Nuove tecnologie per Manifattura 4.0

PROFINET e TSN per la Manifattura 4.0; rete convergente

Paolo Ferrari - Università degli Studi di Brescia

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- 2022: situazione di Industrial Ethernet - Nuove tecnologie per Manifattura 4.0: convergenza - Requisiti di una rete convergente - TSN - PROFINET e diagnostica

Principi di base per abilitare il Plug & Produce nella Manifattura 4.0

- Connettività e comunicazione. Facile accesso ai dati provenienti da sensori, dispositivi, macchine, celle di produzione...
- Trasparenza delle informazioni. Creare informazioni dai dati aggiungendo semantica
- Assistenza tecnica. Capacità dei sistemi di assistenza di supportare le persone, ad esempio tramite realtà aumentata
- Decentramento delle decisioni. Capacità di prendere decisioni e svolgere compiti il più possibile autonomi

Tutti insieme basati su una rete convergente.

Requisiti di una rete convergente

- Dispositivi IT e OT in un'unica rete che condividono QoS
- Le applicazioni possono essere progettate, implementate e distribuite indipendentemente dalla rete
- Rete autoprotetta, ad esempio contro connessioni errate, dispositivi imprevisti o carico di rete
- Adattamento dinamico: plug and produce (AGV, ...), modifiche topologiche, estensioni per dispositivi IT e OT
- La rete fornisce QoS richiesto per le applicazioni
- Utilizzo efficiente della larghezza di banda per OT e comunicazione IT
- Velocità di collegamento da 10 Mbit/s fino a 10 Gbit/s e velocità di collegamento transizioni
- Topologie: anello, linea, albero, stella e combinazioni (Bridge con un massimo di 255 porte )
- Tipi di supporti: fibra, rame e radio (ad esempio wireless e 5G)
- Disponibilità scalabile per la rete e i dispositivi, ad esempio tramite ridondanza di supporti, reti e dispositivi
- Sincronizzazione temporale affidabile e accurata per sito, impianto, linea, cella e macchina

TSN

- TSN è un termine generico. Indica una raccolta di standard IEEE per migliorare il determinismo (affidabilità e latenza) di Ethernet. Ognuno può scegliere cosa gli serve!

- TSN consente, tra le altre cose, l'uso convergente e robusto di una rete Ethernet per applicazioni IT e OT.

- Alcuni standard TSN sono già integrati e/o saranno integrati nei chip consumer e apriranno nuove aree di applicazione.

- Varie organizzazioni stanno lavorando alla selezione di sottoinsiemi di standard TSN per i loro scopi.

In allegato, è possibile scaricare il pdf completo dell'atto.