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.Industry 4.0

Amazon Web Services e Industria 4.0: come il Cloud Manufacturing aiuta la trasformazione delle imprese

La trasformazione verso Industria 4.0 e l'Internet of Things porta con sé un ricorso sempre più convinto al Cloud Manufacturing, vale a dire ai servizi cloud associati alla catena di produzione. Cosa significa e come AWS è in grado con le sue soluzioni a rispondere alle nuove necessità di impresa

Competizione globale e innovazioni tecnologiche stanno cambiando profondamente il manufacturing che sta entrando in una nuova era della sua storia, sotto la spinta di quella rivoluzione prima ancora culturale che tecnologica dell’Industria 4.0.
Così, se negli Anni Sessanta l’obiettivo del manufacturing era ampliare la scala di produzione, se negli Anni Settanta era ridurre i costi di produzione, se negli Anni Ottanta il focus si era spostato sulla qualità, per arrivare, negli Anni Novanta, alla capacità di rispondere velocemente alle richieste del mercato, oggi siamo a tutti gli effetti entrati nell’era della conoscenza e dei servizi.
È un cambiamento strettamente correlato all’introduzione di tecnologie informatiche e dell’IoT sugli impianti di produzione, e alla logica che porta le imprese a muoversi secondo obiettivi cosiddetti TQSEK, che impongono di raggiungere il massimo in termini di Time to market, Qualità, Costi, Servizi, Impatto ambientale (Environment), Conoscenza (Knowledge).
È dalla combinazione di un approccio service oriented e di tecnologie come cloud, Internet delle Cose, high performance computing che sta emergendo un nuovo paradigma: il Cloud Manufacturing.

Che cosa è il Cloud Manufacturing e come aiuta la digital transformation delle imprese

Il Cloud Manufacturing (CMfg) è un processo che prevede l’utilizzo in Cloud di risorse della produzione. È strettamente correlato a un’idea di manufacturing as a service (MaaS) e di processi collaborativi e virtualizzati.
Le risorse sono infatti virtualizzate e integrate in servizi in Cloud, così che gli utenti possano utilizzarle in modalità on demand lungo tutto il ciclo di vita del prodotto.
È chiaro dunque che il Cloud Manufacturing ha pieno diritto di cittadinanza in tutto il processo che porta un’azienda a muoversi verso l’Industria 4.0 e non è certo un caso che nel Piano Industria 4.0 varato dal Governo Italiano nei mesi scorsi il Cloud rientri nel novero delle nove tecnologie abilitanti citate dal Ministro Carlo Calenda.

Il Cloud manufacturing e il Piano Industria 4.0 del Governo italiano

È importante, tuttavia, chiarire un punto: il Cloud è tecnologia abilitante di per sé – è citato come settima voce nel Piano Calenda - e allo stesso tempo permea anche tutte le altre. Vediamo come.

La prima tecnologia citata nello schema del piano del Governo sono le Advanced Manufacturing Solutions.
Parliamo di sistemi avanzati di produzione, di robotica avanzata, di cobot, oltre che di tutti i software necessari alla loro gestione.
Tutte le attività di monitoraggio e controllo, incluse quelle di protezione, possono svolgersi sia all’interno dell’infrastruttura aziendale, sia affidate a un Cloud provider che le eroghi come servizio, in una logica di business continuity e di massima efficienza.

Anche l’Additive Manufacturing, l’Augmented Reality e la Simulation possono aver bisogno del Cloud: parliamo di tecnologie che prevedono uno strato applicativo che può essere erogato sotto forma di servizio evitando alle aziende di dover investire in dispositivi e software dedicati. In particolare, i programmi di simulazione devono gestire le informazioni a partire da un grandissimo numero di dati provenienti da fonti diverse, con una scalabilità e una flessibilità che impone agli sviluppatori aggiornamenti continui e patch. Il Cloud alleggerisce la complessità tecnologica, garantendo nel contempo il costante aggiornamento dei sistemi.

Parlare di integrazione orizzontale/verticale, la quinta tra le tecnologie citate nel Piano Calenda, significa integrare le informazioni lungo tutta la catena del valore. Informazioni che provengono dagli ERP ai software per la gestione del magazzino, dai sistemi di procurement e dai CRM, che a loro volta le ricevono da ogni touch point. In questa azienda dai confini sempre più liquidi, il Cloud è l’abilitatore dell’integrazione e il garante dell’erogazione di ogni servizio secondo Service Level Agreement precisi.

Con l’Industrial Internet si scende a livello di plant: c’è un processo di digital transformation in corso, di smartificazione dei macchinari, di reingegnerizzazione dei processi che richiede un middleware di gestione che può essere affidato a un Cloud provider.

Il cloud aiuta nella gestione della complessità anche quando si parla di cybersecurity.
La sicurezza deve diventare strategia nei processi che portano all'Industria 4.0 e deve essere permeante l’intera filiera e tutti i sistemi: per questo affidarla al Cloud significa appoggiare a un provider le necessarie garanzie di servizio.

Infine, se è assodato che l’Industria 4.0 non si fa senza i dati e senza gli Analytics, è altrettanto vero che disporre di una infrastruttura adeguata a gestirli richiede investimenti consistenti. In questo caso, affidare la BI (Business Intelligence) a un cloud provider consente di proteggere informazioni core per il business e di disporre di dati sempre puntuali e funzionali al business, senza doversi fare carico dell’adeguamento infrastrutturale.

Cloud Manufacturing: a che punto è l'Italia

Riassumendo, dunque, il paradigma del Cloud trova una sua perfetta collocazione anche nell’ambito del manufacturing, portando i benefici di IaaS, PaaS e SaaS a livello di produzione: le aziende hanno la possibilità di tenere ferma la loro attenzione sui benefici funzionali, senza doversi far carico degli oneri gestionali, che si tratti di risorse computazionali, di middleware, di endpoint e dispositivi.
Il Cloud Manufacturing sta trovando sempre più spazio anche in Italia, tanto che l’Osservatorio Industria 4.0 del Politecnico di Milano ha già censito circa 300 piattaforme ripartite in tre grandi famiglie:

  • Smart LifeCycle, di cui il 51% Customer Relationship Management (CRM), il 36% di Supplier Relationship Management (SRM) e il 13% di Product LifeCycle Management (PLM)
  • Smart Supply Chain, di cui 27% Production Planning, 20% Transportation/Distribution Planning, 25% Inventory Planning 28% Sales/Demand Planning 28%
  • Smart Factory, di cui 38% Transportation & Internal Logistics, 21% Production, 22% Maintenance, 19% Quality

Questa l’analisi di Giovanni Miragliotta, co-direttore Osservatorio Industria 4.0 del Politecnico di Milano: “Le piattaforme Cloud sono già una realtà nelle imprese grandissime e sono in fase di introduzione per le imprese più piccole. L’esistenza di una molteplicità di piattaforme multifunzionali lascia aperto un tema importante che è quello della standardizzazione”.

Cloud Manufacturing, il ruolo di Amazon Web Services

In questo scenario, appare chiaro che AWS (Amazon Web Services), con il suo portafoglio di servizi e la sua piattaforma infrastrutturale, sia in grado di rispondere alle aziende che intraprendono il loro percorso di trasformazione.
In particolare, tre sono le linee di offerta AWS che più direttamente si innestano nel percorso verso Industria 4.0:

  1. AWS IoT
  2. AWS Big Data
  3. AWS Analytics.

Per l’IoT AWS offre servizi per il collegamento sicuro di dispositivi e la raccolta di dati, scalabili nell’ordine dei miliardi di dispositivi e delle migliaia di miliardi di dati. I servizi sviluppati da AWS consentono di raccogliere e inviare i dati al Cloud, lasciando libera l’azienda di focalizzarsi sulle sue attività core.

In particolare, l’offerta per l’IoT di AWS si declina in tre prodotti/servizi specifici:

  1. AWS Greengrass
  2. Piattaforma AWS IoT
  3. Pulsante AWS IoT

 

AWS Greengrass è una soluzione software che porta a livello locale l’esecuzione di calcoli, messaggistica e caching dei dati generati dai dispositivi connessi, mantenendo in Cloud la gestione, l’analisi e lo storage duraturo.

 

La piattaforma AWS IoT

La piattaforma AWS IoT è invece una piattaforma Cloud gestita che consente l’interazione tra i dispositivi connessi, le applicazioni in cloud e altri dispositivi.

Presentata alla fine del 2015, la proposta AWS IoT si propone di gestire il device management e la comunicazione da e verso i dispositivi connessi: eccone le componenti:

 

AWS IoT è una piattaforma per la connessione sicura di dispositivi e strumenti tra loro o ai servizi AWS. Nell’immagine la descrizione della piattaforma nelle sue componenti. Si parte con il kit Device SDK che facilita la connessione, l’autenticazione, lo scambio dei messaggi dai dispositivi hardware. Il gateway di dispositivo consente lo scambio di messaggi tra dispositivi e piattaforma utilizzando un modello di pubblicazione/iscrizione che consente comunicazioni sia univoche e sia verso più dispositivi. Tutti questi scambi di messaggi avvengono sempre con l’accertamento dell’identità: su tutti i punti di connessione la piattaforma offre autenticazione reciproca e crittografia. La piattaforma consente la creazione, la distribuzione e la gestione di certificati e policy tramite console o API. Registry è invece lo strumento per l’assegnazione dell’identità ai dispositivi e per il monitoraggio dei metadati che ne descrivono attributi e caratteristiche. Per ciascun dispositivo è poi possibile crearne versioni virtuali e persistenti, che ne conservano ultimo stato noto e stato futuro impostato anche quando sono offline. Il motore di regole, infine, consente di creare applicazioni IoT che raccolgono, elaborano, analizzano e operano sui dati generati dai dispositivi connessi in tutto il mondo senza dover gestire alcuna infrastruttura.

 

Il Pulsante AWS IoT, infine, è sviluppato sullo stesso hardware del Dash Button di Amazon. È un dispositivo WiFi configurabile, che gli sviluppatori possono utilizzare per iniziare a lavorare sui servizi AWS senza dover scrivere sofwtare specifici.
Per quanto riguarda invece l’area Big Data, l’approccio di AWS punta a offrire ai propri clienti soluzioni per la creazione e la distribuzione di applicazioni per Big Data.

AWS Big Data Industry 4.0 Services Portfolio

Si parla di oltre 50 servizi già disponibili, che includono datawarehousing, analisi di clickstream, fraud detection, reccomendation, disponibili senza richiedere grandi investimenti iniziali, nella certezza di poter disporre delle risorse necessarie pagando solo in base all’utilizzo effettivo.
L’offerta include un framework di analisi dei big data, con computing gestito e distribuito, servizi per caricare e analizzare flussi di dati, storage, sicuro, duraturo e scalabile, data warehousing gestito su scala petabyte, Business Intelligence, Intelligenza Artificiale, dai servizi di recognition al machine learning, servizi di serverless compute, con pagamenti calcolati in base al tempo di elaborazione, istanze di calcolo Amazon EC2, idonee per l’analisi di Big Data, servizi di migrazione dati.

Data analytics in streaming con Kinesis

Infine, per quanto riguarda la parte di Analytics, entra in gioco Kinesis, per lavorare con dati in streaming in tempo reale. Si tratta di servizi avanzati per la gestione e l’analisi di flussi di dati, nell’ordine di diversi terabyte l’ora. Kinesis consente la raccolta, la memorizzazione e la elaborazione di questi dati in modo continuo, mantenendo contenuti i costi.

 

Immagini fornite da Shutterstock

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