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Architettura edge computing
Benefici del livello EDGE nell'architettura di una rete: la connettività che diventa straordinariamente ordinaria
Renato Brasili - Hilscher Italia
Sommario
La nuova architettura edge computing consente di decidere quali strumenti di monitoraggio bloccare, il livello Edge, invece, permette una connessione diretta al livello campo, separazione fisica tra IT e OT (Mentre la tecnologia operativa controlla le apparecchiature, la tecnologia dell'informazione (IT) controlla i dati. Unificando soluzioni OT e IT attorno a protocolli predefiniti comuni, le imprese possono collegare sistemi e pratiche eterogenee, per eliminare le ridondanze e migliorare i risultati produttivi), indipendenza dal sistema di controllo, aggregazione dei dati che non appesantisce, flessibilità, modularità e adattabilità, diagnostica evoluta di tutto l'impianto.
Introduzione: il livello di una Architettura edge computing
Il livello EDGE
- Connessione diretta al livello campo;
- Separazione fisica tra IT e OT;
- Indipendenza dal sistema di controllo;
- Aggregazione dei dati senza appesantire organi vitali;
- Flessibilità, modularità e adattabilità;
- Diagnostica evoluta di tutto l'impianto.
Il concetto di Edge si è molto ampliato, diventando una vera e propria tecnologia abilitante dell'IIoT, integrando anche capacità di intelligenza artificiale
Le tecnologie abilitanti sono strumenti, dispositivi e risorse interconnesse tra loro e con la rete internet che, grazie a questa iterazione, permettono alle imprese di migliorare i processi, creando al contempo il valore aggiunto necessario per generare vantaggio competitivo.
La connettività è la capacità che sistemi diversi hanno di collegarsi e comunicare fra loro al fine di scambiarsi informazioni. La connettività "fisica" è una infrastruttura che permette il collegamento tangibile tra i sistemi informatici.
Node red è uno strumento che consente di concatenare oggetti che prendono il nome di node, ogni node ha un compito differente. Usato nella gestione flessibile del flusso di dati. Docker è invece una piattaforma software che crea, testa e distribuisce applicazioni con la massima rapidità, consentendo la gestione flessibile delle applicazioni
- Connessione diretta al livello campo;
- Separazione fisica tra IT e OT;
- Indipendenza dal sistema di controllo;
- Aggregazione dei dati senza appesantire organi vitali;
- Flessibilità, modularità e adattabilità;
- Diagnostica evoluta di tutto l'impianto.
Il concetto di Edge si è molto ampliato, diventando una vera e propria tecnologia abilitante dell'IIoT, integrando anche capacità di intelligenza artificiale
Le tecnologie abilitanti sono strumenti, dispositivi e risorse interconnesse tra loro e con la rete internet che, grazie a questa iterazione, permettono alle imprese di migliorare i processi, creando al contempo il valore aggiunto necessario per generare vantaggio competitivo.
La connettività è la capacità che sistemi diversi hanno di collegarsi e comunicare fra loro al fine di scambiarsi informazioni. La connettività "fisica" è una infrastruttura che permette il collegamento tangibile tra i sistemi informatici.
Node red è uno strumento che consente di concatenare oggetti che prendono il nome di node, ogni node ha un compito differente. Usato nella gestione flessibile del flusso di dati. Docker è invece una piattaforma software che crea, testa e distribuisce applicazioni con la massima rapidità, consentendo la gestione flessibile delle applicazioni
Video
CMD - Costruzione Motori Diesel
La Costruzione Motori Diesel S.p.A., Loncin Company è un caso studio. CMD dispone di due tipologie di macchinari, linee moderne e le isole di lavoro. Con i Benefici dell'architettura edge computing si hanno lavorazioni meccaniche complesse, motori aereonautici e sistemi di iniezione elettronica.
Requisiti direzionali
- Tracciabilità completa della produzione sul pezzo e non sul lotto di produzione;
- Connettività in tempo reale con i sistemi di analisi a fine produzione:
o Linee e apparecchiature per il monitoraggio della qualità sono prodotte da aziende diverse e non connesse nativamente, tanto meno le isole.
- Monitoraggio di grandezze specifiche:
o Consumi elettrici, materie prime, lubrificanti, attrezzatura, ecc.
- Massima flessibilità e minima invasività:
o Utilizzo di strumenti (MES e DB) già esistenti in azienda;
o Evitare di modificare configurazioni HW e SW delle macchine esistenti;
o Fornire interfacce WEB-based con accessi differenti, sia interni che esterni.
L' ambiente produttivo e l'ambiente IT della Costruzione Motori Diesel S.p.A erano separati. Si è passati perciò ad una configurazione in cui l'interconnessione è la chiave di svolta.
Integrazione di nuovi sensori
- Utilizzo di sensori dedicati come fotocellule, RFID, pinze amperometriche e misuratori di tensione;
- Ciascun sensore è stato collegato e gestito direttamente a livello EDGE senza modificare le macchine esistenti;
- In questo modo, assolutamente non invasivo, sono stati raccolti nuovi dati che aggregati direttamente a quelli provenienti dalle macchine hanno prodotto le nuove informazioni attese;
- Tracciabilità completa: dal lotto al singolo pezzo;
- Monitoraggio di grandezze specifiche: consumi elettrici, materie prime, lubrificanti, attrezzatura, ecc.
Tra i requisiti di partenza c'erano anche:
- Buffer di 12 ore dei dati originali;
- Utilizzo del DB aziendale già in uso e centralizzato;
- DB relazionale come applicazione Docker;
- Salvataggio dati sul DB aziendale specifico realizzato attraverso Node-RED.
All'utilizzo del DB aziendale già in uso e centralizzato viene affiancato il DB relazionale come applicazione Docker. I dati vengono salvati su un DB aziendale specifico realizzato attraverso Node-RED. Sono stati predisposti, infine e sempre a livello edge, dei web services.
Dashboard locali: diario manutenzioni e analisi qualità
Sono stati predisposti, sempre a livello edge, dei web services per:
- Aggiornamento diario delle manutenzioni;
- Controllo e diagnostica;
- Monitoraggio dei parametri di qualità.
Conclusioni
Tra le tecnologie abilitanti anche DOCKER che permette la gestione flessibile delle applicazioni.
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Fonte: SAVE 4.0 Web Edition aprile 2021 Industria 4.0: soluzioni efficienti e sostenibili con le tecnologie digitali
Settori: Automazione industriale, Cyber Security, Industria 4.0, Informatica, Reti di comunicazione, Sicurezza industriale, Sistemi di controllo, Software industriale
Mercati: Sicurezza industriale
Parole chiave: Edge computing, Industria 4.0, OT Operational technology, Reti di comunicazione, Sistemi di controllo
