FN_122

GENNAIO-FEBBRAIO 2025 FIELDBUS & NETWORKS 47 Fieldbus & Networks 4.0 permette di sviluppare gemelli digitali che simulano condizioni operative e testano configurazioni. In fase operativa, questi modelli digitali monitorano lo stato degli asset in tempo reale, utilizzando dati raccolti da sensori IoT per identificare anomalie o prevedere guasti. Proprio in virtù della complessità e dell’ampia copertura che viene fornita da questo modello, Rami 4.0 presenta alcune criticità che ne limitano l’a- dozione su larga scala. Per implementarlo con successo, le aziende de- vono dotarsi di infrastrutture tecnologiche avanzate, come reti industriali ad alta velocità, data center decentralizzati e piattaforme IoT scalabili. Questi elementi sono necessari per gestire l’elevata mole di dati gene- rata dai sensori, e per garantire la comunicazione tra i sistemi in tempo reale. Inoltre, l’implementazione richiede competenze specifiche in ambiti quali la modellizzazione digitale, l’integrazione di sistemi cyber-fisici e la sicurezza informatica. La cultura aziendale deve, inoltre, evolversi verso una maggiore apertura all’innovazione, adottando un approccio basato su sperimentazione e miglioramento continuo. La dipendenza da standard aperti, come OPC UA e Mqtt, e da tecnologie emergenti, come i digital twin e l’AI applicata ai sistemi produttivi, evidenzia un ulteriore livello di complessità. Questi standard e tecnologie non sono ancora pienamente consolidati o uniformemente adottati in molti settori industriali, creando barriere tecniche e organizzative. Tuttavia, Rami 4.0 co- stituisce il modello di riferimento indispensabile per abilitare l’Industria 4.0; è progettato per realizzare una digitalizzazione completa, gestire in modo integrato il ciclo di vita degli asset e creare ecosistemi produttivi intercon- nessi e adattivi. ISO IoT: garanzia di interoperabilità e sicurezza Gli standard ISO IoT, come ISO/IEC30141, forniscono un’architettura di riferimento che descrive i principi fondamentali per progettare e implementare sistemi IoT si- curi, interoperabili e affidabili. Questi standard definiscono specifiche tecniche che coprono aspetti chiave, come la struttura delle reti IoT, i modelli di dati, i protocolli di comunicazione e le misure di sicurezza per proteggere i flussi di dati da attac- chi o perdite. ISO/IEC30141, per esempio, stabilisce le linee guida per garantire che dispositivi eterogenei possano interagire inmodo coeso, utilizzando protocolli standardizzati come Mqtt e CoAP per una comunicazione efficiente. In relazione al modello Rami 4.0, gli standard ISO IoT offrono il supporto ne- cessario per implementare la connettività dei dispositivi, e garantire che le informazioni raccolte dai sensori possano essere integrate nei sistemi di mo- dellizzazione e gestione degli asset, come i digital twin. L’adozione di questi standard si integra perfettamente con il modello Rami 4.0, for- nendo le basi per collegare sensori e attuatori al ciclo di vita degli asset e ai livelli gerarchici definiti nel cubo tridimensionale. Questo approccio consente di modellare le interazioni tra i componenti fisici e digitali, migliorando la tracciabilità, la manu- tenzione predittiva e l’ottimizzazione complessiva dei processi industriali. L’uso di protocolli standardizzati e l’interoperabilità garantita dagli standard ISO IoT sono essenziali per realizzareunapiena integrazione conpiattaformeScada,MESedERP. Gli standard ISO IoT presentano alcuni limiti nell’applicazione pratica, in quanto la loro implementazione richiede spesso aggiornamenti significativi alle infra- strutture di rete esistenti. Per esempio, un’azienda potrebbe dover riprogettare la propria rete di comunicazione, per includere architetture distribuite o cloud capaci di gestire grandi volumi di dati in tempo reale. A questo si aggiunga anche la necessità di avere connessioni ad alta velocità, reti ridondate per garantire la continuità operativa, e sistemi di edge computing per elaborare i dati localmente prima di inviarli a un data center centrale. Questo può comportare costi elevati per l’acquisto di nuove apparecchiature, l’aggiornamento dei sistemi legacy e la formazione del personale tecnico. Inoltre, l’adozione degli standard richiede una governance avanzata dei dati e un’attenzione particolare alla sicurezza, poiché i dispositivi IoT sono spesso esposti a potenziali minacce. Le aziende devono sviluppare competenze spe- cifiche non solo per configurare le tecnologie IoT, ma anche per integrarle nei processi aziendali esistenti. Tuttavia, l’allineamento tra tecnologie emergenti e infrastrutture esistenti richiede un livello significativo di pianificazione e in- vestimenti, rendendo l’adozione degli standard una sfida per molte aziende, in particolare per le PMI con risorse limitate. IIRA: un framework per ecosistemi industriali complessi L’IIRA è un modello di riferimento sviluppato dall’Industrial Internet Consortium (IIC) per supportare la progettazione, l’implementazione e la gestione di sistemi complessi nel contesto dell’Industrial Internet. Questo framework si concentra sull’integrazione di dispositivi, dati e processi. IIRA si articola in 4 domini principali, ognuno dei quali copre aspetti specifici della progettazione, implementazione e gestione di sistemi nell’Industrial Internet: 1. dominio del Business : identifica gli obiettivi strategici e il valore che il sistema deve offrire; riguarda la definizione dei risultati aziendali, come ridurre i costi, aumentare la produttività e migliorare la sostenibi- lità. Per esempio, un’azienda manifatturiera potrebbe utilizzare questo dominio per stabilire che l’obiettivo primario del sistema sia l’aumento del 20% dell’efficienza operativa, riducendo i tempi di inattività grazie alla manutenzione predittiva. Questo dominio guida le priorità e le metriche di successo del progetto; 2. dominio delle Funzioni d’Uso : in questo dominio vengono deli- neati i requisiti operativi specifici che il sistema deve soddisfare; include la descrizione di scenari pratici, come il monitoraggio in tempo reale dei macchinari, l’ottimizzazione del consumo energetico, o l’automazione dei flussi di produzione. Per esempio, un sistema basato su IIRA potrebbe im- plementare la gestione di una rete di sensori IoT per monitorare la tempe- ratura e le vibrazioni di macchinari critici, generando avvisi automatici per interventi preventivi; Il sistema IIRA potrebbe utilizzare protocolli standard, come Mqtt, per raccogliere dati in tempo reale dai sensori e inviarli a un cloud per l’analisi avanzata tramite algoritmi di AI Fonte: foto Shutterstock