La produzione digitale sta crescendo rapidamente (Image Credit: Siemens AG)

introduzione

Sia che si chiami Industrial Internet of Things (IIoT), Industry 4.0 o connettività machine-to-machine (M2M), c'è una tendenza che è impossibile ignorare: il settore manifatturiero è connesso e veloce. Con una crescita economica lenta e un mercato globale volatile, la concorrenza è in aumento e la sete dell'industria per le risorse connesse tramite reti wireless o cablate creerà un IIoT che farà impallidire l'IoT dei consumatori.

Tuttavia, per rendersi conto delle previsioni che i sensori implementati in IIoT comprenderanno il 64% dei sensori totali utilizzati nell'Internet of Things nel suo complesso, sono necessari degli aggiornamenti. E abbiamo intenzione di elencare 10 dei più importanti in questo articolo.

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Indietro Pagina 1 di 11 Avanti Indietro Pagina 1 di 11 Avanti È ora di passare a IPv6 (Image Credit: Cisco)

Più indirizzi IP

Dal momento che ogni dispositivo ha bisogno di un indirizzo IP globalmente univoco per essere online, affinché il cloud cresca abbastanza grande e abbastanza veloce da far fronte a un fiorente IIoT, Internet Protocol Version 6 (IPv6) dovrà prendere piede. Considerando che IPv4 consente quattro miliardi di indirizzi IP, IPv6 crea uno spazio di indirizzamento molto, molto più ampio, di molti miliardi, consentendo quindi una crescita esponenziale.

“IPv6 è molto importante in quanto consentirà all'IoT di scalare per soddisfare i miliardi di dispositivi che tutti prevedono che dovranno essere connessi a Internet,” afferma Lis Strenger, IoT e Emerging Technologies di Red Hat.

Indietro Pagina 2 di 11 Avanti Indietro Pagina 2 di 11 Avanti Il cloud pubblico deve crescere (Image Credit: Wikimedia)

Una nuvola più grande

Con milioni di dispositivi IIoT previsti per l'arrivo nei prossimi anni, il cloud pubblico dovrà essere in grado di archiviare, gestire e analizzare molti più dati. Tuttavia, quali parti dell'Ioot vedranno il maggior impatto dalla rapida crescita resta da vedere.

“È ancora troppo presto per vedere tutti i modelli che stanno emergendo intorno ai casi d'uso di IoT industriale e come sottolineano l'infrastruttura cloud,” dice Strenger, “ma è chiaro che l'infrastruttura per la gestione dei dati dovrà cambiare per gestire le dimensioni, i vari formati e flussi di dati, le frequenze incoerenti e i requisiti relativi alla sicurezza e alla conformità.”

Indietro Pagina 3 di 11 Avanti Indietro Pagina 3 di 11 Avanti I robot automatici devono essere protetti contro gli hack (Image Credit: Thyssenkrupp)

Migliore sicurezza dei sistemi

Per alcuni, la più grande sfida di un IIoT in crescita è costituita da hacker e malware. “Semplicemente non possiamo permetterci di progettare la prossima generazione di sistemi IIoT senza serie considerazioni di sicurezza,” afferma il dott. Hamed Soroush, Senior Security Engineer di ricerca presso Real-Time Innovations e Industrial Internet of Things Consortium (IIC) Security Group Group Co-chair. “I rischi vanno da enormi perdite finanziarie, come l'interruzione di alcune parti della rete elettrica anche per poche ore, a mettere a rischio vite umane da attacchi a dispositivi medici o sistemi di controllo industriale.”

Tali violazioni della sicurezza nel settore energetico e manifatturiero sono già avvenute, tra cui attacchi informatici a tre società energetiche ucraine nel 2015, e su una diga di New York da parte di hacker iraniani nel 2013. “Abbiamo anche bisogno di proteggere i sistemi legacy esistenti da attacchi e incidenti di sicurezza, e questo è un compito impegnativo,” aggiunge Soroush.

Indietro Pagina 4 di 11 Avanti Indietro Pagina 4 di 11 Avanti Il Bluetooth non è più solo per dispositivi consumer

Bluetooth 5

Arrivare online per inviare i dati dei sensori potrebbe essere l'obiettivo finale dei dispositivi in ​​qualsiasi sistema IIoT, ma anche le tecnologie a corto raggio avranno un ruolo importante. Non inviando dati su lunghe distanze, ma collegando a margherita dispositivi su vaste aree, creando reti mesh che collegano tra loro gli asset collegati.

Oltre a supportare IPv6 e 6LoWPAN (reti private wireless a bassa potenza IPv6), i più recenti standard Bluetooth saranno disponibili su tutti i tipi di dispositivi IIoT e beacon Bluetooth.

Indietro Pagina 5 di 11 Avanti Indietro Pagina 5 di 11 Avanti 5G consentirebbe alla robotica di comunicare con il cloud (Image Credit: Jamie Carter)

Cloud computing in tempo reale

Se deve esserci un IIoT in tempo reale ideato dal cloud, lo sviluppo della connettività cellulare 5G sarà quasi certamente un requisito. “Le soluzioni IIoT attualmente in tempo reale non si connettono in genere al cloud a causa della latenza introdotta da un round trip tra dispositivo e cloud,” dice Strenger.

Anche se il tipo di latenza offerto da 4G (che trasporta i dati in 55 millisecondi) va bene quando si raccolgono letture dei sensori per l'analisi dei lotti, per l'automazione in situazioni critiche dove sono necessarie reazioni in tempo reale ai dati, solo la latenza sub-1ms di 5G farà.

Indietro Pagina 6 di 11 Avanti Indietro Pagina 6 di 11 Avanti I big data analytics diventeranno in tempo reale solo con 5G (Image Credit: Siemens AG)

Migliore analisi dei dati

I sistemi IIoT possono raccogliere molti dati, ma sono frammentati e necessitano di distillazione. “Uno dei motivi per implementare una soluzione IoT è raccogliere dati da analizzare per ulteriori approfondimenti sulle operazioni [per] miglioramento della qualità della produzione, manutenzione predittiva delle apparecchiature e migliore utilizzo delle risorse,” dice Strenger. “Molte aziende stanno trovando nuovi usi per i dati che raccolgono, ad esempio offrendo ai propri clienti nuove risorse informative.”

Con la comparsa delle reti 5G, l'analisi dei big data in tempo reale diventerà una possibilità.

Indietro Pagina 7 di 11 Avanti Indietro Pagina 7 di 11 Avanti I contenitori intelligenti BigBelly utilizzano reti a bassa potenza a bassa potenza (Image Credit: BigBelly)

Protocolli di rete dominanti

L'IIoT ha un sacco di protocolli di rete tutti in competizione per il dominio. Dal Wi-Fi, Bluetooth 5, ZigBee e tutti i tipi di standard cellulari a Z-Wave, 6LowPAN, Sigfox e LoRaWAN, l'elevato numero di protocolli di rete disponibili è spesso isolato e incompatibile con altre infrastrutture IT.

Esistono scenari specifici per ciascuno (ad esempio, un dispositivo a bassa potenza che invia solo un aggiornamento di stato una volta al giorno richiede solo una bassa larghezza di banda a bassa larghezza di banda), ma si aspetta che alcuni protocolli diventino dominanti e altri scompaiano come sviluppatori iniziare a pensare in termini di sistemi, piattaforme e loro interconnessione, e non solo come gestire in modo più efficiente un singolo progetto IIoT standalone.

Indietro Pagina 8 di 11 Avanti Indietro Pagina 8 di 11 Avanti L'IIoT può ora essere alimentato dal cloud, ma M2M esiste da decenni nell'industria

Convergenza di IT e OT

L'IIoT potrebbe essere un nuovo concetto brillante, ma la tecnologia legacy è ovunque e spesso funge da freno per la progettazione di nuovi progetti. Di conseguenza, i sistemi IIoT sono tipicamente la convergenza di IT e OT (tecnologia operativa). “Tale convergenza richiede due requisiti,” dice Soroush, che sottolinea la necessità di nuove architetture, protocolli, software, hardware e processi per supportare le implementazioni greenfield, ma anche per l'integrazione di sistemi legacy.

Lui continua: “La maggior parte della tecnologia OT utilizzata oggi mostra la sua età, ma è spesso difficile da sostituire o aggiornare a causa di una serie di motivi, tra cui alta disponibilità e requisiti di alta affidabilità, costi elevati e necessità di ricertificazione in settori altamente regolamentati.”

Con una vita media di dispositivi OT di circa 19 anni, questo è un problema che non sta andando via presto.

Indietro Pagina 9 di 11 Avanti Indietro Pagina 9 di 11 Avanti AI sta arrivando sul cloud - e verso l'IIoT

Apprendimento automatico

Quando si parla di IIoT, il cloud e i big data emergono sempre, ma il sottoinsieme dell'intelligenza artificiale (AI) noto come machine learning è un componente critico.

“Uno dei principali driver per IIoT è l'analisi dei dati avanzata che mira all'ottimizzazione basata sui dati dei processi industriali,” dice Soroush. “L'apprendimento automatico gioca un ruolo fondamentale in questo senso e svolgerà anche un ruolo significativo nell'introdurre un'ulteriore automazione nei sistemi e nei processi industriali.”

L'apprendimento automatico: la scienza di dare ai computer la possibilità di apprendere dai dati e intraprendere azioni senza essere specificamente programmati per farlo, può anche includere la visione artificiale e il riconoscimento degli oggetti. Ciò potrebbe informare la robotica e altri tipi di processi automatizzati, come macchine che possono identificare i guasti su una linea di produzione, o componenti specifici necessari per il montaggio.

Indietro Pagina 10 di 11 Avanti Indietro Pagina 10 di 11 Avanti Saranno necessarie piattaforme automatizzate per rendere praticabile IIoT (Image Credit: Jamie Carter)

Piattaforme automatizzate

Sebbene una grande ragione per lo sviluppo di IIoT sia l'automazione delle fabbriche e degli impianti di produzione, la crescente complessità della dorsale IT richiederà di per sé una piattaforma automatizzata.

“Le piattaforme automatizzate saranno importanti per l'IIoT non appena le aziende avranno scenari di produzione reali con migliaia o milioni di dispositivi e gateway da gestire,” dice Strenger. “A quel tempo, avranno bisogno di una strategia di gestione che si occupi automaticamente degli aggiornamenti e degli aggiornamenti del software, delle patch, della distribuzione di nuove funzionalità e della funzionalità.”

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