Dai dati dell’Osservatorio Internet of Things del Politecnico di Milano, il mercato IoT in Italia ha raggiunto i 6 miliardi nel 2020. Le industrie si stanno avvicinando con entusiasmo all’adozione dell’IIoT, tra le applicazioni privilegiate dal campione si ritrova la Smart Factory nel 62% dei casi: quindi, spazio alla gestione della fabbrica per il controllo in tempo reale della produzione e alla manutenzione predittiva. Per quanto riguarda il mercato italiano Smart Factory, secondo la stima dello studio "Industrial IoT: A Reality Check” di Reply, arriverà a triplicare nel 2025 passando a un giro d’affari di oltre 1,5 miliardi entro i prossimi anni.
Questa crescita e adozione diffusa può essere attribuita ai benefici dell’IIoT, tra cui il monitoraggio in tempo reale e la manutenzione da remoto, che garantiscono una misura di sicurezza più elevata. Altri fattori critici di successo sono rintracciati nella possibilità di ottenere benefici di efficienza e di efficacia. Ma non solo: scopriamo insieme i vantaggi dell’IIoT in impresa.
In questo articolo parliamo di:
Prima di esplorare i benefici applicativi dell'Industrial IoT, diamo una definizione precisa di cosa intendiamo con IIoT.
L'IIoT è l'unione delle tecnologie operative (OT, Operation Technology), che da sempre trovano applicazione in fabbrica, e delle tecnologie digitali (IT, Information Technology), che stanno sempre più prendendo piede anche nel settore manifatturiero. Con questi presupposti possiamo parlare quindi di una piena convergenza di sistemi operativi e dati generati: le tecnologie operative, cioè i sistemi per l’automazione di macchinari e quelli per il monitoraggio della produzione, vengono connesse tra loro con il supporto delle tecnologie di acquisizione e gestione digitale dei dati che abilitano nuovi modelli di business “intelligenti”.
I dispositivi connessi all’interno dell’azienda possono fornire dati preziosi: rilevazioni di processo, telemetriche, relative allo stato dell'impianto oppure ai consumi energetici. L’IIoT permette di raccogliere una grande quantità di dati, come abbiamo già approfondito all’articolo “Le applicazioni IIoT per gli impianti: dai Big Data all'Edge Computing”.
Questo genere di dati rappresenta un’opportunità per connettere non solo gli oggetti all’interno dell’impresa, ma anche la fabbrica con il mondo esterno. Facciamo alcuni esempi:
Un guasto, con un conseguente fermo macchina, e la manutenzione non pianificata sono un onere considerevole per tutte le imprese. Oggi la manutenzione di tipo tradizionale, che prevede l’intervento fisico di appositi professionisti in seguito ad alert di malfunzionamento, non è più una via auspicabile. Gli operatori industriali operano in questo senso cercando migliorare l’approccio tradizionale e portare la manutenzione a un livello superiore.
All’interno di un contesto di Smart Factory e IIot queste situazioni di fermi macchine possono essere mitigate grazie ad un approccio digitalizzato alla manutenzione, reso possibile attraverso lo sviluppo di nuove tecnologie di IoT che vanno ad integrarsi nei sistemi di automazione industriale. L’adozione di un sistema di monitoraggio e manutenzione da remoto di un impianto permette di intervenire prontamente sul guasto e portare a una risoluzione dei problemi in tempi rapidi. Una delle tecnologie all’avanguardia abilitanti è la realtà aumentata: l’utilizzo della realtà aumentata, in combinazione con l’accesso remoto fornisce un supporto e aiuta gli operatori di macchina sul posto a risolvere con maggiore efficienza ed efficacia i problemi che sorgono. Questa tecnologia consente visualizzare in modo intuitivo informazioni di diversa origine, che derivano dal monitoraggio IoT, e di aggregarle in modo immediato. Il tutto avviene attraverso dispositivi wearable, tra cui smart glasses, e l’impiego di comandi vocali e touch.
Bisogna tenere a mente che l’intervento in tempo reale richiede spesso un investimento iniziale in nuovi dispositivi, macchinari e sulla loro integrazione e connessione a piattaforme IoT industriali. Il vantaggio a lungo termine risiede nei minori costi e nella maggiore produttività che potrebbe restituire l’investimento in breve tempo.
La manutenzione da remoto consente non solo decisioni adattative o correttive alla luce dei problemi individuati, ma anche previsioni per i futuri guasti. In questo caso parliamo di manutenzione predittiva.
In materia di manutenzione, dalla ricerca condotta da TechRepublic (in cui è stata intervistata una serie di professionisti per identificare come e perché sta avvenendo la digitalizzazione all’interno delle imprese), emerge che il 51% degli intervistati raccoglie dati sull'usura dei sistemi e componenti con dispositivi IIoT.
La manutenzione predittiva supera quella preventiva in efficienza, economicità e sicurezza degli impianti: attraverso l’Industrial IoT è possibile monitorare gli strumenti in tempo reale e prevedere i malfunzionamenti prima che si verifichino, evitando costosi fermo macchina o impianto.
L'analisi dello stato di una macchina, quindi l'applicazione di algoritmi di apprendimento automatico sintonizzati con soglie operative pre-impostate, può avvisare il personale di un'anomalia prima che l'attività porti ad un guasto e causi degli strascichi lungo tutta la catena del valore.
Altri due vantaggi, connessi all’implementazione della manutenzione predittiva e dell'Industrial IoT, si articolano in:
Usando le informazioni fornite dai sensori interconnessi, quindi, è possibile migliorare non solo l'affidabilità dei prodotti ma anche la disponibilità del processo. Per approfondire questo argomento, si consiglia di leggere l’articolo “Sensori smart di HYDAC: da tendenza del settore a necessità strategica”.
HYDAC, oltre all'offerta di sensori, ha sviluppato insieme ad ANDRITZ una soluzione 4.0 per la manutenzione predittiva degli impianti Hydropower. Metris DiOMera™ è la piattaforma digitale che accoglie moduli intelligenti per la manutenzione realmente predittiva e la miglior gestione dell’asset idroelettrico. Per approfondire questo genere di manutenzione predittiva, puoi leggere l'articolo "Impianto idroelettrico: manutenzione predittiva con HYDAC e ANDRITZ".
Come abbiamo accennato, l’IIoT rende disponibile una mole di dati che può rivelarsi cruciale nel monitoraggio e manutenzione delle apparecchiature. La disponibilità dei dati, associata agli strumenti idonei per trattarli (principalmente interfacce di controllo e Cloud per l’archiviazione) permettono alle aziende di archiviare i dati in modo agile e di poter migliorare la velocità del processo decisionale. Avere a disposizione dati strutturati, infatti, consente di prendere decisioni informate nel minor tempo utile, confermando l’importanza del tema dell’agilità aziendale. Come afferma lo studio KPMG, “la capacità di spostare rapidamente la direzione del business è un imperativo strategico nell’era dell'Industria 4.0, dove le nuove tecnologie stanno trasformando le industrie”.
Abbracciare la trasformazione digitale e sfruttare le sue tecnologie abilitanti, fra cui l’IIoT, non significa saltare sul carro del vincitore adottando soluzioni generiche: ogni organizzazione è diversa e richiede una serie di azioni strategiche che vadano nella direzione della digital transformation. A tal proposito si consiglia la lettura di "Meccatronica, oleodinamica e automazione industriale: scopri il futuro". Tuttavia, tutte le organizzazioni manifatturiere condividono un fattore: la necessità di agire con agilità.
I sensori moderni possono comunicare via Bluetooth e Wi-Fi a rete 4G e - presto - 5G.
Il 5G è un tema importante per le imprese: i sensori creeranno una quantità di dati sempre maggiore, che dovranno essere analizzati molto più rapidamente, al fine di rendere le decisioni rapide così come abbiamo sostenuto nel paragrafo precedente. Le stime prevedono che il totale degli oggetti connessi raggiungerà i 25 miliardi entro il 2021, producendo immensi volumi di dati tra cui video, immagini, clip audio e così via. L'intelligenza artificiale (AI) sarà la chiave per gestire quel flusso, costruendo modelli sulla base dei dati e facendo le dovute analisi e previsioni.
Il recente “Industrial AI Market Report 2020-2025” di IoT Analytics individua i principali campi di applicazione dell’AI per il settore industriale.
Con il 24,3% del mercato globale, la manutenzione predittiva risulta essere il caso più importante di applicazione per l’industrial AI, grazie allo sviluppo ed impiego di tecniche e strumenti analitici evoluti - tra cui il machine learning - per determinare le condizioni di un singolo asset o di un insieme di strumentazioni. L’AI viene utilizzata per prevedere quando sarà necessario un intervento di manutenzione, combinando le rilevazioni di una serie di sensori smart con fonti esterne di dati e la vita utile residua di un asset.
A seguire, ad oggi con il 20,5% del mercato totale l’AI implementa anche il controllo qualità, con particolare attenzione per l’ispezione ottica automatizzata. Tramite l’installazione di telecamere può avvenire una scansione autonoma dei dispositivi sotto test e una rilevazione dei componenti difettosi e mancanti. Il beneficio è rilevabile in termini di riduzione degli scarti e quindi dei costi.
Infine, l’AI applicata all’ottimizzazione dei processi produttivi rappresenta il 16,3% del mercato globale. Tale implementazione risulta essere la più difficile poiché avviene attraverso l’uso di macchine e robot autonomi, in grado di riprodurre le mansioni ripetitive tradizionalmente svolte dagli operatori.
In conclusione, l’IIoT in impresa è una realtà, una tecnologia innovativa che permette non solo di estrarre i dati dal proprio sito produttivo, ma anche di farli fruttare aumentando l’agilità del processo decisionale e la sicurezza di prodotti, persone e ambiente. Tra i settori industriali quello manifatturiero è tra quelli che maggiormente investe nell'adeguamento tecnologico di macchinari ed impianti applicando proprio le tecnologie che fanno capo all'IIoT. Un contributo fondamentale allo sviluppo tecnologico del settore è stato dato dell’accelerazione impressa dal Piano Nazionale Industria 4.0, mettendo a disposizione delle aziende del comparto una serie di incentivi e sgravi fiscali per l’acquisto delle nuove tecnologie e la formazione professionale.
Vuoi saperne di più sull’IIoT e sulle altre tecnologie abilitanti che stanno rivoluzionando il mondo dell’industria?
Clicca sull’immagine qui sotto e leggi il nostro approfondimento “Meccatronica e automazione industriale. Il futuro è smart!".
