Le tecnologie di Industria 4.0: Internet of Things (IoT)

Internet of Things - Smartphone image

Si parla spesso di quarta rivoluzione industriale, indicata con il termine “industria 4.0” ma ancora ci si chiede cosa sia e quali siano i concetti chiave e le tecnologie abilitanti.  In modo molto sintetico possiamo dire che si tratta della possibilità di realizzare imprese in cui le macchine interagiscono fra loro e, in base alle informazioni disponibili, consentono di adeguare la produzione in base alla domanda o altri fattori esterni oppure richiedere manutenzione prima del verificarsi di un guasto e comunque solo quando serve.

Possiamo allora dire che i due pilastri fondamentali della quarta rivoluzione industriale sono le macchine connesse in rete e l’insieme dei dati prodotti e scambiati.

Per poter approfondire le caratteristiche di industria 4.0 bisogna partire, quindi, da queste due grandi premesse: l'”Internet delle Cose” ed i “Big Data“.
Iniziamo a vedere cosa sono gli oggetti connessi alla rete o, meglio, cosa è “la rete degli oggetti” (Internet Of Things). Questa espressione è stata coniata nel 1999 da Kevin Ashton in merito alla possibilità di interconnessione di oggetti ma in realtà si può parla concretamente di “Internet delle cose” da quando il numero di oggetti connessi ha superato la popolazione mondiale nel 2009.

Oggi, ed ancora di più in un futuro non troppo remoto, ogni elettrodomestico, dispositivo (dal TV allo smartphone) o qualunque cosa vi venga in mente, può essere dotata di un sistema di connessione ad Internet e, soprattutto i vari “oggetti” possono scambiarsi dati fra loro, realizzando il cosiddetto Machine To Machine (M2M) cioè le macchine possono scambiarsi informazioni ed ordini fra loro senza passare da un umano.

Facciamo un passo indietro: prima vi era solo il PC ed il suo utente, poi i PC vennero connessi fra loro in rete e quella più diffusa è stata “Internet“. Gli uomini hanno potuto così scambiarsi fra loro informazioni e servizi (dalla posta elettronica ai siti web, per citare solo i più famosi). Poi grazie alle tecnologie elettroniche che hanno miniaturizzato i componenti e fornito la possibilità di eseguire software anche su dispositivi “autonomi”, non collegati ad un PC per funzionare, è stata la volta degli smartphone, smart TV ecc.

L’aggettivo “smart” sta proprio ad indicare la capacità del dispositivo di avere una “intelligenza” a bordo, cioè elettronica e software in grado di connettere l’oggetto ad internet e scambiare dati.

Vediamo attraverso l’esempio pratico e molto semplice di una stampante, che oggi ci sembra naturale trovare connessa in rete e non necessariamente “intelligente”, l’evoluzione di un particolare “oggetto” da “periferica” a dispositivo autonomo.

Per focalizzare l’esempio pensiamo ad un tipico ufficio: in principio la stampante era connessa ad un particolare PC ed in pratica vi era una stampante per ogni operatore. Con l’avvento delle reti aziendali fu possibile condividere risorse fra i computer, come files, cartelle ed anche stampanti: per poter stampare con una stampante condivisa, si doveva “accedere” in qualche modo ad un PC che metteva a disposizione la sua “risorsa”. In questo modo la stampante era ancora una  periferica di un PC connesso in rete. L’evoluzione si è avuta con l’installazione a bordo di schede di rete e di quel minimo di capacità di calcolo che le consente di collegarsi e scambiare dati con la rete (intranet aziendale o internet per ora non fa differenza). In questo modo abbiamo un “oggetto” che è autonomamente raggiungibile, con un proprio indirizzo: non occorre nessun PC intermediario ma chiunque (sulla rete) può connettersi a quella stampante e non occorre nessun “server di stampa” per gestire le code delle richieste perché lo fa la stampante, in modo “autonomo”. Si potrebbe dire che il server di stampa è embedded nella stampante, ma dal punto di vista concettuale non c’è bisogno di uno strumento “esterno” per poter utilizzare la stampante.
Con le tecnologie attuali le “stampanti di rete” oltre a gestire la coda delle richieste possono inviare messaggi relativi al livello del toner o, per le multifunzione, inviare le acquisizioni dello scanner direttamente al PC (o e-mail) dell’interessato.

Quali possono essere le evoluzioni future, per una piena realizzazione dell’Internet delle cose in questo caso specifico? ad esempio si potrebbe giungere ad un approccio “collaborativo” fra le stampanti: se una è guasta, o ha una coda eccessiva da smaltire potrebbe smistare le richieste ad un’altra stampante (secondo alcune regole predefinite, ad esempio minimizzando il percorso per raggiungerla da parte dell’interessato) oppure avvisare il responsabile che sta per finire la carta (e magari inviare la richiesta ad un “magazzino informatizzato” che fa partire l’ordine di acquisto quando necessario).

L’esempio visto sembra limitato ad un ufficio con la sua rete locale, ma se pensiamo alla possibilità che le informazioni possano essere condivise fra varie sedi di una grande azienda (ancora: il toner per un acquisto centralizzato, ma anche il numero di stampe effettuate per analisi a-posteriori) il concetto di internet degli oggetti dovrebbe essere chiaro.

Se cambiamo prospettiva e pensiamo ai macchinari di una catena produttiva che, se connessi in rete, possono inviare i dati relativi al loro stato “alla rete” (cioè non ad un utente specifico) e possono ricevere ordini “dalla rete” (ad esempio il progettista è dall’altra parte del mondo rispetto al sito produttivo) possiamo intuire il valore dell’internet delle cose come tecnologia abilitante per l’industria 4.0.

In un prossimo articolo vedremo, sviluppando ulteriormente l’esempio della stampante, come si generano, a cosa possono servire e come si trattano i dati generati ed immessi in rete per poter poi finalmente descrivere ed affrontare nello specifico le caratteristiche della quarta rivoluzione industriale.

Quali oggetti di uso comune avete già connesso ad Internet? Ci sono esempi che volete raccontare o qualche aspetto da approfondire? Scrivetelo nei commenti e se questo articolo vi è piaciuto condividetelo sul social che preferite.

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