Soluzioni di memoria per l’Industrial IoT

L’intero settore industriale è attualmente in fase di trasformazione. Le innovazioni introdotte con l’Industria 4.0 stanno radicalmente cambiando il modo in cui gli utenti interagiscono con i sensori e i dispositivi IoT presenti negli ambienti industriali. Nuove funzionalità avanzate, come la manutenzione predittiva, il condition monitoring, la realtà aumentata (AR) e la realtà virtuale (VR) stanno cominciando a essere implementate nei siti industriali. L’Edge Computing sarà una tecnologia chiave per il successo dell’Industria 4.0, consentendo risposte in tempo reale, riduzioni dei costi e garantendo la sicurezza di dati e dei sistemi.

Industria 4.0 e IIoT

L’industria 4.0 rappresenta un processo di trasformazione digitale protagonista dell’attuale quarta rivoluzione industriale che porta con sé il vantaggio di avere un processo produttivo totalmente automatizzato con macchine sempre più connesse tra di loro in modo da aumentare la velocità di produzione, oltre che ad effettuare autodiagnostica e manutenzione preventiva.

Il concetto di Industria 4.0 è sicuramente connesso con quello di Smart Factory e ne comprende sia la Smart Production, intesa come la collaborazione tra tutti gli elementi, ossia l’operatore, le macchine e gli strumenti presenti su una linea di produzione, sia la Smart Services, intesa come la disponibilità di infrastrutture informatiche basate su tecnologie ICT e l’adozione di tecniche in grado di fornire un servizio più intelligente, sfruttando, per l’appunto, l’Intelligenza Artificiale (AI) ed aiutando fornitori e clienti a conoscere anticipatamente le varie esigenze e problemi.

Inoltre, il concetto di Smart Factory include anche quello di Smart Energy, che è un concetto di industria che pone una particolare attenzione ai consumi energetici, avente lo scopo di creare sistemi più performanti che siano in grado di ridurre gli sprechi energetici cercando di rispettare, in tal modo, i canoni dell’energia sostenibile.

L’espressione Industria 4.0 è stata usata per la prima volta alla Fiera di Hannover nel 2011 in Germania (“Industrie 4.0”) ed è stata rappresentata un’industria fondamentalmente diversa da quella precedente che stava radicalmente trasformando ogni aspetto della vita umana.
L’argomento è stato anche al centro del World Economic Forum  intitolato “Mastering the Fourth Industrial Revolution”. In esso, l’Industria 4.0 iniziava ad essere descritta come una Industry caratterizzata da una gamma di nuove tecnologie che stava fondendo il mondo fisico, digitale e biologico, influenzando tutte le discipline, le economie e le industrie.

Da allora l’Industria 4.0 è stata al centro di numerosi dibattiti, in cui si è iniziata a delineare anche la nozione di lavoro intelligente, cioè di lavoro che mescola interventi manuali con forti capacità tecniche di analisi e diagnosi e in certi casi anche di ragionamento scientifico. Questo perché, l’Industria 4.0 adotta sistemi cyberfisici (CPS) ovvero sistemi fisici che sono strettamente connessi con i sistemi informatici e che possono interagire e collaborare con altri sistemi CPS.

L’Industria 4.0 si basa sull’utilizzo di alcune tecnologie definite abilitanti come l’Advanced Manufacturing Solution, che consiste nell’utilizzo di robot collaborativi interconnessi e rapidamente programmabili; l’ Additive manufacturing (stampanti 3D); la realtà aumentata (AR); i software di simulazione delle macchine in grado di ottimizzare i processi; la Big Data Analytics, che consiste in tecniche di gestione di grandi quantità di dati che permettono previsioni o predizioni; la Cyber-security; il Cloud per l’archiviazione online dei dati e per l’analisi dei dati tramite servizi esterni e per concludere l’Industrial Internet of Things (IIoT).

Quest’ultimo, si basa sugli stessi principi dell’IoT ma nel caso dell’IIoT essi vengono applicati alla produzione ed all’industria anziché alla semplice esperienza quotidiana. Ad esempio, nel caso dell’IIoT, tutte le apparecchiature, i sensori e le macchine presenti in azienda sono interconnessi in modo da poter essere comandati da un computer remoto ed altresì in modo da raccoglierne i relativi dati per poterli monitorare non solo per fini di sicurezza ma anche di ampliamento delle performance.

Data Storage nell’IIoT: gestione dei dati nell’Industria 4.0

Con l’avvento dell’ Industria 4.0 la gestione dei dati diventa uno degli aspetti su cui porre maggiormente attenzione. L’introduzione e l’utilizzo di tecnologie che vanno dall’Edge Computing alle funzionalità avanzate come l’Intelligenza Artificiale (AI) e la Computer Vision rendono necessaria un’adeguata gestione della mole di informazioni raccolte dai dispositivi e necessarie a gestire le dinamiche della Smart Factory.

Pertanto, i mercati dello storage industriale e IIoT stanno cambiando rapidamente proprio in virtù della comparsa di applicazioni e dispositivi con un’elevata potenza di elaborazione, in grado di incamerare ed analizzare una quantità incredibile di dati, in tempo reale, tali da migliorare efficienza e produttività.

Questi progressi, insieme ad un aumento del numero di dispositivi e di sensori connessi, stanno determinando la necessità di soluzioni di archiviazione di maggiore capacità e maggiore affidabilità nel tempo. L’Industria 4.0, che si avvale di sistemi IIoT, è chiamata a dotarsi di uno storage adeguato all’immenso ed ininterrotto flusso di dati ed a tenere una cura particolare per le infrastrutture di storage della Smart Factory. Quest’ultima dovrà realizzare un’architettura IT adeguata, efficiente, sicura e flessibile in modo che consenta altresì la portabilità dei dati.
L’Edge Computing sarà una delle tecnologie applicabili all’Industria 4.0 che consentirà di ottimizzare la velocità di elaborazione dei dati.

Edge Computing: cos’è?

L’Edge Computing è una moderna tecnologia che consiste in un’architettura IT distribuita e decentralizzata composta da diversi micro-data center che dialogano tra di loro in una rete mesh, in grado di elaborare e memorizzare localmente, sul dispositivo stesso, dati critici e sensibili per poi trasmetterli ad un data center centrale o ad un repository su Cloud. Questa tecnologia è stata definita dalla società Forrester come “Una famiglia di tecnologie che distribuiscono dati e servizi applicativi in modo da ottimizzarne gli effetti in un crescente insieme di risorse interconnesse che include elementi infrastrutturali e di software analitico”.
L’Edge Computing può avere molteplici applicazioni in tutte quelle attività che richiedono coordinamento e scambio di informazioni tra aree lontane tra loro ma anche quando occorre elaborare dati in tempo reale in loco.

L’Edge Computing applicato all’Industrial IoT rappresenta ormai la nuova frontiera per tutte quelle applicazioni che devono fronteggiare i numerosi problemi del Cloud Computing quale la certezza di avere una connessione internet sempre stabile e affidabile, bassa latenza e la necessità di un’ampia larghezza di banda dovuta ai grandi flussi di dati da scambiare.

Inoltre, essa rappresenta una tecnologia opposta al Cloud Computing in quanto la differenza principale tra le due è rappresentata proprio dal luogo in cui avviene l’elaborazione dei dati. Ed infatti, se con l’Edge Computing i dati vengono elaborati in prossimità del dispositivo (tutte le applicazioni operano nel luogo fisicamente più vicino a quello in cui avviene l’elaborazione dei dati), nel caso del Cloud Computing i dati vengono trasferiti, memorizzati ed elaborati su un data center remoto connesso tramite internet.

Edge Computing e archiviazione locale dei dati

Poiché i dispositivi utilizzati nelle soluzioni Edge Computing in campo industriale hanno bisogno di una memoria storage abbastanza robusta e duratura per l’archiviazione dei dati, negli ultimi anni sono nate diverse soluzioni di memorie con funzioni e caratteristiche particolarmente pensate per scopi industriali e non solo. Un esempio potrebbero essere le schede di memoria microSD di grado industriale di Western Digital progettate specificamente per soddisfare esigenze particolari come le prestazioni, sicurezza e resistenza ambientale grazie al range di temperatura operativa molto ampio che va dai -25 °C agli 85 °C. Le schede microSD rappresentano una soluzione di archiviazione rimovibile, flessibile e scalabile. La scheda di memoria microSD SDSDQAF4-256G-I (Western Digital) così come la memoria e-MMC SDINBDA6-32G-XI1 (Western Digital) è tra le memorie flash affidabili da poter utilizzare in ambito industriale o per applicazioni che richiedono particolari caratteristiche e prestazioni (videosorveglianza, droni, action-cam).

Tra le funzionalità avanzate incluse in queste memorie flash ritroviamo:

  • Integrità: segnala quando la scheda di memoria deve essere sostituita aiutando la manutenzione preventiva del dispositivo ed evitando la perdita di dati.
  • Immunità all’alimentazione: aiuta a proteggere i dati durante arresti improvvisi.
  • Lettura migliorata: migliora l’archiviazione dei dati mentre è alimentato riposizionando i dati in nuovi blocchi.
  • Stringa programmabile: una una stringa di 32 byte programmabile nel tempo consente agli OEM / ODM di programmare qualsiasi informazione specifica.
  • Host Lock: livello aggiuntivo di sicurezza della password che blocca la scheda su un particolare host.
  • FFU protetto: aiuta ad aggiornare in modo sicuro il firmware di un dispositivo mentre viene distribuito sul campo.

Conclusioni

Le soluzioni citate, che vanno dall’IIoT, all’Edge Computing alla manutenzione predittiva sono tutte soluzioni in grado di monitorare le attrezzature, i dispositivi, i sensori od anche i lavoratori al fine di migliorare la performance aziendale in totale sicurezza.

Pur richiedendo una preventiva e totale digitalizzazione dell’impresa, l’Industria 4.0 sta avendo uno sviluppo esponenziale: ciò sicuramente perché non si basa su di una sola tecnologia ma su più tecnologie che interagiscono tra di loro. Inoltre, come abbiamo precedentemente accennato con l’Edge Computing, i dispositivi sono in grado di lavorare a livello locale, pertanto, le aziende hanno la possibilità di incamerare dati in modo da fare analisi avanzata degli stessi e di sviluppare soluzioni performanti nello stesso luogo in cui i dati stessi sono prodotti.

Giuseppe Caccavale