoT alle apparecchiature esistenti di una fabbrica consolidata, di qualsiasi marca. In sostanza, l'IIoT può essere implementato come una rete sovrapposta che utilizza giunzioni a T, cavi splitter e convertitori per acquisire i segnali dall'infrastruttura di sensori già esistente.

L'IIoT si basa sull'hardware

Le discussioni sull'impressionante potenziale dell'IIoT e dell'Industria 4.0 mettono spesso in risalto il software, il cloud computing e l'intelligenza artificiale, ma i dettagli sull'hardware IIoT sono spesso trascurati. È un peccato, perché la tecnologia hardware è un elemento cruciale dei sistemi IIoT e gli sviluppi dell'hardware per l'automazione industriale sono di per sé rivoluzionari.  

La realizzazione dei vantaggi dell'IIoT richiede l'installazione di dispositivi hardware direttamente sul luogo di lavoro, come i sensori per il monitoraggio delle macchine di fabbrica. Questi sensori devono essere collegati a un controllore centrale che consolida tutti i segnali della macchina che devono essere monitorati. Infine, i produttori hanno bisogno di un'interfaccia o di una piattaforma online per visualizzare e interpretare i dati raccolti.

Banner Engineering è un fornitore leader di tecnologia industriale da oltre cinquant'anni, che fornisce sensori innovativi, dispositivi di illuminazione, di sicurezza e di rete a produttori di tutto il mondo. Siamo altrettanto impegnati a dotare le aziende delle più avanzate soluzioni di smart-factory IIoT.

Come iniziare con l'IIoT

Come fa un produttore a implementare l'IIoT per l'automazione industriale? Questo processo semplice e diretto richiede un'attenta pianificazione, ma gli esperti Banner sono pronti ad aiutare i clienti a capire dove e come installare i sensori, gli hub e i controllori nei loro impianti di produzione futuri o attuali.

La famiglia di prodotti Snap Signal consente agli utenti di separarsi dall'uscita di un sensore installato, copiare il segnale e trasmetterlo attraverso il cablaggio M12 standard del settore. Si tratta di una rete "overlay" indipendente dal marchio, in grado di integrarsi con i sensori e le apparecchiature esistenti dei produttori, convertendo facilmente i formati dei segnali, e il suo design modulare consente di iniziare in piccolo e di scalare in base all'espansione e allo sviluppo delle attività di fabbrica. L'installazione di un controllore, come un Banner DXMR90, consente di combinare i segnali ramificati in esecuzione simultanea provenienti da più sensori, potenzialmente per tutte le macchine monitorate in uno stabilimento, e di convertire tali segnali in dati Ethernet.

Tutte queste informazioni di fabbrica possono essere monitorate sullo schermo di un HMI o di un PC industriale, ma gli utenti possono esplorarle in modo più dettagliato con un software online, comprese le piattaforme cloud come i Cloud Data Services altamente personalizzabili di Banner o Amazon AWS. È persino possibile inviare i dati al cloud in modalità wireless e in modo sicuro su lunghe distanze utilizzando connessioni cellulari o un dispositivo edge come il controller wireless DXM1200.

Prodotti IIoT disponibili in questo momento

Banner sta già facilitando soluzioni IIoT all'avanguardia per i produttori di tutto il mondo. Il nostro inventario di prodotti in continua crescita comprende diversi dispositivi che possono essere facilmente combinati e integrati in qualsiasi ambiente industriale. 

In conclusione

L'IIoT e l'Industria 4.0 rappresentano un cambiamento importante nel settore manifatturiero e le fabbriche che tardano ad evolversi dovranno probabilmente affrontare sfide competitive importanti in futuro. Fortunatamente, l'adattamento della produzione per la raccolta di dati macchina significativi non deve essere eccessivo o proibitivo dal punto di vista dei costi.

Sia che stiate rivitalizzando la vostra struttura esistente, sia che stiate progettando nuovi processi di fabbrica dalle fondamenta, Banner è qui per supportarvi. Continuiamo a progettare soluzioni di dispositivi che consentono di trasformare le operazioni di produzione tradizionali in una fabbrica intelligente più snella e produttiva abilitata all'IIoT. Il tutto con un approccio agile, scalabile e pratico.

Domande frequenti

Conosciuta anche come quarta rivoluzione industriale, l'Industria 4.0 rappresenta il movimento del ventunesimo secolo verso l'interconnettività in rete e la tecnologia di automazione "intelligente" nella produzione e in altri contesti industriali. Il termine "Industria 4.0" è stato coniato in Germania nel 2011, come un passo avanti rispetto alle precedenti rivoluzioni industriali:

Prima Rivoluzione Industriale si riferisce al passaggio dal lavoro manuale a quello eseguito con macchine che utilizzano vapore e acqua, generalmente tra la fine del XVIII e l'inizio del XIX secolo.

Seconda rivoluzione industriale si è verificata quando le attività commerciali hanno sfruttato l'elettricità e le estese linee ferroviarie e telegrafiche, tra la fine del XIX e l'inizio del XX secolo.

La Terza Rivoluzione Industriale, nota anche come Rivoluzione Digitale, ha comportato la sostituzione dei tradizionali processi meccanici ed elettronici analogici con hardware e software informatici nella seconda metà del XX secolo.

Per questo motivo, la quarta rivoluzione industriale rappresenta un ulteriore balzo in avanti, grazie all'utilizzo di IoT, IIoT, cloud computing, apprendimento automatico, intelligenza artificiale e tecnologie correlate.

Un esempio di piattaforma IIoT è la linea di prodotti Snap Signal di Banner. Come soluzione di overlay, i prodotti Snap Signal includono una serie di adattatori, filtri e convertitori per collegare i sensori esistenti a hub e controller centralizzati, che possono quindi comunicare i dati di fabbrica in tempo reale con PLC, HMI o dashboard cloud online. Snap Signal è l'IIoT reso semplice.

I produttori che adottano la tecnologia IIoT sono in grado di raccogliere, gestire e rispondere ai dati dei sensori di fabbrica in tempo reale. Possono vedere dove si verificano i colli di bottiglia o i rallentamenti e apportare le necessarie modifiche a tali aree per migliorare il rendimento complessivo. L'IIoT consente inoltre alle fabbriche di passare da linee di produzione statiche a "celle" di produzione, offrendo una flessibilità sufficiente per fornire una personalizzazione di massa . La raccolta automatizzata di dati dai sensori in ogni fase delle operazioni di fabbrica aiuta a ridurre e prevenire gli errori umani e i difetti dei prodotti, risparmiando tempo e costi per resi o richiami.

Uno studio di 2020 di MPI Group rileva che, tra i leader del settore manifatturiero che hanno implementato l'Industria 4.0 nelle loro attività, la maggior parte riporta risultati positivi significativi. Condividono l'idea che l'IIoT ha o avrà:  

  1. Aumentare la produttività (88%)
  2. Aumentare la redditività (74%)
  3. Migliorare la qualità del prodotto (48%)
  4. Aumentare la soddisfazione dei clienti (43%)
  5. Migliorare l'affidabilità/il tempo di funzionamento delle macchine (42%)
  6. Aumentare la sicurezza dei lavoratori (41%)6

Una fabbrica intelligente è un impianto di produzione che acquisisce i dati sui processi automatizzati e li invia agli operatori per l'analisi e il processo decisionale. Così come gli smartphone inviano e ricevono costantemente dati telemetrici attraverso le reti cellulari e WiFi, una fabbrica intelligente trasmette costantemente i dati della macchina finché rimane online. Le fabbriche che sfruttano questa connettività possono essere più produttive, agili e redditizie delle fabbriche tradizionali che si affidano alla tecnologia puramente meccanica e digitale. 

Riferimenti

  1. Andy Chang, "Your IIoT Questions, Answered", IndustryWeek, 14 maggio 2019. https://www.industryweek.com/technology-and-iiot/article/22027595/your-iiot-questions-answered.
  2. "Che cos'è l'IIoT? Scoprire l'Industrial Internet of Things", Iberdrola. https://www.iberdrola.com/innovation/what-is-iiot.
  3. Ibidem.
  4. James Manyika et al., "The Internet of Things: Mapping the Value Beyond the Hype", McKinsey Global Institute, 1 giugno 2015 (p. 70). https://www.mckinsey.com/business-functions/mckinsey-digital/our-insights/the-internet-of-things-the-value-of-digitizing-the-physical-world.
  5. Mads Lauritzen et al., "Industrial IoT Generates Real Value-If Businesses Overcome Six Myths", McKinsey & Company, 2 giugno 2020. https://www.mckinsey.com/business-functions/operations/our-insights/industrial-iot-generates-real-value-if-businesses-overcome-six-myths.
  6. Richard Howells, "How Industry 4.0 Boosts Productivity and Profitability in Intelligent Factories", Forbes, 1 luglio 2020. https://www.forbes.com/sites/sap/2020/07/01/how-industry-40-boosts-productivity-and-profitability-in-intelligent-factories/?sh=67988fb848ec.

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