IoT: il tracciamento degli asset per migliorare i processi | Internet 4 Things

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IoT: il tracciamento degli asset per migliorare i processi

Le tecnologie IoT svolgono un ruolo importante nella digitalizzazione di diversi ambiti, industriali e non, e possono essere sfruttate anche per il miglioramento dei processi interni. In questo contesto, vanno effettuate le corrette scelte tecnologiche, amalgamate con altri aspetti rilevanti come una corretta analisi dei requisiti e dei risultati attesi, la scelta dei giusti partner e un’attenta integrazione con le componenti IT e OT

L’internet delle Cose è un mercato in costante crescita che, nell’ultimo periodo, ha mostrato anche decisi segnali di maturità, sia dal punto di vista della strutturazione dell’offerta di soluzioni commerciali verso le aziende, sia dal punto di vista del numero di aziende che sfruttano la capacità di raccogliere dati da oggetti connessi per realizzare nuovi servizi a valore aggiunto. Secondo l’ultimo Osservatorio IoT del Politecnico di Milano, assistiamo a uno scenario sostanzialmente a due velocità: più della metà delle grandi aziende vede una diffusione dei progetti IoT con un livello molto elevato di conoscenza delle tematiche IoT, mentre solo un sesto delle piccole e medie imprese presenta progetti IoT, a fronte di un livello di conoscenza generale del tema che è circa la metà di quello delle aziende più grandi. Le principali barriere all’affermazione dell’introduzione di soluzioni IoT sono, oltre alla mancanza di competenze, anche la difficoltà di integrazione e una scarsa comprensione del valore effettivo delle soluzioni finali. L’IoT è invece uno strumento estremamente rilevante non solo come ausilio per conoscere e monitorare i processi aziendali, ma anche come aiuto concreto per migliorare e innovare quei processi. Questo grazie alle informazioni che è possibile raccogliere da sensori specializzati che consentono il tracciamento, continuativo o specifico, degli asset aziendali. Con asset si intendono tutti quei beni che hanno una rilevanza per l’azienda, ad esempio da un punto di vista di processo, di pianificazione, di produzione, di logistica, di controllo e di operatività. Il tracciamento degli asset (asset tracking) è applicabile a numerosissimi contesti: industriali e di produzione, aziendali (uffici e servizi), logistici, ospedalieri e sanitari. In effetti, tra i vari servizi IoT, l’asset tracking si pone in modo sostanzialmente orizzontale rispetto ai campi applicativi.

Asset tracking: una risorsa di cui non c’è piena consapevolezza

Il panorama che oggi si incontra nelle imprese (industriali e non) è composto tipicamente da sistemi molto diversificati e spesso non ancora digitalizzati. Lo stesso si può tipicamente affermare anche per quanto riguarda i processi con funzioni di direzione e controllo di quei sistemi.

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La possibilità di raccogliere informazioni in tempo reale sulla posizione e sulla movimentazione di asset aziendali costituisce un abilitatore fondamentale per arricchire la conoscenza su come operano i sistemi e i processi interni e funge da catalizzatore per azioni di miglioramento rilevanti. Basti pensare a come cambierebbe il recupero da un deposito di un determinato oggetto (ad esempio un prodotto o uno strumento) sapendone a priori la posizione, invece di doverlo andare a cercare senza particolari informazioni se non un identificativo alfanumerico stampato sul suo contenitore.

Inoltre, tutti i dati raccolti attraverso il tracciamento degli asset possono essere opportunamente storicizzati in modo da costituire una base dati che, grazie agli strumenti di Data Analytics, può essere analizzata per ricavarne informazioni utili alle pianificazioni ed ottimizzazioni di processo, come analisi su trend e derive, correlazioni anche non evidenti e associazioni tra eventi o problematiche e le possibili cause e concause.

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Come scegliere la tecnologia di asset tracking

Uno degli aspetti più importanti da valutare in relazione alla possibilità di tracciamento degli asset industriali o aziendali è certamente quello relativo alla scelta della tecnologia più opportuna. Esistono al momento diverse tecnologie applicabili, ciascuna con le proprie caratteristiche di base, pregi e difetti, punti di attenzione, vincoli di installazione, peculiarità d’uso.

Nella nostra esperienza, un fattore determinante e a volte sottovalutato per arrivare alla più corretta scelta tecnologica è strettamente legato all’analisi dei requisiti del cliente, soprattutto in relazione a quali sono le problematiche che si vogliono risolvere e quali sono i risultati che si desidera ottenere. Quest’analisi, unita alla conoscenza delle caratteristiche delle varie tecnologie, porta alla definizione delle soluzioni più adatte agli specifici contesti.

Un altro aspetto importante da tenere presente è che, qualsiasi sia la scelta tecnologica, le soluzioni di tracciamento degli asset si basano su un concetto determinante, ovvero l’associazione tra identità fisica e identità digitale di ogni singolo asset. L’identità fisica è fondamentalmente l’informazione che caratterizza un asset nella realtà; potrebbe essere il suo nome specifico, la sua descrizione o il suo numero identificativo (ad esempio il numero seriale). L’identità digitale è invece rappresentata dall’identificatore univoco associato al tag che viene vincolato fisicamente all’asset (ad esempio incollato, avvitato o collegato attraverso fascettatura) e che da quel momento in poi può essere utilizzato per tracciare nel tempo la posizione del tag (e quindi dell’asset). Una volta stabilita questa associazione, le informazioni di tracciamento possono alimentare i sistemi gestionali o i sistemi che sovraintendono a specifici processi, e realizzare il trade union tra mondo fisico e digitale.

Sette tecnologie di tracciamento a confronto

La scelta della tecnologia stabilisce caratteristiche importanti dell’asset tracking, come ad esempio la precisione della localizzazione, la sua frequenza di aggiornamento, la tipologia di localizzazione (es. in aree al chiuso – indoor – oppure all’aperto – outdoor), il costo della soluzione ed in particolare del tag da applicare all’asset, che a sua volta dipende anche dal valore (diretto o indiretto all’interno dei processi) dell’asset stesso. Riassumiamo nel seguito le caratteristiche delle tecnologie principali.

Wi-Fi

Una tecnologia che è stata in voga in passato, e che ora è abbastanza in disuso in favore di altre tecnologie, è quella Wi-Fi. La medesima tecnologia che consente di connettere senza fili i nostri cellulari, tablet e PC ad Internet, infatti, può anche essere sfruttata per localizzare gli asset. Viene applicato sugli oggetti da tracciare un tag, ovvero un dispositivo specializzato, alimentato a batterie, che trasmette periodicamente un messaggio (usando una connessione Wi-Fi). Questo messaggio viene ricevuto e utilizzato dall’infrastruttura Wi-Fi (access point specializzati, opportunamente posizionati nell’area da monitorare) in modo da ricostruire la posizione approssimata del tag (e quindi dell’asset) con una precisione nell’ordine di qualche metro.

Bluetooth

Una delle tecnologie più diffuse di localizzazione è quella Bluetooth, in particolare la versione a basso consumo energetico denominata BLE (Bluetooth Low Energy). Questa tecnologia (sostanzialmente analoga a quella che ci consente di indossare delle cuffiette collegate senza fili ai nostri smartphone) si basa sull’applicazione agli asset di tag a batteria, delle dimensioni poco più grandi di una moneta da 2 euro. I tag trasmettono periodicamente un messaggio che viene raccolto da appositi dispositivi dislocati opportunamente nell’area da monitorare e che sono i grado di ricostruire quella che viene chiamata “localizzazione di prossimità”, ovvero l’associazione al tag (e quindi all’asset) della posizione relativa all’area più vicina al tag in questione. La precisione è quindi quella cosiddetta di area, che può essere ad esempio una stanza, una porzione di un salone più ampio, o di un corridoio, oppure di un magazzino. Le recenti evoluzioni della tecnologia BLE hanno portato a versioni del protocollo che consentono a questa tecnologia di arrivare ad una precisione di localizzazione centimetrica, quindi analoga alla prossima tecnologia che descriviamo.

UWB

Un’altra tecnologia diffusa è quella Ultra Wide Band (UWB). Questa tecnologia ha recentemente acquisito maggiore notorietà da quando Apple ha deciso di dotare i suoi iPhone di un chip UWB per ritrovare le cuffiette AirPods o per migliorare l’identificazione dei dispositivi AirDrop, in quanto l’Ultra Wide Band ha una precisione di localizzazione che può arrivare fino a qualche centimetro. Come per il BLE, ci si basa sull’applicazione agli asset di tag a batteria che trasmettono periodicamente un messaggio raccolto da appositi dispositivi dislocati opportunamente nell’area da monitorare. In questo modo viene ricostruita la posizione dei tag (e quindi degli asset) con elevata precisione.

RFID

Se l’esigenza non è tanto di localizzazione quanto più di rilevamento degli asset nel passaggio da specifici punti o varchi, viene generalmente utilizzata la tecnologia RFID (Radio Frequency IDentification). Questa tecnologia si basa sull’applicazione all’asset di un tag sotto forma di etichetta auto-adesiva, più o meno complessa a seconda se l’asset è metallico oppure no. La rilevazione dei tag è affidata ad apposite antenne, dislocate opportunamente in modo da coprire i punti di passaggio o i varchi (anche virtuali) che si vogliono realizzare. Il tag non è dotato di batteria; la tecnologia viene anche chiamata passiva perché l’energia per leggere i tag arriva direttamente dal campo elettromagnetico generato dalle antenne.

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Etichetta RFID

QRCode

I diffusissimi codici a barre (presenti ormai sulla totalità dei prodotti e componenti in circolazione) e i sempre più diffusi QRCode (Quick Response Code) in grado di immagazzinare un contenuto informativo maggiore di quello dei codici a barre, sono tecnologie sostanzialmente analoghe a quella RFID. Ciò che cambia è la struttura e la modalità di lettura delle etichette. Queste tecnologie abilitano il riconoscimento degli asset e l’automazione di particolari processi come ad esempio quelli logistici. I tag RFID possono essere letti automaticamente anche da metri di distanza ed in modo massivo, ma i più semplici codici a barre consentono ad esempio a UPS di far funzionare in modo automatizzato il loro principale centro di smistamento pacchi internazionale con una rete intricata di nastri trasportatori che operano con un’unica regola: l’etichetta di spedizione con il relativo codice a barre deve essere posta verso l’alto in modo da essere visibile dagli appositi lettori dislocati lungo il percorso.

GNSS

Una tecnologia molto diffusa che ha invece applicazioni all’aperto (outdoor) è quella GNSS (Global Navigation Satellite System), che consente la geo-localizzazione con una precisione di pochi metri. Comprende vari sistemi (come il più noto GPS e i forse meno noti Glonass e Galileo) che sono alla base di servizi che normalmente utilizziamo come quelli di navigazione satellitare (dal navigatore in automobile o tramite applicazioni come Google Maps sugli smartphone, ai cosiddetti antifurto satellitari). Per il tracciamento degli oggetti, viene fissato un tag a batteria (tracker) che trasmette periodicamente la propria posizione (sotto forma di coordinate geografiche) al servizio di Asset Tracking.

5G

Un importante apporto tecnologico è atteso a breve dalla tecnologia 5G che, nelle ultime fasi di rilascio, porterà alla possibilità di localizzare tracker o dispositivi 5G con elevata precisione (fino ad un metro), sia che si trovino all’aperto, sia all’interno di edifici. È la rete stessa che localizza, quindi non occorre un’infrastruttura aggiuntiva. Il 5G è l’unica tecnologia in grado di operare con questa precisione sia outdoor, sia indoor.

Come valutare le complessità del contesto

Come si è detto, il tracciamento degli asset è applicabile a numerosissimi contesti. In ciascuno di essi, sia esso industriale, di produzione, aziendale (uffici e servizi), logistico, ospedaliero o sanitario, vanno tenute bene in considerazione le caratteristiche peculiari degli ambienti in cui si deve operare. Questa attenzione si sviluppa su varie tematiche.

Gli ambienti (soprattutto quelli industriali, ma anche ad esempio quelli ospedalieri) sono caratterizzati da fattori fisici e ambientali che possono rendere anche complessa l’operatività. Le tecnologie di tracciamento degli asset richiedono quasi sempre un’apposita survey radio atta a stabilire la migliore posizione (impiantistica ed operativa) per gli apparati che realizzano l’infrastruttura di localizzazione. Questa survey deve essere molto spesso eseguita durante la normale esecuzione delle attività quotidiane e richiede quindi accortezze e attenzione che si acquisiscono con la pratica.

Inoltre, i medesimi fattori fisici e operativi così come quelli legati alle normali attività, contribuiscono alla determinazione della tecnologia, delle caratteristiche e dislocazioni degli apparati. Occorre ad esempio considerare vincoli di installazione (ad esempio per la presenza di parti in movimento, o di specifici ingombri, o delle dimensioni e tipologia degli asset da tracciare), oppure operativi (passaggio da specifiche aree o corridoi), o ambientali (presenza di fumi, di pulviscolo, particolari temperature, compatibilità elettromagnetica).

In tutti i casi, un altro livello di complessità è sempre legato alla necessità di integrazione con i sistemi aziendali (non sempre standard e centralizzati). Questa integrazione è di fondamentale importanza per ricavare dall’asset tracking i massimi vantaggi ed è l’elemento base per il miglioramento e l’innovazione dei processi interni.

Alcuni esempi di utilizzo dell’asset tracking

Per capire meglio come l’asset tracking sia in grado di amplificare la capacità di un’azienda di migliorare i suoi processi interni, possiamo considerare alcuni esempi di applicazioni concrete.

eHealth

Un primo esempio riguarda l’ambito ospedaliero, che presenta tutta una serie di opportunità di tipo esecutivo e di pianificazione. In questo caso, il tracciamento degli asset può fornire un aiuto determinante per realizzare sistemi di mappatura della posizione di dispositivi rilevanti per le attività di cura o emergenziali.

Ad esempio, è possibile conoscere in tempo reale la posizione di macchinari diagnostici e operativi (ecografi, elettrocardiografi, sfigmomanometri digitali, pulsossimetri, monitor, defribillatori, pompe infusionali, o anche meno costosi ma non meno importanti come i gorgogliatori) per ridurre al minimo i tempi di ricerca e raccogliere informazioni essenziali sulle loro statistiche di utilizzo. Oltre a velocizzare le attività operative, si ha a disposizione una base dati per migliorare le pianificazioni, i flussi lavorativi (ad esempio le dislocazioni) e le manutenzioni. Ad esempio, si possono identificare dispositivi poco utilizzati in un reparto, con altri dispositivi sempre in movimento in altri reparti in sofferenza, oppure identificare il continuo passaggio di dispositivi da un reparto ad un altro, o ancora ricevere allarmi quando un dispositivo che dovrebbe normalmente restare in una certa posizione o area viene spostato.

Logistica

Un secondo esempio riguarda la logistica e in particolare la gestione dei magazzini. Una problematica tipica di questo contesto (indipendentemente dallo scenario industriale o più generalmente aziendale) è quello della rapida e corretta individuazione di prodotti, componenti, scorte o altri asset che vengono continuamente immagazzinati, movimentati, cercati, spediti e così via. Con la giusta tecnologia ed integrazione con i processi esecutivi, si possono sveltire e rendere più deterministiche queste operazioni. Non solo: in unione alle possibilità di sensorizzazione date dall’IoT (Internet of Things), è possibile realizzare scenari che comprendono ad esempio anche il monitoraggio continuo delle condizioni ambientali di stoccaggio (il rispetto delle temperature per la cosiddetta catena del freddo è una tematica attualmente molto in auge in relazione alla conservazione e trasferimento dei vaccini anti-Covid). Un grosso vantaggio delle tecnologie di Asset Tracking è che proprio i tag utilizzati per il tracciamento esistono anche in versioni che integrano i sensori aggiuntivi richiesti, come termometri e accelerometri.

Manifatturiero

Un ulteriore esempio è quello industriale e in particolare manifatturiero. Il tracciamento degli asset è in grado di generare grosso valore aggiunto se applicato al contesto della linea di produzione. Una volta risolto l’aspetto tecnologico e quello legato al posizionamento dei tag (i prodotti o semilavorati che vengono movimentati possono già presentare zone dove poter collocare i tag oppure, in molte linee di produzione, prodotti e componenti vengono movimentati utilizzando pallet, cestoni, vassoi o altre strutture atte allo scopo), l’Asset Tracking fornisce ai sistemi di fabbrica informazioni di interesse rilevante sull’andamento in tempo reale della produzione. In unione al tracciamento anche in altre aree come quelle di magazzino, consente di realizzare scenari altamente integrati tra shop-floor e logistica.

Inoltre, una specializzazione della soluzione per applicazioni di controllo della produzione (workload control) consente di migliorare la capacità di coordinamento e controllo del flusso di componenti attraverso le isole di lavorazione, ovvero quegli elementi in grado di effettuare tutte le trasformazioni richieste per passare dai materiali di base ai prodotti finiti. L’analisi e monitoraggio del lavoro in corso (WIP – Work in Process), attraverso i diagrammi di throughput e i diagrammi di avanzamento degli ordini, permettono di stabilizzare la quantità di lavoro che fluisce all’interno dello shop-floor e di ottimizzare le risorse che si trovano nelle fasi di trasformazione.

asset tracking

I benefici dell’asset tracking

Le soluzioni di asset tracking portano ad ottenere benefici che vanno al di là dello specifico obiettivo del tracciamento. Infatti, oltre a rendere disponibili informazioni utilizzabili in tempo reale per trovare gli asset e conoscerne il loro movimento, realizzano una base dati essenziale per conoscere, approfondire, migliorare ed anche innovare i processi interni.

La conoscenza in tempo reale e su base storica della posizione e movimentazione e dello stato degli asset come prodotti o semilavorati, mezzi (muletti e AGV – Automated Guided Vehicles), apparecchiature, attrezzature e strumenti di lavoro o dispositivi di sicurezza, è un’informazione rilevante nella gestione aziendale. Infatti, contribuisce in modo sostanziale a:

  • accelerare enormemente la ricerca degli asset, con un sostanziale risparmio del tempo normalmente speso in azienda per queste attività;
  • conoscere, monitorare ed ottimizzare i percorsi e gli spazi di movimentazione e di manovra che riguardano gli asset;
  • ottimizzare la pianificazione degli approvvigionamenti e delle manutenzioni;
  • bilanciare la concorrenza nell’uso dei mezzi, degli strumenti o dei dispositivi di sicurezza;
  • automatizzare la gestione degli inventari e l’individuazione dei beni;
  • conoscere come vengono usati prodotti e dispositivi all’interno dei processi produttivi o esecutivi;
  • conoscere in anticipo la posizione degli strumenti e delle apparecchiature (anche di emergenza);
  • ricevere e gestire in tempo reale gli eventi legati all’uscita o all’ingresso degli asset da aree specifiche;
  • raccogliere informazioni sull’uso degli asset nel tempo, utili per ottimizzare i processi interni e rilevare eventuali problematiche o colli di bottiglia (anche grazie alle soluzioni di Analytics per effettuare analisi su base storica, identificare correlazioni anche nascoste, individuare possibili operazioni proattive, derivare trend e predizioni).

I passi necessari per adottare una soluzione di asset tracking

Si può affermare che non esiste una ricetta universale, applicabile in qualsiasi contesto. L’uso dell’IoT in azienda non è certo una novità per chi ha già intrapreso un percorso di trasformazione digitale. Le aziende che invece hanno intenzione di iniziare questo percorso, o stanno muovendo i primi passi, avranno probabilmente bisogno di un advisor per aiutarle a fare le scelte più opportune ed a strutturare un processo incrementale.

Nella nostra esperienza, i passi che sono necessari sono generalmente:

  • lavorare insieme al cliente per identificare, analizzare e capire bene i requisiti, ma soprattutto le aspettative, per costruire una roadmap chiara basata fondamentalmente sulle priorità di intervento, avendo sempre chiari gli obiettivi finali del percorso di digitalizzazione;
  • lavorare con i partner industriali (come ad esempio i produttori dei dispositivi di tracking specializzati) per identificare la tecnologia più corretta in relazione alle caratteristiche dell’ambiente in cui operare ed ai risultati attesi;
  • curare particolarmente l’integrazione con i sistemi informativi aziendali, per sfruttare al massimo le informazioni ottenibili;
  • avere la capacità di integrare diverse tecnologie, in modo trasparente, per rispondere al meglio ai requisiti ed alle attese;
  • garantire lo sviluppo incrementale delle soluzioni e la compatibilità con nuovi requisiti o evoluzioni tecnologiche più recenti, come il 5G.

Per concludere con una citazione dalla celebre serie televisiva di genere storico Vikings, “È giusto navigare con la speranza e con il coraggio, ma è ancora meglio navigare con la conoscenza”. I benefici della digital transformation passano anche dalla piena comprensione e padronanza delle dinamiche di funzionamento interne.

Video: fonte Italtel
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