Networking per il manufacturing: aspetti di particolare rilevanza

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Security concept: blue opened padlock on digital background
Security concept: blue opened padlock on digital background

Gli aspetti di particolare rilevanza che i principali player di settore ritengono importante evidenziare parlando di soluzioni di netwoking per il manufacturing.

L’inchiesta “Soluzioni di networking per il manufacturing” pubblicata sul numero di ottobre,  ha preso le mosse dall’affermazione che Il networking per il manufacturing sta assumendo una rilevanza forse superiore ad altre tecnologie abilitanti a seguito della crescente attenzione a nuove impostazioni organizzative di fabbrica. Nell’inchiesta sono stati affrontati temi quali i principali elementi qualificanti di una soluzione di networking omogenea con il concetto di fabbrica del futuro, e il significato attuale dei bus di campo che hanno fatto la storia della comunicazione industriale. Ma molto vi è ancora da dire.

Ragionamenti su Ethernet

Per Federico Varotti, HMI  & Software Marketing Manager di ESA Automation, l’aspetto più importante riguarda la crescente presenza di soluzioni di networking nel mondo del manufacturing. Questo perché il processo d’interconnessione e condivisione delle informazioni, già consolidato nella vita quotidiana, inevitabilmente influenzerà in maniera sempre più rilevante anche le applicazioni manufacturing. Quindi inevitabilmente sarà sempre più massiccio il ricorso a tecnologie Ethernet-based per la raccolta e la condivisione dei vari dati. Su Ethernet si focalizza anche Angelo Candian, Industrial Communication Manager di Siemens Italia: l’ampia diffusione di Ethernet nel settore dell’office e la parallela ampia diffusione di tecnologia e know-how, ne hanno consentito sempre più uno sviluppo esponenziale anche nel settore industriale, e per adattare le reti Ethernet alle esigenze assai spinte e alle condizioni ambientali assai gravose dell’industria, Siemens ha aumentato drasticamente l’idoneità d’installazione, la disponibilità, l’affidabilità e la funzionalità in tempo reale di questa rete. Il risultato di questi investimenti è una linea di prodotti specificamente sviluppati per soluzioni di netwoking nel manufacturing e applicazioni “Industrial Ethernet”. Tutte le apparecchiature Industrial Ethernet di Siemens consentono infatti un utilizzo operativo particolarmente semplice, per esempio con la linea di cavi e connettori “Fast Connect”, per un’installazione di rete facile, rapida e conforme ai requisiti degli ambienti industriali. L’impiego dei prodotti Industrial Ethernet inoltre è possibile anche senza particolari conoscenze di IT, proprio perché tutti i prodotti sono sviluppati specificamente per utilizzatori del settore manufacturing. Siemens ha dimostrato, mediante questi ampliamenti, il successo della tecnologia Ethernet in applicazioni industriali. Ma sul fronte Ethernet, stando a Alberto Griffini, Product Manager Advanced PLC  Solutions & Scada di Mitsubishi Electric, vanno evidenziate anche delle criticità: la considerazione generale sul tema networking, dal punto di vista dell’utilizzatore finale, è che. pur avendo raggiunto una standardizzazione sul tipo di rete utilizzata (Ethernet, appunto) la proposta variegata di protocolli, comunque aperti ma differentemente supportati dai vari leader di mercato, ripropone la medesima situazione di incompatibilità precedente dei fieldbus tradizionali (CC-Link, CANopen, DeviceNet, Modbus, Profibus, etc). Per questa ragione Mitsubishi Electric ha sviluppato un protocollo comune denominato SLMP (Seamless Message Protocol) che consente tramite un semplice sviluppo software di tipo applicativo, la comunicazione dati tra una generica interfaccia Ethernet e la rete CC-Link IE su gigabit Ethernet.

Contestualizzazione dei dati e sicurezza

Roberto Motta, Solution Architect Team Leader Connected Enterprise  Rockwell Automation indica, oltre a una struttura di rete comune, altri due elementi essenziali. Il primo è la gestione delle informazioni che divengono Working Capital: dati derivanti dalla produzione e messi a disposizione del personale permettono loro di svolgere al meglio le proprie mansioni, ma tali dati se non contestualizzati non rappresentano un asset, e trasformarli  in un patrimonio di informazioni di lavoro e metterli a disposizione degli operatori in modo adeguato richiede una guida esperta. L’altro elemento è il mantenimento della sicurezza delle informazioni: più che un tema da affrontare una tantum, la sicurezza è una pratica costante per gestire le minacce, è una policy aziendale e una cultura che deve raggiungere ogni livello e estendersi anche ai fornitori . Con la convergenza di rete e il collegamento di sistemi prima separati, aumentano i rischi per la sicurezza, ma se tutto viene progettato in modo corretto, i benefici di un’azienda interconnessa si estendono anche alla sicurezza e ciò implica poter gestire la sicurezza dell’automazione industriale insieme a quella aziendale, in modo globale, dal primo all’ultimo dispositivo. Alla sicureza fa riferimento anche Luca Cavagnari, Delta Energy System, che aggiunge altre esigenze quando afferma che una soluzione per il networking deve essere SFEER: Safe, Fast, Easy, Economical, Reliable. Safe, sia per quanto riguarda la protezione dei dati in transito cheper il supporto dei protocolli orientati alla sicurezza funzionale. Fast, ossia veloce nella trasmissione dei dati grazie a protocolli efficenti. Easy, per garantire un’installazione semplice, senza l’uso di strumenti particolari. Economical, che necessiti di strutture poco costose per installazione e manutenzione. Reliable, ossia affidabile anche in caso di utilizzo prolungato.

Le fibre ottiche per la trasmissione dei dati

In un ambiente dove le interferenze elettromagnetiche sono un problema costante e le distanze tra i dispositivi possono essere anche importanti, l’applicazione della fibra ottica sarebbe, per Simone Gadeschi, chainflex Product Manager di igus, la soluzione ideale. Le prerogative di Industria 4.0 sono abbastanza chiare e proiettate a sistemi di interconnessione con volumi dati e velocità ben oltre quelle oggi impiegate. Bordi macchina sempre più ricchi di utenze, dalla potenza ai segnali più o meno sensibili, comportano l’impossibilità di tenere le dovute distanze suggerite da costruttori e talune normative. La vicinanza di tutti questi cavi può non garantire una buona immunità EMC con ripercussioni sulla qualità dei segnali trasmessi o peggio, danni all’elettronica, e la necessità di poter coprire distanze sempre maggiori può comportare possibili perdite di segnale. In questo ambito igus si fa trovare pronta con una gamma di cavi FOC unica nel suo genere, con caratteristiche costruttive che ne permettono l’utilizzo a 360°, con diverse combinazioni di fibre e guaine. In attesa di futuri sviluppi, comunque, iguspropone una vasta gamma di cavi in rame per catena portacavi per automazione con una delle migliori schermature in termini di copertura (90% ottica) e con la possibilità di calcolo della durata disponibile on-line.

Una considerazione su IIoT, Industrial Internet of Things

Per Marco Spessi, Industrial Networking Manager di EFA Automazione, per essere competitive le aziende devono alleggerire i costi di struttura e innovare i propri processi. L’evoluzione dell’IIoT e della capacità di usare Big Data e analytics, insieme alla diffusione sempre più ampia dei social media, stanno rinnovando i modelli di business e i processi aziendali, dal manufacturing, alla supply chain, alla vendita. Il risvolto sull’infrastruttura di questi fenomeni è nella crescente domanda di connettività locale e remota capace di adattarsi ai cambiamenti aziendali. Il mercato italiano paga ancora lo scotto di un’infrastruttura non pienamente sviluppata, che limita l’utilizzo di internet, ma forte è la spinta verso la digitalizzazione e se la si ignora si rischia di essere oscurati in un mercato sempre più competitivo. I settori che saranno interessati all’IIoT sono quelli apparentemente più conservativi come le multi utility che gravitano nell’ambito acque, energia e il settore dell’agricoltura.

L’atomizzazione della rete

Questa atomizzazione, secondo Massimo Damiani, Amministratore di RFID Global, sarebbe facilitata dall’RFID, con tag miniaturizzati che integrano anche sensoristica, e dalle sue vocazioni prestazionali, abilitanti l’intelligenza distribuita dell’IoT. Caso concreto è l’RFID RedWave Smart Flyboard, scheda elettronica progettata dall’azienda per agevolare la composizione delle architetture RFID e il loro dialogo con le tecnologie informatiche dell’ambiente esterno, tra cui PC, Cloud, tablet e mobile device: dotata di intelligenza a bordo, sistema open source e otto I/O per attivare fotocellule, push botton, led, buzzer, dispositivi e segnalatori, porte, sbarre, tornelli etc, la scheda è espressione della tendenza evolutiva dei PLC verso single board computer, per rispondere così alle aspettative di riduzione dei costi, alta integrabilità e interoperabilità, ridotte dimensioni e aumentata capacità di elaborazione dati.

Intelligenza software integrata con le funzionalità di networking

Secondo Giancarlo Carlucci, Product Manager Plant Solution, PLC, Network e I/O di Schneider Electric, la fusione tra le tecnologie dell’informazione (IT) con quelle di automazione di produzione e software, detta anche tecnologia operativa (OT), inserisce un tema che si riflette su chi sviluppa e fornisce ingegneria, ossia i tipici integratori di sistema, che si sono finora concentrati principalmente sullo sviluppo dell’automazione ma che per differenziarsi dovranno far comprendere ai clienti le capacità migliorative non solo dell’automatizzazione ma anche dei vantaggi apportati dalla digitalizzazione dei sistemi informativi. L’utilizzo di strumenti come l’ePAC M580 di Schneider Electric aiuta nell’approccio a sistemi in cui concetti tecnologici come Ethernet o Cybersecurity non sono più semplici trend ma necessità oggettive. L’intelligenza software integrata con le funzionalità di networking è alla base del concetto di ePAC (ethernet PAC) che, cervello e cuore dei sistemi industriali, crea nuove opportunità sia per applicazioni tradizionali in rack sia per architetture con intelligenze I/O distribuite, e contemporaneamente accelera l’evoluzione delle nuove architetture su concetto di IoT. Altro punto critico è la sicurezza dei dati, e la soluzione sta in primis in una corretta valutazione dei rischi e delle possibili contromisure che rendono il danno tollerabile attivando le giuste tecniche e linee guida indicate dallo standard IEC-62443 (ISA-99) ma anche cercando di ridurre i rischi di vulnerabilità alla fonte grazie a prodotti certificati secondo standard supportati dall’ePAC quali Achille L2. Certificazione che risponde ai criteri ISA Secure’s Communications Robustness Testing (CRT).

Un networking software-defined

L’aspetto di particolare rilevanza citato da Andrea Ceiner, Group Product Marketing Manager M2M/IoT di Eurotech, è il fatto che ormai il networking è software-defined: il mercato si è evoluto verso le funzionalità di rete definite via software, così come si sta andando verso software-defined gateway o software defined-device. In altri termini, dopo aver virtualizzato i server e i data center, ora si sono virtualizzati i dispositivi di rete e si stanno virtualizzando i sensori intelligenti. Il motivo per cui si sta seguendo questa direzione, con oggetti fisici software-defined, è perché si ottiene un grado di flessibilità nella configurazione degli asset prima inimmaginabile e questo permette anche di ridurre gli investimenti per estendere le reti e le politiche di sicurezza, dagli applicativi fino ai dispositivi, passando per i nodi della rete. Avere le funzioni di rete definite via software e via Cloud rende tutto estremamente più economico, flessibile e veloce.

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