Industrial Internet of Things - 12 Marzo 2019 - Camera di commercio di Torino
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Industrial Internet of Things
12 Marzo 2019
3 slide su CSP - Facciamo Ricerca ed Innovazione applicata su
Software Architectures, Applications and User Interface
Development
Mobile, Wearable, Augmented Reality, Image Processing,
Human-centered Applications, Natural Interaction
Computing Architectures and Systems
Cloud, Big Data and Analytics, Security and digital identity
Infrastructures and Network Services
Broadband and Narrowband Networks, Software Defined
Networks, Wireless Sensors Networks
Hardware Architectures and Platforms
Embedded and Microsystems, Sensors, Drones
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3 slide su CSP - I servizi con cui supportiamo le imprese
JointLab, collaboration framework comprendenti technology
foresight, creazione di gruppi di esperti nella forma di think tank,
organizzazione di workshop, individuazione di opportunità di
finanziamento
Progetti collaborativi con imprese, enti e organismi di ricerca in
ambito locale, nazionale e internazionale
Trasferimento tecnologico con la valorizzazione di asset e l’attività
di consulenza e supporto per la loro trasformazione in nuovi
prodotti e servizi sino alla fase pre-commerciale
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3 Slide su CSP - Gli ambiti di mercato in cui operiamo
Energia e Ambiente Agricoltura di precisione Manifatturiero – I4.0
I C T & Te l c o Te r r i t o r i o e S o c i e t à Automotive
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Internet of Things
The Internet of things is the network of physical objects that contain embedded technology to
communicate and sense or interact with their internal states or the external environment.
Gartner
Objects with computing devices in them that are to connect to each
other and exchange data using the Internet
Cambridge Dictionary
The Internet of things (IoT) is the network of devices such as vehicles, and
home appliances that contain electronics, software, actuators,
and connectivity which allows these things to connect, interact and
exchange data.
The IoT involves extending Internet connectivity beyond standard devices, such
as desktops, laptops, smartphones and tablets, to any range of
traditionally dumb or non-internet-enabled physical devices and everyday
objects. Embedded with technology, these devices can communicate and
interact over the Internet, and they can be remotely monitored and controlled.
Wikipedia
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IoT: componenti tecnologiche © Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reserved 6
Industrial IoT
Con il termine "Industrial Internet of Things", detto anche Industrial IoT o IIoT, s'intende una variante
dell'Internet delle cose che viene impiegata in ambito industriale.
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Industrial IoT: la sfida più grande
L’IIoT è la connessione tra Information Technology (IT) e Operational Technology (OT)
Molte aziende hanno ancora 2 dipartimenti di Operations e di IT fortemente separati. Hanno
persone diverse, goal e policy differenti, e una diversa gestione dei progetti.
Non solo lavorano in modo completamente separato, ma qualche volta sembrano confliggere,
come se lavorassero per primeggiare e prendere il controllo della “Terra di mezzo” (o per evitare di
farlo).
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Dall'm2m all'IIoT © Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reserved 9
Industrial IoT
L'IIoT trova applicazione in molti settori diversi:
• industria manifatturiera
• economia agraria
• logistica
• ospedali
• utilities
• produzione di energia ed estrazione di risorse.
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Fonti: Morgan Stanley, IndustryARC, Accenture, Research and Markets
© Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reserved 11Due domande
Quali benefici dall’IIoT?
Quali barriere all’adozione
dell’IIoT?
© Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reserved 12Benefici auspicabili con l'Industrial IoT © Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reserved 13
Sfide nell'adozione dell'Industrial IoT © Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reserved 14
Tipiche applicazioni IIoT
Produzione industriale e magazzino intelligente
Manutenzione predittiva e da remoto
Monitoraggio noleggi, beni e trasporti
Logistica connessa
Smart metering e smart grid
Smart environment
Smart farming e livestock monitoring
Smart city
Ottimizzazione dei consumi energetici
Riscaldamento, ventilazione e condizionamento
Tracking attrezzi ed equipaggiamenti
Monitoraggio parametri fisici (T, RH, Lux) e gas
Monitoraggio sicurezza e salute dei lavoratori
Servizi remotizzati
© Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reserved 15IIoT: torniamo ai livelli…. © Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reserved 16
IIoT: ... O sarebbe meglio dire alla matrice? © Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reserved 17 © Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reserved
Sfida: In Line monitoring
Sensori e attuatori
Barriera: interazione con PLC proprietari
Innovativi
Tradizionali
MEMS
Image processing
Multispectral
© Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reserved 18IIoT: protocolli di comunicazione
La grande sfida continua….
LPWAN
© Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reserved 19Confronto tra tecnologie wireless
Basso costo
Ampia copertura
Bassi consumi
Source: Links Labs, Peter. R. Egli, 2015
© Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reservedLPWAN Market Report © Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reserved 21
LoRa / LoRaWAN
LoRa™ (Long Range) tecnica di modulazione wireless cartterizzata da:
• Bassa potenza di trasmissione: 25 mW
• Bassi consumi: 30mA in trasmissione, 10mA in ricezione, 0.2uA a riposo
• Basso bitrate: fino a 50 kbps
• Lungo raggio: 50 km in aree rurali, 15-20 km in aree suburbane, 2-5 km in aree urbane
• Elevata robustezza alle interferenze
LoRaWAN ™ (Long Range Wireless Area Network) architettura di rete wireless pensata per
ambiti IoT/M2M, che utilizza la modulazione LoRa su bande libere (ISM, 868MHz), composta da:
• Nodi sensori mobili e fissi, dislocati su un territorio o su un’ampia are industriale, che
trasmettono dati via LoRa
• Gateway fissi che ricevono i dati trasmessi dai sensori e li ritrasmettono via internet
• Infrastruttura di rete che riceve/processa i dati e li rende fruibili agli utenti
In ambito IoT, rispetto ad un architettura cellulare, LoRaWAN permette:
• Costi minori per gli utenti grazie a nodi a bassa potenza/consumo, e assenza di SIM
• Meno disservizi grazie alla robustezza alle interferenze
© Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reservedGateway
Connettere oggetti alla rete
Multi-protocol: compatibilità con
protocolli di campo e IoT
Gestire configurazione di device,
NETWORK
autenticazione sicura
THINGS
GATEWAY
CLOUD DATA-CENTER Invia/Riceve dati e comandi dagli
INFRASTRUCTURE oggetti al data center e viceversa
Analytics on the edge
© Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reserved 23IIoT: esperienze progettuali
FDM: Food Digital Monitoring
© Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reserved 24FDM: Food Digital Monitoring
Realizzare e mettere in opera nuovo modello di controllo dei processi di produzione e
trasformazione degli alimenti basato sul sistema PAT per:
controllare l’intera filiera produttiva e di distribuzione rilevando eventuali anomalie
con una rappresentazione dei fenomeni in modalità pre-attentiva
individuare rapidamente eventuali problemi e dove si sono verificati
intervenire in tempo reale nelle fasi di produzione, migliorandone l’efficienza,
limitando la variabilità casuale, gli scarti, le rilavorazioni e le perdite di prodotto
monitorare i processi di distribuzione dei prodotti
verificare la soddisfazione dei consumatori in relazione al prodotto monitorato
© Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reserved 25FDM: partner di progetto
Capofila: End User: Tecnologie:
aizoOn Odilla Lamp
Procemsa Microla
Centri di Ricerca: Argotec Trustech
UNITO AgroInnova F.lli Ruata Eltek
UNITO DISAFA Soremartec (Ferrero) Gai
UNITO Management Selezione Baladin Maspack
POLITO – DISAT Progefarm Ascom
POLITO – DAUIN Mect
UPO
CSP
© Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reserved 26FDM: Architettura © Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reserved 27
CSP in FDM: la parte IIoT
Architettura Software del GW IIoT
Integrazione fisica del GW IIoT
© Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reserved 28HOME: Hierarchical Open Manifacturing Europe
Il Progetto si propone lo sviluppo di una Piattaforma OpenSource (Piattaforma HOME) in grado di:
1. portare a fattor comune il mondo dell’IoT (Internet of Things) di fabbrica, sviluppando una
micropiattaforma di primo livello – cioè un gateway intelligente di linea, area, reparto, composta di
hardware e software capace di collegare insieme le tecnologie esistenti (sensori, misuratori, attuatori
in commercio) e quelle in arrivo (MEMS) – rilasciata completamente Open Source, sia per la parte
hardware che per la parte software.
2. Collegare l’insieme dei suddetti gateway intelligenti che comunicano con il campo dei sensori e
misuratori già esistenti, per far si che questi raccolgano e organizzino i dati verso un sistema di server
di secondo livello (eventualmente cloud).
3. Presentare i dati raccolti in un sistema intelligente ed “human centered” di raccolta e
presentazione dei dati di stabilimento, vendor indipendent e technology agnostic, anch’esso
Open Source, capace di raccogliere e pre-lavorare i dati raw, archiviarli in una Base Dati standard e
presentarli secondo le esigenze dei vari profili di utenza.
4. Realizzare i connettori da cui tutte le applicazioni enterprise, Open o proprietarie esistenti,
possano attingere, avendo necessità di leggere i dati reali, singoli o aggregati, e di rielaborarli in
chiave economica, organizzativa, produttiva, anche attraverso le opportune attività di
modellizzazione.
© Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reserved 29HOME : partner di progetto
End User: Tecnologie:
Capofila: ELBI AEC Soluzioni
AGRINDUSTRIA
Internazional spa Brain Technologies
CVA Trading
MAGNETI MARELLI Dofware
Centri di Ricerca: Eicas
NANCHINO
POLITO – DIGEP Eurodies
FIDIA
POLITO - DAUIN MEC
GALEASSO
IIT – CSP MECT
TECNIKABEL
INRIM MYNA Project
UNITO -CPS S.I. Engineering
UNITO- IGIENE SYNAREA
UNITO – INFORMATICA
UNITO – MANAGEMENT
© Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reserved 30HOME: Hierarchical Open Manifacturing Europe
Piattaforma opensource:
• micropiattaforma di I livello: sensori e GW
intelligente
• server di II livello: raccoglie i dati dei GW,
modella, elabora ed attua
• sistema di raccolta e presentazione dei dati
(uomo-macchina, macchina-macchina,
macchina-applicazioni, …)
• Obiettivo: rendere la manifattura LEAN : snella,
smart, consapevole e sostenibile
© Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reserved 31CSP in HOME: Monitoraggio ambientale
Progettazione e sviluppo di una SensorBox in
grado di leggere, conservare per un certo
periodo e trasmettere ad un centro di raccolta
remoto, una molteplicità di dati ambientali di
fabbrica:
Temperatura (T)
Umidità Relativa (RH)
Luminosità
VOC (Volatile Organic Compounds)
CO2
Rumore
© Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reserved 32CSP in HOME: Firma elettrica
La statistica dimostra che una macchina
mentre si usura, progressivamente consuma
più energia. Campionando i consumi con
precisione e frequenza è possibile ricavare
l’impronta energetica, determinante per la
manutenzione Predittiva
© Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reserved 33CSP in HOME: Domanda intelligente di energia
Utenza industriale
Generatori di
energie rinnovabili
sito industriale
Elaborazione algoritmi per
stima costi-benefici/soglie
convenienza per la
soluzione stoccaggio
individuata
HOME platform
Rete elettrica nazionale
Stoccaggio
© Copyright 2019 CSP - Torino - Italy – All rights reserved 34CSP - Innovazione nelle ICT s.c.a r.l. Headquarters Strada del Lionetto, 6 10146 Torino R&D Center c/o Business Research Center Politecnico di Torino Via Pier Carlo Boggio, 59 10138 - Torino Tel +39 011 4815111 Contatto: marketing@csp.it © Copyright 2019 CSP - Torino - Italy - Tutti i diritti riservati 35
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