Il percorso verso l’attuazione dei paradigmi dell’Industria 4.0 e della digital transformation applicata al mondo industriale prosegue fra accelerazioni e fasi di rallentamento, tra l’adozione di politiche nazionali e approcci internazionali.
Ma al di là delle dichiarazioni e dei “buoni propositi”, è importante affiancare alla “teoria” anche una robusta analisi tecnica, per comprendere quanto delle buone intenzioni sia realmente trasferibile al piano pratico.
Un esempio lampante di questa sorta di dicotomia che si è inevitabilmente creata nel settore è rappresentato dal rapporto fra processi industriali e comunicazioni wireless.
E la domanda chiave è: quali sono i requisiti applicativi, a livello di prestazioni e affidabilità, che permettono la piena interoperabilità?
Un esempio concreto dell’effettivo bisogno di interoperabilità e di massima affidabilità nelle comunicazioni è rappresentato dai robot mobili e dai veicoli a guida automatica (AGV).
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Importanza del livello di adozione dell’edge computing
In estrema sintesi, Robot mobili e veicoli a guida automatica sono macchine programmate per eseguire dei compiti multipli con risultati predefiniti, come la movimentazione di alcune attrezzature o materiali. La principale differenza rispetto al recente passato è che, grazie all’integrazione di algoritmi di intelligenza artificiale, robot e AGV sono in grado di adottare comportamenti dinamici, evitando collisioni con ostacoli improvvisi e prendendo decisioni rapide lungo i loro percorsi.
Alcuni dispositivi, sintetizza Cisco, possono essere direttamente equipaggiati con la necessaria capacità di intelligenza e decisionale, mentre in altri casi si preferisce l’adozione di un sistema di controllo maggiormente centralizzato. Nella visione della multinazionale del networking, comunque, l’efficacia dei flussi di comunicazione per questi apparecchi è comunque “strettamente correlata al livello di adozione dell’edge computing”.
Requisiti rigidi per gestire la criticità dei flussi
Pensiamo ai moderni contesti industriali, dove i flussi di comunicazione sono costanti e complessi e possono avvenire sia tra la rete di fabbrica e il singolo dispositivo, sia tra gli stessi dispositivi. In questi contesti il funzionamento di robot e veicoli a guida automatica passa dalla trasmissione di informazioni di telemetria in tempo reale, dalla raccolta di dati primari per la ricerca del percorso e dalla implementazione di algoritmi che aiutino a evitare collisioni. Flussi di comunicazione aggiuntivi servono invece per consentire l’interazione con dispositivi di terze parti, con altri oggetti in movimento, come gru, carrelli elevatori, camion, o ancora con oggetti statici come cancelli, porte, rampe, binari, macchine di produzione.
In ogni caso, tutti questi flussi devono avvenire in tempo reale. Questo significa che i messaggi di controllo e di telemetria devono essere ricevuti dal dispositivo entro una stretta finestra temporale, per rendere possibile un’elaborazione immediata.
Appare dunque evidente che proprio a causa della criticità dei flussi di comunicazione, i robot mobili e gli AGV hanno necessità di requisiti di servizio di rete estremamente rigidi e sensibili, affinché il loro funzionamento sia corretto, affidabile ed efficace in un ambiente dinamico qual è quello di fabbrica oppure di magazzino. Ad esempio, per questioni di affidabilità e sicurezza devono poter operare in modalità continuativa, indipendentemente da possibili interruzioni sui nodi o sul percorso, mentre a livello di sincronicità, i sistemi di clocking devono essere accuratamente sincronizzati a livello di sub-microsecondi.
I driver decisionali: non solo questione di tecnologia
Ovviamente non esiste una risposta univoca o un unico approccio per gestire i singoli casi d’uso. Nella progettazione occorre valutare quali sono le tecnologie e i processi già presenti in azienda, così come è importante considerare aspetti come il TCO (ad esempio risolvendo più casi d’uso con un’unica tecnologia) o i requisiti di semplicità e standardizzazione.
Non si può poi dimenticare che l’implementazione di infrastrutture wireless spesso si scontra con una certa reticenza ingegneristica nel rimuovere i tradizionali e affidabili sistemi cablati, o con vincoli di bilancio, o ancora con un deficit di competenze presente in azienda. Senza dimenticare i possibili vincoli di interoperabilità tra le soluzioni di automazione industriale e la connettività wireless dei sistemi.
Insomma, ogni volta che viene selezionata o migliorata una nuova architettura, dovrebbe essere effettuata un’analisi molto attenta di tutti questi fattori e dei rischi percepiti nelle opzioni disponibili. Cisco invita dunque sempre le aziende ad affidarsi a un partner di fiducia, così da essere guidate nella scelta migliore possibile per il proprio caso specifico, attingendo da un catalogo di soluzioni ormai estremamente ampio che spazia dal WiFi indoor, outdoor e rugged al Wireless ad alta affidabilià, al 5G privato o LoRaWAN.
