(Italiano) Art. 109 AO 391 Giu-Lug 2016 – Quarta rivoluzione industriale

Sorry, this entry is only available in Italiano.

Un’occasione per riacquisire competitività, ma è necessaria una trasformazione attenta che comprenda a fondo il fenomeno per evitare ricadute sul livello occupazionale.

La nuova offerta di tecnologie innovative a servizio del mondo manifatturiero, Industrial Internet of Things, Industrial Analytics, Cloud Manufacturing, Advanced HMI, Additive Manufacturing e Advanced Automation cambia il modo di pensare la manifattura, che diventa ‘smart’. Questo permetterà di ridurre il time-to-market dei prodotti, aumentare l’efficienza degli impianti e nasceranno nuovi business. Questa opportunità ha una valenza strategica per l’Italia. Il nostro Paese è in primo luogo a vocazione industriale: l’Industria genera, tra valore diretto e servizi indotti, oltre il 50% del PIL e, non a caso, attorno all’industria e alla manifattura si polarizzano numerose eccellenze ‘certificate’ del nostro Paese, dalla ricerca tecnologica e accademica al design. Se da una parte la quarta rivoluzione industriale costituisce l’opportunità di recuperare la competitività persa nei confronti dei paesi di nuova industrializzazione, dall’altra avrà un impatto sul mondo del lavoro che richiede una particolare attenzione sia in termini macro (livelli occupazionali) sia in termini micro (natura del lavoro ‘umano’ nel futuro). L’effetto di questa rivoluzione sul mondo del lavoro ha acquisito grande rilievo, anche mediatico, soprattutto perché negli ultimi mesi sono stati resi pubblici alcuni studi che hanno fatto molto scalpore, delineando diversi scenari sul saldo occupazionale che ne deriverà; oltre a destare la nostra attenzione, però, dobbiamo riconoscere che essi lasciano aperti degli interrogativi sul fenomeno che in primo luogo resta ancora difficile da interpretare. A gennaio al World Economic Forum (WEF) si è parlato ampiamente della ripercussione sul mercato del lavoro di questa trasformazione e sono stati tentati i primi bilanci. Il risultato di quell’analisi evidenzierebbe un saldo occupazionale negativo di 5 milioni di posti di lavoro nel quinquennio 2015-2020 per le prime 15 potenze manifatturiere mondiali (in particolare: 7 milioni di posti di lavoro persi a fronte di 2 milioni di nuovi posti creati). Se si considera tuttavia che la base campionaria su cui è realizzato questo studio è costituita da paesi del mondo che danno occupazione a circa 1,9 miliardi di persone, il saldo negativo di 5 milioni appare un risultato poco consistente. Una seconda difficoltà intrinseca di questi studi è legata alla specificità dei singoli contesti: ad esempio, The Boston Consulting Group ha analizzato recentemente la trasformazione in atto nelle mansioni dei lavoratori nel contesto tedesco, arrivando a prevedere un saldo occupazionale lievemente positivo. In quest’ultimo studio la previsione sembra più ottimistica, ma d’altro canto non è detto che un’analisi nel contesto specifico della Germania abbia validità generale. Dal punto di vista macroeconomico le tre rivoluzioni industriali precedenti hanno certamente segnato grandi punti di discontinuità, ma nel contempo hanno stabilito nuovi equilibri nell’occupazione e nella tutela sociale, nella creazione e ridistribuzione della ricchezza. Non sono stati esclusi segmenti della popolazione dal mondo del lavoro, anzi: ognuna di queste discontinuità ha in primo luogo cambiato il concetto di lavoro. In definitiva, le precedenti rivoluzioni hanno portato maggiore qualità della vita e del lavoro, un incremento del benessere e dell’aspettativa di vita sana, un incremento del livello di istruzione e anche di partecipazione sociale. Guardando alla storia, dunque, il cambiamento che stiamo vivendo rimane da leggere in chiave positiva. Ovviamente nel breve termine ci potranno essere saldi occupazionali negativi (con le naturali tensioni che ne discenderanno): una gestione attenta del transitorio è il fattore chiave affinché questa trasformazione non si traduca in una perdita di occupazione che si protrarrà nel lungo termine. La preoccupazione delle istituzioni deve quindi vertere sulla gestione della prima fase della trasformazione, dove è indispensabile capire la dinamica delle professionalità e dei nuovi skill ricercati: occorre assistere il cambiamento, la formazione e in alcuni casi sarà indispensabile disegnare degli opportuni ammortizzatori sociali. È importante gestire attentamente il transitorio soprattutto perché questa rivoluzione si sta imponendo con una grande velocità su tutti i settori e richiede investimenti strategici orientati al medio-lungo termine che vengono talvolta snobbati dalle imprese: oggi si hanno spesso incentivi e strumenti di controllo eccessivamente orientati ai risultati di breve termine (valore di borsa, indicatori di bilancio per azionisti e creditori ecc.) mentre i meccanismi sociali di riconversione e ri-professionalizzazione della forza lavoro non hanno la stessa velocità ed efficacia. La difficile sfida che spetta a ogni Paese consiste nel progettare dei meccanismi di reinserimento professionale (attraverso la formazione) per non perdere occupazione; gli effetti di carenze su questo tema sono ormai ben visibili in Italia, dove è necessario ricreare e ridistribuire le competenze che servono. La buona notizia è che il 2016 sarà l’anno in cui la trasformazione digitale dell’industria sarà, giustamente e finalmente, al centro del dibattito politico ed economico italiano. Abbiamo incontrato alcune aziende del settore ICT e dell’automazione industriale. Ci hanno fornito un’ampia visione di come cambiano le figure professionali a seguito delle nuove tecnologie di Industry 4.0 con alcune indicazioni legate a questa importante trasformazione industriale.

Hanno risposto alle nostre domande: Alberto Muritano, CEO di Posytron (www.posytron.com), Francesco Tieghi, responsabile digital marketing ServiTecno (www.servitecno.it), Guido Porro, managing director Euromed Dassault Systèmes (www.3ds.com/it/), Cristian Randieri, president & CEO di Intellisystem Technologies (www.intellisystem.it), Michele Dalmazzoni, collaboration & business outcome leader Cisco Italia (www.cisco.com/c/it_it), Giuseppe Biffi, Simatic PLC group manager di Siemens Italia (www.siemens.it), Diego Tamburini, manufacturing industry strategist di Autodesk (www.autodesk. it), Ezio Fregnan, Comau HR training manager (www.comau.com), Giuseppe D’Amelio, IM Solutions & Services director – Information & imaging Solutions di Canon Italia (www.canon.it), Paolo Carnovale, head of product marketing industrial di RS Components (it. rs-online.com), Sophie Borgne, marketing director – Industry di Schneider Electric (www.schneider-electric.it).

Di seguito riportiamo l’estratto dell’articolo riguardante le risposte date da parte del nostro Presidente e CEO Cristian Randieri

1) Quali sono le professioni più ‘a rischio’ in tema Smart Manufacturing sulle quali intervenire sin da ora attraverso azioni di riprofessionalizzazione?

Sul fronte occupazionale, lo sviluppo dello Smart Manufacturing avrà sicuramente effetti nell’immediato sui livelli occupazionali, per via di una naturale e progressiva sostituzione dell’uomo da parte delle macchine nello svolgimento di diverse mansioni. In quest’ottica, a mio avviso è necessario fare delle considerazioni preliminari per ridimensionare i timori così tanto diffusi tra gli addetti del settore. Storicamente è noto che con le precedenti rivoluzioni industriali sono diventati obsoleti molte professioni e mestieri, parallelamente sono anche nate molte nuove figure professionali e tecniche, capaci di rispondere alle nuove esigenze delle imprese. Va evidenziato inoltre che qualsiasi tentativo che cerchi di frenare i cambiamenti e rallentare il processo di trasformazione dell’industria italiana in chiave 4.0, rischierebbe di porre il nostro Paese in seconda linea rispetto alla altre potenze manifatturiere mondiali ed europee, con effetti sicuramente ancor più gravi sull’occupazione. Dalla ricerca ‘The Future of the Jobs’ presentata al World Economic Forum è emerso che, nei prossimi anni, fattori tecnologici e demografici influenzeranno profondamente l’evoluzione del lavoro. Alcuni di questi, quali la tecnologia del cloud e la flessibilizzazione del lavoro, stanno influenzando le dinamiche già adesso e lo faranno ancora di più nei prossimi anni. L’effetto stimato prevede la creazione di 2 milioni di nuovi posti di lavoro, con la contemporanea scomparsa di 7, con un saldo nettamente negativo di oltre 5 milioni di posti di lavoro. Le stime riguardanti l’Italia riportano un pareggio (200 mila posti creati e altrettanti persi), sicuramente meglio di altri Paesi europei come la Francia e la Germania. Si stima che le maggiori perdite si concentreranno nelle aree amministrative e della produzione: rispettivamente 4,8 e 1,6 milioni di posti persi. Secondo la ricerca compenseranno parzialmente queste perdite l’area finanziaria, il management e più in generale tutti i lavoratori impiegati nei settori denominati STEM, acronimo di Science, Technology, Engineering, Mathematics (matematica, informatica, scienze naturali, tecnologia). Cambieranno di conseguenza le competenze e le abilità professionali ricercate: nel 2020 il problem solving manager rimarrà la soft skill più ricercata, ma diventeranno più importanti il pensiero critico e la creatività.

2) Da dove si può partire per la trasformazione di un’impresa in un’Industria 4.0?

Purtroppo ancora oggi il tessuto industriale italiano, anche nelle aree più industrializzate del Paese, si rivela ‘inconsapevole’ di cosa sia Industria 4.0: per molte imprese resta un’enunciazione di principio e di interesse, per altre è un tema da approfondire nel cui intorno costruire realmente una strategia imprenditoriale. Occorre quindi sensibilizzare il tessuto impren ditoriale al fine di far conoscere le caratteristiche fondamentali di Industria 4.0 e i principali abilitatori tecnologici, oltre che per sfruttare la presenza di alcune best practice che evidenzino le opportunità offerte dalla trasformazione digitale sullo sviluppo del business. Tale azione pur essendo fondamentale non è sufficiente se non è accompagnata da una serie di misure, alcune più generali di politica industriale e altre più specifiche, per far sì che il sistema industriale del Paese riesca a portare avanti un modello di sviluppo incentrato sull’innovazione e sulla conoscenza. Industria 4.0 oggi non può prescindere da un investimento forte sui temi della ricerca e innovazione. Per questo è necessario intervenire sin da subito a sostegno della domanda di innovazione delle imprese prorogando le attuali misure di incentivazione e detassazione per stimolare gli investimenti delle imprese. Per alimentare una trasformazione costante del tessuto industriale verso modelli di Industria 4.0, occorre supplire alle difficoltà che le PMI, incontrano nel sostenere investimenti in innovazione, così come nell’individuare i soggetti pubblici o privati cui far riferimento per soddisfare la propria domanda di innovazione tecnologica e digitale. È fondamentale pertanto agire sul fronte del trasferimento della conoscenza, dando vita sul territorio a Digital Innovation Hub, dove le imprese possano scambiarsi tecnologie e business service digitali e cominciare a sviluppare nuove soluzioni e modelli di business, nonché individuare le competenze e le tecnologie da acquisire in tutte le fasi della creazione del valore. Occorre investire anche nel capitale umano puntando sulla competenza e la tecnica di figure professionali e manageriali formate, autonome e responsabili, che siano in grado di rafforzare la competitività delle imprese italiane. Ciò, potrà essere possibile stimolando la formazione digitale delle figure dirigenziali in azienda, nonché inserendo nel contesto aziendale soggetti come i ‘digital enabler’ in grado di diffondere le conoscenze e competenze digitali necessarie.

___________

Tavola Rotonda – Automazione Oggi N. 391 (Giugno-Luglio 2016), pubblicata da G. Miragliotta e C. Marchisio.

Per scaricare l’Intervista pubblicata sulla rivista, seguire il link riportato di seguito http://www.intellisystem.it/it/portfolio/ao-giugno-luglio-2016-2/

(Italiano) Art. 110 AS 5 Giu-Lug 2016 – Telecontrollo industriale via satellite

Sorry, this entry is only available in Italiano.

 Itsat è la nuova linea di prodotti Hi-tech sviluppata da Intellisystem Technologies, che fornisce un sistema di video controllo remoto industriale, capace di riprendere e rendere fruibili immagini a colori, anche in termografia, utilizzando una connessione dati via satellite di tipo geostazionario. I sistemi proposti integrano la tecnologia Web Embedded Server basata sul sistema operativo Linux, garantendone affidabilità, scalabilità e robustezza. Grazie al sistema di trasmissione dati implementato è possibile svincolarsi da qualsiasi infrastruttura di rete terrestre, sia essa cablata sia wireless (rete Adsl, Hdsl o cellulare). La connettività satellitare, grazie alle opportune interfacce Ethernet, permette la completa tele-gestione da remoto e il controllo del corretto funzionamento degli impianti. I punti forza della soluzione Itsat sono la totale indipendenza dalle varie infrastrutture di rete locali, sia in termini contrattuali sia di affidabilità, e la riduzione dei costi e tempi per la messa in opera dei sistemi. Occorre solamente effettuare il puntamento dell’antenna paraboloide e interfacciare il sistema con altri impianti. Questa soluzione permette inoltre anche la totale portabilità, poiché, all’interno della stessa area geografica di competenza del transponder satellitare selezionato, è sufficiente riposizionare l’antenna paraboloide senza modificare i contratti. Grazie alla copertura globale dei servizi Itsat è possibile creare dei Data Center mirati alla gestione di più impianti dislocati in punti diversi del pianeta. Sfruttando appieno l’elevata banda passante della comunicazione satellitare è possibile prendere in considerazione anche operazioni di tipo real-time capaci di effettuare interventi di diagnosi predittiva sulle parti meccaniche rotanti soggette a normale usura secondo le più moderne tecniche di predictive analisys. Inoltre, è possibile anche veicolare all’interno della connessione un canale telefonico VoIP e remotizzare i sistemi di videosorveglianza già presenti nel luogo d’installazione, offrendo maggiore supporto in termini di sicurezza e per tutte le inevitabili attività di manutenzione ordinarie da effettuare on-site.

Itsat è una soluzione wireless di video controllo remoto ideale in luoghi senza infrastruttura di rete

A cura di Cristian Randieri. Articolo pubblicato sulla rivista Automazione e Strumentazione N. 5 – Giugno/Luglio 2016.

Per scaricare l’articolo pubblicato sulla rivista, seguire il link riportato di seguito http://www.intellisystem.it/it/portfolio/as-giugnoluglio-2016

(Italiano) 129 AO 394 Nov-Dic 2016 – Automazione e manutenzione predittiva nell’era del cloud

Sorry, this entry is only available in Italiano.

Nell’era dei Big Data, anche per il mondo dell’automazione c’è una reale esigenza di migliorare e aggiornare i sistemi tradizionali di process data analytic integrandoli con le più recenti innovazioni tecnologiche nei settori del data mining e del machine learning. Ma per questo è opportuno rivedere alcune cose

Oggi più che mai le aziende manifatturiere posseggono un grande patrimonio informativo in termini di dati potenzialmente raccolti, derivante dagli interventi di manutenzione, dai sistemi di sensoristica applicati alle macchine. Questi dati se incrociati con altre informazioni aziendali esogene possono fornire utili indicazioni per migliorare il servizio stesso di manutenzione in termini di riduzione dei costi e dei disagi per i clienti. Non bisogna però trascurare il fatto che il trattamento di grandi moli di dati, prodotti dai molteplici sensori applicati alle macchine negli impianti produttivi, risulta un’attività complessa non solo per il volume dei dati in gioco ma anche per la loro eterogeneità e la velocità con la quale possono variare. Si tratta di attività di analisi che stanno guadagnando sempre maggiore attenzione in ambienti industriali evoluti e ben strutturati, spesso in relazione al termine Data Mining e Big Data che di norma, per l’enorme mole di dati, sono supportate su sistemi Cloud. Ad esempio utilizzando le tecniche di Machine Learning è possibile stimare la vita utile residua di un qualsiasi apparato installato in una catena di produzione. Nel mercato esistono di fatto diversi tool capaci di fornire un’ampia scelta di strumenti per estrarre informazioni e valore da questi dati (da qui il concetto di Data Mining), in modo da poter intervenire sull’ottimizzazione della progettazione di macchine, poter realizzare tool per la prognostica e la manutenzione preventiva, la diagnostica e tante altre applicazioni mirate all’ottenimento di maggiore efficienza compatibilmente con una riduzione sostanziale dei costi. Intellisystem Technologies si propone per indagare sulle reali possibilità offerte da tecniche di Data Mining e Big Data applicate ai dati integrati provenienti da più fonti interne ed esterne all’azienda, per garantire una manutenzione degli impianti che sia più reattiva e predittiva. Purtroppo ancora oggi per molte aziende quello dei Big Data è ancora solo un tema a prospettiva futuristica. L’intento di Intellisystem è invece quello di operare partendo dal contesto dell’Internet of Things, offrendo soluzioni e tecnologie che supportino e migliorino le attività e il vivere quotidiano di ogni essere umano, in ogni sua manifestazione. Partendo da questo presupposto una delle principali e più rilevanti applicazioni di tale paradigma riguarda tutte le tematiche inerenti la manutenzione. Tema che ancora oggi rimane caldo all’interno delle aziende manifatturiere e che tocca differenti aspetti tra cui la catena produttiva, la logistica e l’organizzazione in termini di soluzioni Enterprice Resource Planning (ERP). Quest’ultime infatti sono sempre più coinvolte nelle attività di manutenzione e nella loro gestione all’interno di tutti i processi aziendali. Adottando il concetto di Industria 4.0 nell’ambito della manutenzione industriale Intellisystem conta di facilitare e promuovere la diffusione, all’interno dei processi aziendali, delle tecnologie IoT e digitali, poiché entrambe rappresentano uno degli ambiti in cui il ritorno degli investimenti è più facilmente stimabile. Considerando che la gran parte delle attività di manutenzione si basano sulla reperibilità delle informazioni, più elevato è il volume delle informazioni messe a disposizione in relazione a impianti, macchinari e singole componenti all’interno della catena di produzione, maggiori sono la rapidità e la precisione con cui sarà possibile intervenire con le attività di manutenzione su di essi.

Interventi su impianti

Nelle attività di manutenzione la condizione ideale sarebbe quella di intervenire sull’impianto in modo preciso e programmato con il personale più adatto, al momento giusto, con gli strumenti più adeguati, ancor prima che il danno avvenga. Le moderne tecnologie IoT sono sicuramente uno degli strumenti che, ad oggi, consentono alle aziende di avvicinarsi maggiormente a questa situazione ottimale. Grazie alla prerogativa intrinseca dell’IoT è possibile raccogliere informazioni dettagliate in tempo reale, sia dai macchinari sia dall’esperienza umana, permettendo l’implementazione di particolari soluzioni basate sul concetto di Data Mining, facendo leva sulle giuste correlazioni e costruendo algoritmi finalizzati a creare, nel lungo periodo, un impianto tipico che si basa sul concetto di Machine Learning. D’altro canto il crescente interesse per il Data Mining deriva dalla confluenza di tre grandi fenomeni tecnologici e scientifici: la diffusione di strumenti per la raccolta e organizzazione di grandi volumi di dati, anche via rete; lo sviluppo di algoritmi più robusti ed efficienti per l’analisi dei dati; la disponibilità a basso costo della necessaria potenza di calcolo richiesta dai metodi di analisi dei dati. Tutto ciò non può prescindere da una conoscenza approfondita dei dati (fonte, struttura, tipologia), raccolta, gestione (salvati, filtrati, archiviati), elaborazione, analisi e di cosa è possibile ottenere da una gestione e analisi sistematica di dati eterogenei.

Quali figure?

Per operare nel contesto del Data Mining diventano sempre più indispensabili nuove figure professionali quali: studiosi di apprendimento automatico (intelligenza artificiale), statistica computazionale, e basi di dati, capaci di sviluppare numerose applicazioni nei settori economico-finanziario, commerciale e delle telecomunicazioni. Tutto ciò implica un profondo riesame anche delle qualifiche in termine di specialisti, infatti nel prossimo futuro ci sarà sempre più spazio per ingegneri, tecnici dei dati (data scientist) e altre figure professionali altamente specializzate. Nello specifico Intellisystem si sta occupando di un progetto pilota atto a promuovere un modello di Manutenzione 4.0, intraprendendo un percorso evolutivo che parte dai servizi più comuni di manutenzione preventiva e si estende in modo naturale e organico alle più moderne soluzioni basate sul concetto di manutenzione predittiva. Tutto ciò ha inizio dalla considerazione che l’implementazione di soluzioni e servizi che consentono la manutenzione preventiva portano alla riduzione dei costi elevati delle attività di manutenzione (dovuti alla scarsa prevedibilità degli eventi critici e ai conseguenti tempi di fermo degli impianti e di conseguenza dell’intera produzione), mentre il raggiungimento di un modello di manutenzione predittiva consentirebbe di raggiungere un’automazione, e quindi un’ottimizzazione più spinta, della manutenzione. A fronte di queste problematiche diversi clienti hanno deciso di intraprendere progetti strategici per inserire all’interno delle proprie fabbriche la tecnologia IoT, connettendo in rete tutti i macchinari di produzione per monitorarne non solo il loro funzionamento ma anche per generare informazioni utili a tutte le attività di manutenzione. Da un punto di vista tecnologico la sfida vera e propria consiste nel collegare in rete in modo uniforme e omogeneo non solo uffici e device mobili e desktop, ma anche impianti e macchinari di produzione. Più facile a dirsi che a farsi, poiché di fatto nella maggior parte dei casi ci si trova a dover connettere in una rete condivisa a tutta la catena di produzione sia macchinari ‘informatizzati’ e tecnologicamente predisposti (ad esempio con soluzioni di Manufacturing Execution System, MES) sia impianti di vecchia generazione ancora isolati in termini di comunicazione con il resto della catena produttiva. Da qui si ritorna alle problematiche tipiche della Digital Transformation di cui ancora oggi soffrono le nostre industrie. Oltre alla problematica della connettività di impianti con diversi gradi di innovazione, un altro tema che ci si trova a dover affrontare riguarda l’individuazione e l’adozione di un unico standard di comunicazione all’interno sia della rete aziendale sia di quella industriale. Infatti per poter trarre pieno vantaggio dai dati che dovranno essere raccolti (e potenzialmente potranno essere raccolti in futuro), ci si trova nella necessità di mettere in comunicazione banche dati disomogenee e dati strutturati in maniera molto diversa. A questo proposito è d’obbligo effettuare particolari percorsi di studio e di analisi della semantica e della struttura delle banche dati, percorso in cui possono essere coinvolti anche università e centri di ricerca specializzati. Anche in questo caso è doveroso ribadire che la cooperazione tra università e industria è qualcosa che in Italia deve essere maggiormente supportata dalle istituzioni, soprattutto quando ci si riferisce alle tematiche come quella dell’Industria 4.0 che racchiude in sé tutte le tecnologie di frontiera.

La sfida

In realtà la sfida più grande riguarda il trasferimento e la diffusione delle tecnologie IoT a tutta la supply chain, in ottica b2b, che coinvolga tutti gli stakeholder, dai fornitori ai rivenditori, fino agli operatori dell’aftermarket. Molto spesso infatti ci si trova ad operare, soprattutto in Italia, all’interno di supply chain eterogeneamente diverse dal punto di vista delle soluzioni tecnologiche adottate. La mancanza di una vera e propria visione globale e condivisa all’interno della supply chain comporta una ridotta portabilità e scalabilità delle soluzioni IoT tra i vari elementi della catena stessa, limitando fortemente l’adozione di queste tecnologie. L’innovazione per essere trasferita anche alle altre imprese necessita di un soggetto promotore che faccia da traino all’interno dell’intera supply chain facendo da riferimento, evidenziando vantaggi e possibilità che l’innovazione può portare all’interno delle aziende di tutta la filiera. Occorrono pertanto nuovi progetti per trasformare le fabbriche italiane in esempi concreti di IoT Connected Data Industry, progetti che necessitano del ruolo di system integrator delle soluzioni IoT al fine di creare una tendenza condivisa nell’adozione e nell’implementazione di nuove tecnologie e nella generazione di servizi a esse correlati. E Intellisystem Technologies può coordinare progetti e interazioni lungo un piano condiviso che coinvolga l’intera catena di produzione: può provare a portare innovazione anche in termini di creazione di sistemi ed esperienze condivise, verso una vera innovazione dell’industria.

A cura di Cristian Randieri. Articolo pubblicato sulla rivista Automazione Oggi N. 394 – Novembre/Dicembre 2016.

Per scaricare l’articolo pubblicato sulla rivista, seguire il link riportato di seguito http://www.intellisystem.it/it/portfolio/ao-novembre_dicembre-2016

(Italiano) Art. 125 – AS n. 7 -Droni per la diagnostica delle linee di trasmissione elettrica

Sorry, this entry is only available in Italiano.

Quando si parla di efficienza energetica dobbiamo riferirci anche e soprattutto all’efficienza delle infrastrutture di trasporto dell’energia. In questo contributo viene presentata una soluzione che prevede l’utilizzo di particolari droni quali nuovi strumenti per la diagnostica delle linee di trasmissione elettrica aeree ad alta e media tensione.

L’efficienza della rete di trasmissione dell’energia elettrica è un requisito fondamentale per lo sviluppo del nostro Paese e per contenere i costi che gravano sulle bollette pagate dai consumatori. La Direttiva 2009/72/ CE al suo interno indica che “Gli Stati membri dovrebbero incoraggiare la modernizzazione delle reti di distribuzione non solo mediante l’introduzione di reti intelligenti (Smart Grids) ma anche mediante dei programmi di ricerca e di innovazione caratterizzati da attività volte allo sviluppo di nuove tecnologie per monitorare, controllare e far funzionare al meglio le reti sia in condizioni normali che di emergenza”. In risposta a questo incoraggiamento, il dipartimento di Ricerca e Sviluppo di Intellisystem Technologies ha messo a punto un nuovo strumento denominato TID (acronimo di Thermal Inspection Drone) per la diagnostica e il monitoraggio delle linee aeree mediante l’utilizzo di particolari droni progettati per un utilizzo a livello industriale.

Il Kit TID (Thermal Inspection Drone) di Intellisystem

La piattaforma

I droni sono dei robot con limitate capacità decisionali comandati a distanza, tipicamente definiti anche con l’acronimo APR (Aeromobili a Pilotaggio Remoto). Il loro primo utilizzo è avvenuto per scopi militari, ma col passare degli anni e grazie alle nuove tecnologie presenti nel mercato hanno iniziato a diffondersi anche nel mercato industriale con svariate applicazioni che permettono di ottenere risultati alla pari delle tecniche che prevedono l’impiego di elicotteri o piccoli aerei caratterizzati da costi di esercizio decisamente maggiori. Di fatto oggi un Drone è meglio definito col termine ‘multi-rotore’, ossia un velivolo radiocomandato che permette di essere utilizzato in svariate applicazioni. Quello che oggi rende questi piccoli velivoli radiocomandati e pilotabili da remoto molto di più di un sofisticato giocattolo per appassionati, è la possibilità di essere equipaggiati con strumentazione molto avanzata che non si limita più alle tradizionali fotocamere, videocamere, strumenti di geo localizzazione. Tant’è vero che oggi sono dei veri e propri strumenti di misura volanti, in grado di librarsi in volo grazie a quattro o più eliche che li rendono del tutto simili a elicotteri in scala ridotta.

Particolare del sistema di ripresa termico

Grazie alle più moderne tecnologie wireless sono grado di raccogliere e trasmettere i dati misurati a terra in modo facile, sicuro ed economico. Parallelamente al mondo dei droni, negli ultimi anni nel settore della manutenzione predittiva degli impianti e delle apparecchiature in genere, si è notevolmente sviluppata la termografia: termine che deriva dalle parole greche ‘thermos’ che significa caldo e ‘gràphen’ che significa disegnare ovvero ‘disegnare il calore’. Partendo dal principio che ogni corpo caldo emette per irraggiamento, in funzione della temperatura che possiede onde elettromagnetiche nel campo dell’infrarosso (invisibili all’occhio umano), la termografia, com’è ben noto, è una tecnica diagnostica non invasiva che permette di individuare valori di temperatura superficiale senza entrare direttamente in contatto con gli oggetti da analizzare attraverso la visualizzazione e la misurazione delle radiazioni termiche emesse dall’oggetto stesso. Queste particolari telecamere producono immagini ad elevata risoluzione, che consentono di ottenere termografie nitide degli oggetti con differenze di temperatura rilevabili con uno scarto di soli 0,2 °C.

Nel caso degli elettrodotti, molto spesso le misure termografiche richiedono ispezioni da postazioni sopraelevate o riprese ravvicinate di oggetti molto alti. Sino ad oggi per fare ciò non rimaneva altro che impiegare una piattaforma aerea o utilizzare potenti teleobiettivi, che nel caso delle apparecchiature termografiche, che montano a bordo lenti al germanio, hanno costi proibitivi. In altri casi, come l’ispezioni di elettrodotti difficilmente accessibili, l’unica soluzione rimaneva quella di utilizzare un elicottero dotato di un’apparecchiatura ancora più sofisticata e costosa. L’avvento dei droni radiocomandati ha aperto una nuova era per le ispezioni termografiche, pur non sostituendo certe operazioni settoriali specialistiche dove aerei ed elicotteri rimangono indispensabili. I droni hanno reso possibile l’ispezione aerea termografica anche negli ambiti più comuni; di fatto l’unione da un lato della tecnologia di questi ultimi e dall’altro quella termografica rappresenta il connubio perfetto tra i due strumenti sofisticati e altamente tecnologici, soluzione vincente per affrontare sopralluoghi e ispezioni in tutta sicurezza e velocità anche negli ambienti più critici.

Grazie al suo team di Ricerca e Sviluppo, Intellisystem Tecnologies ha messo a punto il primo strumento per applicazioni industriali e professionali che permette le ispezioni termografiche a basso costo mediante un drone di ultima generazione che monta a bordo, a seconda del modello, particolari termocamere ultra compatte installate in una piattaforma stabilizzata grazie alla quale è possibile ottenere le massime prestazioni in termini di stabilità delle riprese. Il sistema TID è stato accuratamente testato su diversi campi di utilizzo dimostrando risultati più che positivi che hanno permesso di ottenere foto termiche d’insieme e mappature termiche dall’alto uniche (basti pensare alla semplicità con cui è possibile monitorare un elettrodotto). Grazie ad esso è possibile effettuare ispezioni termografiche su impianti e strutture difficili da esaminare per collocazione o dimensioni, tutto in breve tempo e senza dover allestire ponteggi, utilizzare cestelli o ricorrere a costosi mezzi aerei. La rapidità di accesso, la capacità di avvicinarsi e di spostarsi in tutte le direzioni, di mantenere una posizione per tutto il tempo desiderato ed effettuare riprese da prospettive differenti, tipiche di un drone, consentono di individuare facilmente punti di una struttura in cui risulti necessario un intervento, consentendo una riduzione di costi e tempi in fase di manutenzione.

L’analisi delle linee elettriche

L’ispezione mediante il sistema TID consiste nel filmare la linea ad alta o bassa tensione al fine di individuare la presenza di eventuali punti ‘caldi’ su di essa, quali ad esempio i contatti dei sezionatori, le morsettiere elettriche nei punti di connessione tra linea aerea e quelle in cavo ecc. Tali punti rappresentano ovviamente un’anomalia nel corretto funzionamento del componente oggetto della misura, che in molti dei casi si traduce in una possibile perdita di energia elettrica o peggio ancora in una possibile interruzione di collegamento elettrico, qualora il componente dovesse danneggiarsi ulteriormente. I risultati dell’ispezione vengono in seguito analizzati ed elaborati a terra, consentendo di ottenere i seguenti risultati: analisi della struttura della linea, quali la tipologia degli isolatori, dei pali, armamento, terreno, dispositivi di protezione contro le sovratensioni, condizioni dei trasformatori a palo, condizioni esterne delle cabine ecc.; rilievo delle anomalie georeferenziate (isolatori rotti, strefolature, pali rotti o sbandati, presenza di piante vicino alla linea), per una più rapida individuazione e riparazione delle stesse. L’ispezione delle linee aeree di alta tensione con il sistema TID porta significativi benefici anche in termini di: riduzione dei costi rispetto all’utilizzo dei sistemi convenzionalmente adoperati (elicotteri, arrampicatori industriali ecc.); riduzione dei costi in termini di minor impiego di personale coinvolto nelle operazioni di misura e conseguentemente la relativa riduzione dei tempi di ispezione; maggiore qualità delle immagini grazie ad un approccio visuale ravvicinato; aumento della sicurezza per il personale. Campi di applicazione tipici: controlli periodici di manutenzione predittiva; stima dei danni; analisi dettagliata dei problemi di dispersione della rete, ecc.; analisi della vegetazione cresciuta intorno all’infrastruttura. Il sistema è anche disponibile nella versione a due diverse telecamere, entrambe montate sullo stesso supporto al fine di avere esattamente lo stesso punto di ripresa.

Un esempio di analisi attraverso le immagini termiche

Esempio di ripresa aerea di una linea elettrica

Ciò permette di ottenere un’ispezione visiva a doppia visione, sia normale (nel campo del visibile) sia ad infrarosso. In questo caso la registrazione delle immagini può essere realizzata in duplice modalità ‘split mode’ (entrambi i sistemi visibili divisi su un unico schermo) o in modalità ‘switch’ (che consente il passaggio dalle immagini in modalità daylight a quelle in modalità ad infrarossi). Oltre ad una ripresa a grandangolo e alla possibilità di effettuare degli zoom dettagliati con la telecamera che opera nel campo del visibile, in determinate zone della video ripresa è possibile inserire in sovraimpressione alcuni dati specifici a discrezione del cliente, quali ad esempio: la posizione GPS, l’altezza sul livello del mare, la data e l’orario di ripresa, nonché i principali dati della linea e tutte le altre informazioni ritenute utili. Le potenzialità per le ispezioni offerte dal sistema TID di Intellisystem Technologies sono enormi; l’evoluzione dei sensori e dei droni consentirà in pochi anni di avere macchine quasi autonome affidabili, dotate di sensori termici sempre più performanti e a più alta risoluzione che permetteranno di ottenere una mole considerevole di dati ed immagini sempre più definite. Il futuro dei droni in ambito energetico non si fermerà solo al loro utilizzo legato alla manutenzione predittiva di impianti e reti. Nell’evoluzione delle Smart City questi strumenti potrebbero avere usi diversi, dal controllo del traffico al rilevamento di dati meteorologici utili per calibrare, ad esempio, il fabbisogno di elettricità per l’illuminazione pubblica o per il riscaldamento/raffrescamento di abitazioni e uffici. Attualmente l’unico modo per utilizzare un drone in ambito professionale ed industriale è affidarsi ai pochi che hanno completato il percorso di accreditamento come operatori presso Enac con mezzi omologati. La cosa è tutt’altro che semplice, ma è necessario comprendere che far volare un oggetto radiocomandato non è uno scherzo e i danni che si possono provocare potrebbero essere notevoli.

A cura di Cristian Randieri. Articolo pubblicato sulla rivista Automazione e Strumentazione N. 7 – Ottobre 2016.

Per scaricare l’articolo pubblicato sulla rivista, seguire il link riportato di seguito http://www.intellisystem.it/it/portfolio/as-ottobre-2016.

(Italiano) 119 FN 88 Settembre 2016 – Più Sicuri Grazie al Satellite

Sorry, this entry is only available in Italiano.

 Dopo i recenti lanci di satelliti, la connessione satellitare è diventa una reale alternativa alle connessioni terrestri in fibra ottica

LA COMUNICAZIONE VIA SATELLITE COSTITUISCE UNA VALIDA ALTERNATIVA ALLE TRASMISSIONI ‘TERRESTRI’ OFFRENDO PROTEZIONE E CONSENTENDO LA MESSA A PUNTO DI STRATEGIE DI BUSINESS CONTINUITY E DISASTER RECOVERY

Da tre anni il Global Risk Report del World Economic Forum annovera gli attacchi cyber tra i rischi più importanti in termini sia di probabilità di accadimento, sia di entità dell’impatto. Per quanto riguarda l’Italia permane la tendenza delle imprese a usare approcci ancorati al passato nell’ambito del security management. Le nostre aziende purtroppo ancora oggi non danno sufficiente importanza alle nuove fonti di rischio rappresentate dall’uso dei social network, dai sistemi mobile e dal Byod (Bring Your Own Device). Mostrano inoltre scarsa consapevolezza della pericolosità di nuove minacce quali APT (Advanced Persistent Threat), attacchi zero-day e attacchi Scada. Nel dare risposte alle minacce emergenti si continua a dare poco peso alla funzione security, sottostimando le perdite economiche legate a possibili incidenti. La cyber-security è un tema al quale i consigli di amministrazione e i comitati rischi dovrebbero dedicare maggiore attenzione man mano che la tecnologia modifica le combinazioni economico-produttive e distributive delle loro società. Se a tutto ciò aggiungiamo che con l’avvento di Industria 4.0, e con essa dello smart manufacturing, è ormai un dato di fatto che le moderne applicazioni IT non possono più prescindere dalla rete mediante la quale sono garantiti i collegamenti a sedi remote di tutti i software centralizzati, per non parlare poi delle applicazioni cloud, dei sistemi IoT e via dicendo. Purtroppo alla crescente domanda di servizi e traffico di rete non è seguita un’analoga crescita delle relative infrastrutture, tantochè l’attuale ecosistema Internet non è più sostenibile a causa di un traffico dati sempre più gravoso, per lo più generato da applicazioni e servizi fondamentali per ogni azienda, specie per quelle che operano nel campo industriale. Mettendo assieme le problematiche di cyber-security e quelle delle attuali infrastrutture di rete, come dimostrano gli attacchi recenti all’operatività online di Hsbc, nasce la maggiore consapevolezza nel predisporre, ex ante, un piano di continuità e disaster recovery che consenta alla aziende di continuare a operare nonostante l’attacco, sia di un piano di crisis management per garantire la business continuity.

Obiettivo: continuità del servizio

Quando si parla di disaster recovery e business continuity, di norma, ci si riferisce a quelle tecniche che assicurano la capacita aziendale di continuare a esercitare il proprio business a fronte di eventi avversi che possono colpirla. In particolare, la tecnologia offre oggi la possibilità di realizzare varie soluzioni di continuità e disaster recovery, atte a garantire l’erogazione continua dei servizi IT definiti col termine ‘mission critical’. La business continuity, occupandosi della pianificazione della continuità operativa e di servizio, è responsabile del ripristino dei processi aziendali essenziali non solo nei casi di cyber-attacchi, ma anche di eventi disastrosi che hanno una probabilità molto bassa di accadere, le cui conseguenze pero possono essere estremamente gravose per il business. Mediante la definizione di un BCP (Business Continuity Plan) occorre identificare i pericoli potenziali che minacciano l’organizzazione, suggerendo e fornendo una struttura che consenta di aumentare la capacità di adattamento alle condizioni d’uso con una risposta il più veloce possibile. Altro obiettivo è salvaguardare gli interessi delle parti in causa, le attività produttive, l’immagine, riducendo i rischi e le conseguenze sul piano gestionale, amministrativo e legale. In pratica, di norma i sistemi e i dati considerati ‘primari’ vengono ridondati su un sito secondario denominato Disaster Recovery Site in modo che, in caso di disastro tale da rendere inutilizzabili i sistemi informativi del sito primario, sia possibile ripristinare le attività aziendali sul sito secondario nel più breve tempo possibile e con la minima perdita di informazioni. Per ottemperare a ciò i responsabili delle aziende grandi e medio-grandi guardano sempre più le problematiche relative alla sicurezza informatica con occhi diversi, cercando di trovare nuove soluzioni tipicamente basate su componenti hardware e software. Difficilmente tuttavia prendono seriamente in considerazione il caso più estremo, di una catastrofe naturale o un attacco alle infrastrutture di rete, per cui non sia più possibile fare affidamento sulle infrastrutture terrestri di comunicazione. Anche se alcune compagnie stanno seriamente studiando polizze assicurative specifiche, al momento non esistono assicurazioni che possano coprire i danni provocati da un attacco informatico e tanto meno da un evento catastrofico, sia esso naturale sia a opera dell’uomo, che ‘metta in ginocchio’ tutti i sistemi di telecomunicazione comunemente adoperati, quali Internet e la telefonia fissa o mobile.

Ridondanza e non solo

Ridondare le infrastrutture di rete terrestri con altre sempre terrestri è una soluzione da scartare in caso di disastri naturali o attacchi terroristici estesi, poichè anche se le linee dati sono differenziate, è molto probabile che un terremoto o una inondazione possa mettere fuori servizio tutte le centrali della zona, indipendentemente dall’operatore che le gestisce. La stessa cosa vale anche per tutte le reti wireless, siano esse wi-fi o cellulari, che poggiano su infrastrutture terrestri (la quasi totalità). Poichè sia le catastrofi sia gli attacchi alla rete possono verificarsi inaspettatamente in qualsiasi momento, e ovunque, la capacita aziendale di mantenere in essere le comunicazioni dati in queste situazioni di criticità è una chiave di successo per mantenere in vita una complessa infrastruttura IT aziendale. All’occorrenza di un tale evento è richiesto un team di persone esperte nel campo delle telecomunicazioni, dirette dalla figura del Ciso (Chief Information Security Officer), che siano in grado di mantenere in funzione tutti i sistemi IT aziendali. Purtroppo, secondo una recente ricerca dell’Osservatorio del Politecnico di Milano, solo nel 42% delle grandi imprese italiane è presente in modo formalizzato la figura del Ciso e nel 36% dei casi il presidio dell’information security è demandato ad altri ruoli in azienda, come un responsabile della sicurezza (CSO). In 12 aziende su 100 addirittura non esiste ancora una figura dedicata e non ne è nemmeno prevista l’introduzione in un immediato futuro.

I vantaggi del satellite

A oggi la soluzione via satellite è l’unica atta a garantire la continuità delle telecomunicazioni, anche nei casi più drammatici, fornendo un servizio di ridondanza e implementabile in pochissimo tempo. Tutto ciò grazie al fatto che il mondo delle connessioni dati satellitari è molto cambiato: sino a qualche tempo fa gli elevati costi ne permettevano l’utilizzo solo per applicazioni prettamente militari. Il lancio di nuovi satelliti e l’innovazione tecnologica degli ultimi anni hanno permesso un incremento delle prestazioni proporzionale a un notevole abbassamento dei costi connessi ai relativi servizi, permettendo la diffusione di queste soluzioni in ambiente industriale e civile. Grazie alle nuove flotte di satelliti geostazionari in orbita a circa 36.000 km dalla Terra, la connessione satellitare bidirezionale è in grado di offrire collegamenti alla rete ad alta velocità in qualunque zona del globo, a patto che sia possibile un allacciamento del sistema a una fonte di energia. Con i recenti satelliti lanciati alla fine del 2013 la connessione satellitare è diventata addirittura tecnicamente competitiva rispetto alle attuali connessioni terrestri in fibra ottica. I satelliti ricevono e inviano dati alle antenne ricetrasmittenti installate presso il cliente e li ritrasmettono a grandi infrastrutture connesse alle dorsali in fibra ottica, denominate ‘teleporti’, dislocate su tutto il pianeta. Grazie a questi ultimi è possibile ‘prolungare’ a largo raggio le comunicazioni Internet, dati e voce, offrendo servizi ad alto valore aggiunto: dall’ultimo miglio bidirezionale alla creazione di reti di distribuzione di contenuti, alle connessioni a Internet a banda larga, alla realizzazione di reti private (VPN). La ridondanza satellitare è sicuramente uno dei temi che devono essere affrontati dai Ciso nel BCP di ogni azienda. Ogni satellite funziona senza alimentazione terrestre, per cui l’unica alimentazione da garantire è quella del modem installato a terra, a bassissimo consumo, quindi alimentabile con sistemi UPS e batterie tampone. Tutte queste caratteristiche garantiscono la ridondanza a livello di sistema, estrema flessibilità e scalabilità, unitamente a una rapida implementazione. La tecnologia satellitare, grazie alla sua fisicità, è attualmente il sistema di telecomunicazione più sicuro, poiché meno attaccabile e intercettabile da pirati o vandali (motivo per cui è ampiamente usato in ambito militare). Facendo leva su questa tecnologia è possibile spingersi verso la creazione di modelli in grado di rispondere all’innovazione digitale sempre più dirompente, che sono necessari e hanno bisogno di consapevolezza, meccanismi organizzativi e approcci tecnologici che portino alla definizione di nuovi ruoli di responsabilità manageriale, per pianificare e mettere in atto la strategia di information security. Ciò non è sufficiente se non si attua un ripensamento delle metodologie di indagine dei confini della sicurezza, affiancando a logiche tradizionali nuove tecnologie di comunicazione e modalità di analisi per processi. Va poi da se che, di fronte a queste sfide, la velocità con cui mettere in atto nuove strategie e progetti diventa sempre più fondamentale. E’ quindi importante che la sicurezza dei sistemi informatici delle PMI, che di fatto costituiscono l’ossatura e il motore dell’industria e dell’economia italiana, non sia intesa come un mero costo, bensì come un vero e proprio investimento volto in primis a tutelare il business aziendale.

A cura di Cristian Randieri. Articolo pubblicato sulla rivista Fieldbus & Networks N. 88 – Settembre 2016.

Per scaricare l’articolo pubblicato sulla rivista, seguire il link riportato di seguito http://www.intellisystem.it/it/portfolio/fn-settembre-2016-2.

(Italiano) 120 FN 88 Settembre 2016 – Tav Rotonda Reti aperte ma non troppo

Sorry, this entry is only available in Italiano.

Reti informatiche aziendali, sistemi di supervisione e controllo, apparecchiature di videosorveglianza e sicurezza: le soluzioni aperte trovano posto a ogni livello della gerarchia di un moderno sistema di automazione industriale, di controllo di processo o di building automation. Tuttavia, il concetto di ‘apertura’ di una rete si presta a molteplici interpretazioni, non tutte concordi tra loro. Ne parliamo con alcuni dei più noti fornitori del settore.

Con Cristian Randieri, presidente e CEO di Intellisystem Technologies (www.intellisystem.it); Alessandro Cazzola, technology specialist Powerlink e Open- Safety di Epsg; Luca Cavagnari, head of sales, Industrial Automation Business Group (Iabg) di Delta Italy; Alberto Griffini, product manager Avanced PLC & Scada di Mitsubishi Electric; Nicola Peli, product expert motion, Industry Business di Schneider Electric.

______

Di seguito si riporta l’estratto dell’Intervista riguardante le risposte date da parte del Presidente e CEO Cristian Randieri.

Fieldbus & Networks: Quali sono le caratteristiche che contraddistinguono una rete ‘aperta’?

Cristian Randieri, presidente e CEO di Intellisystem Technologies (www.intellisystem.it): “Come per i sistemi aperti in generale, il concetto di rete aperta scaturisce da esigenze di standardizzazione. Nella progettazione di una rete industriale ci si può trovare di fronte a una serie di prodotti che potrebbero vincolare definitivamente al fornitore selezionato su qualsiasi scelta progettuale futura. Una rete aperta permette di cambiare fornitore senza dover necessariamente riprogettare l’intero sistema. Oltre a ciò, i due vantaggi più importanti di un protocollo di comunicazione aperto in un sistema di automazione sono retrocompatibilità e integrazione. Per capire bene tutti gli altri vantaggi occorre puntualizzare su alcuni aspetti che definiscono il nuovo modo con cui vengono definiti i protocolli. Nello sviluppo ‘consensus-based’ questo avviene grazie alla collaborazione e condivisione delle decisioni tra più partecipanti. La supervisione delle attività di definizione del protocollo e attuata da un gruppo di governance collegato a un ente riconosciuto, che organizza lo sviluppo e le revisioni degli standard. Se vi è proprietà intellettuale associata a uno standard aperto, essa può essere licenziata in cambio di una royalty ragionevole o secondo altri accordi di licenza. Di contro, i protocolli proprietari possono essere liberamente disponibili o implementabili solamente a fronte di un contratto vincolante. Sviluppati da produttori o individui per un uso specifico e verticale, piuttosto che per uno standard, le soluzioni proprietarie non adottano una metodologia di sviluppo basata sul consenso e sulla condivisione. Offrendo soluzioni specifiche a problemi specifici, si rivolgono ad applicazioni prettamente ‘target-oriented’”.

F&N: È difficile immaginare un futuro senza soluzioni aperte. Ma qual è oggi il ruolo delle reti proprietarie e quali sono le prospettive per il futuro? In particolare, ci sono ambiti in cui le soluzioni proprietarie vantano una posizione ancora inespugnabile?

Randieri: “Nel prossimo futuro è legittimo attendersi un’intelligenza sempre più distribuita, con la necessità di far convivere protocolli Ethernet, fieldbus e tecnologie wireless in un’unica rete industriale. Nonostante il mondo Ethernet, dal punto di vista industriale, si stia perfezionando per superare i propri limiti in tema di determinismo, in certe soluzioni realtime molto spinte risulta ancora oggi quasi impossibile applicare questa tecnologia. Per cui il ruolo delle reti proprietarie continua a rappresentare un pilastro su cui poggiano le più sofisticate tecnologie di controllo, caratterizzate da stringenti e imprescindibili requisiti realtime”.

F&N: Quali sono i vantaggi delle reti aperte maggiormente apprezzati dai vostri clienti e partner?

Randieri: “Tenendo conto delle rapide evoluzioni delle comunicazioni, un’azienda connessa a 360 gradi è sicuramente la premessa per il tipico impianto produttivo del futuro, che non può prescindere dall’utilizzo di reti aperte. I vantaggi di queste nuove tecnologie sono molteplici: basti pensare al fatto che mediante un dialogo più efficace ed efficiente è possibile ottenere un unico sistema, un unico software, un unico controllo… insomma, un’unica rete (Ethernet) per gestire l’automazione di processo, la diagnostica e la safety. Un punto di forza delle reti aperte consiste nel fatto che oggi sono disponibili nel mercato sempre più gateway e dispositivi di collegamento, per connettere le reti informatiche o di controllo con le reti dei dispositivi di campo. Sfruttando strutture di rete esistenti diventa possibile ridurre i costi dei dispositivi di controllo, risparmiando su costi di licenza e aggiornamento”.

F&N: Quali sono invece i limiti di una soluzione aperta?

Randieri: “Malgrado le potenzialità non ancora del tutto espresse di Ethernet, il protocollo e caratterizzato da alcuni limiti specifici che si manifestano soprattutto nei sistemi realtime particolarmente critici e che rendono necessario ricorrere a tecnologie di comunicazione specifiche per interfacciarsi con i singoli sensori. E’ quindi legittimo prevedere che in molti casi Ethernet potrebbe rappresentare solamente la dorsale per far dialogare tutti i sottosistemi, che continueranno pero a utilizzare protocolli specifici o, in alcune applicazioni, versioni di Ethernet estremamente verticali e specializzate”.

F&N: Quali sono vantaggi e svantaggi delle reti aperte dal punto di vista dei produttori e dei system integrator?

Randieri: “I dispositivi industriali connessi a una rete aperta, tra cui controllori, sensori e altri dispositivi, generano una mole sempre maggiore di dati relativi alle performance delle macchine, ai consumi di energia ecc., il tutto per ogni fase del processo produttivo. I dati raccolti, che di fatto rappresentano un ‘asset’, possono essere contestualizzati e trasformati in un patrimonio di informazioni di business da mettere a disposizione degli operatori più esperti e capaci. Una rete aperta rappresenta il supporto fisico ideale su cui far leva per aiutare a raccogliere, instradare e condividere in modo sicuro i dati acquisisti e misurati, in modo da guidare i responsabili di reparto a prendere le decisioni più appropriate. Solo in questo modo l’utilizzo del patrimonio delle informazioni di lavoro permetterà alle aziende produttrici di fare quel ‘salto’ che gli consentirà di passare dal collegamento di semplici operazioni, all’essere le aziende ‘intelligenti’ del futuro, interconnesse secondo i moderni canoni su cui poggia il concetto di Internet of Everything. Utilizzando le stesse tecniche del mondo IT, Ethernet/IP permette alle informazioni di fluire liberamente verso la destinazione desiderata anche nelle operazioni di produzione più complesse, consentendo una maggiore collaborazione tra dispositivi, macchine e operatori (da cui il concetto di ‘Internet of Everything’). Sono fermamente convinto che anche il comparto dell’automazione industriale debba essere pronto a supportare e a fornire ai propri clienti soluzioni adatte all’adozione di queste nuove tecnologie in un futuro molto immediato. Ethernet of Everything è l’unico strumento per offrire all’industria queste significative opportunità di innovazione ed Ethernet/IP si sta affermando come una delle soluzioni Ethernet industriali completa e di comprovata affidabilita, completamente ‘Internet of Things-ready’”.

F&N: Quali sono le soluzioni aperte di maggiore impatto dal vostro punto di vista e perchè? Quando invece è preferibile una soluzione proprietaria?

Randieri: “Nel contesto moderno di Industry 4.0 e in particolare nel campo dell’IoT, Industrial Ethernet è chiamato a realizzare infrastrutture di comunicazione attive, caratterizzate da esigenze di comunicazione in ambienti particolarmente aggressivi come quelli industriali. A oggi la soluzione open più diffusa ritengo sia Profibus DP/DP v1, cui seguono nell’ordine Ethernet (in tutte le sue declinazioni), Devicenet, CC-Link e Canopen. Proprio per l’alto dinamismo di questo nuovo mercato si tratta di una classifica destinata a cambiare continuamente nel prossimo futuro”.

Tavola Rotonda – Fieldbus & Networks N. 88 (Settembre 2016), pubblicata da M. Giussani.

Per scaricare l’Intervista completa pubblicata sulla rivista, seguire il link riportato di seguito http://www.intellisystem.it/it/portfolio/fn-settembre-2016-3

(Italiano) 121 EMB 61 Embedded Set 2016 – Tav Rotonda Focus on Meccatronica

Sorry, this entry is only available in Italiano.

 La meccatronica comprende tutte quelle attività di progettazione, test e produzione di macchinari e attrezzature caratterizzate da un livello elevato di integrazione funzionale tra sistemi meccanici, elettronica e informatica

La meccatronica è un ambito multidisciplinare che combina in maniera sinergica le conoscenze dell’ingegneria meccanica, idraulica, pneumatica, ottica, elettronica, dei materiali e informatica. Il macchinario prodotto in modo meccatronico si distingue da quello tradizionale per l’intelligenza artificiale che incorpora. I device meccatronici infatti riescono a processare informazioni molto precise e a comunicarle attraverso vari tipi di segnali (meccanici, elettrici, idraulici, chimici, biologici e così via). Questo concetto di meccatronica si è formato negli ambienti dell’automazione e della robotica come soluzione avanzata ai problemi della progettazione puramente meccanica. E’ difficile quantificare il livello di diffusione della meccatronica. La definizione stessa della categoria di imprese meccatroniche non è semplice. Ci ha provato di recente il centro studi Antares per un’analisi commissionata da Unindustria Reggio Emilia. Antares ha individuato dapprima un insieme di settori che più verosimilmente possono contenere imprese meccatroniche e poi ha selezionato quelle aziende che presentano caratteristiche di struttura di impresa e di produttività tali da differenziarle da quelle della meccanica tradizionale. Ha così stimato per l’Italia 72mila imprese con un totale di 713mila addetti, un fatturato di 200 miliardi di cui 50 miliardi di valore aggiunto e una produttività media per addetto pari a 0/mila euro. Il settore più rappresentato è quello dei macchinari e apparecchiature, con il 56% delle imprese. Le regioni a maggiore concentrazione di imprese meccatroniche sono Lombardia, Emilia-Romagna e Veneto con il 1/2 del valore aggiunto e dell3occupazione.

Un altro studio, relativo al solo comparto macchinari e apparecchiature, è stato sviluppato dall’Osservatorio   Meccatronica-Automazione   industriale curato dal Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria del Politecnico di Milano (in collaborazione con Messe Frankfurt Italia e ANIE Automazione) e presentato lo scorso 41 dicembre a Milano. L’Osservatorio ha indagato su quali siano le esigenze delle imprese di questo comparto che potremmo definire candidato naturale alla meccatronica. “Si tratta di un progetto ambizioso – disse Giambattista Gruosso, professore del Politecnico di Milano e curatore della ricerca – che punta a investigare la capacità di innovazione del comparto dell’industria meccanica e dell’automazione.  Nell’ottica europea di rilancio del settore manifatturiero basato sui concetti di Smart Factory e Industria 4.0, risultano di fondamentale importanza aspetti quali l’innova- zione di processo e di prodotto, la computerizzazione, l’uso di tecnologie abilitanti dell’elettronica e dell’IT, l’automazione dei processi. Obiettivo dello studio è dunque quello di capire qual è lo stato del comparto al fine di creare sinergie tra il mondo della formazione e i rappresentanti dell’automazione per trovare il modo più efficiente di mettere in pratica quei concetti conosciuti, ma forse ancora sottostimati, di automazione e Industria 4.0”. Lo studio coinvolge le province di Brescia, Verona e Mantova, con un campione di più di 570 aziende, consultate tramite un questionario on line e approfondimenti diretti con interviste per case history di particolare interesse. Dall’analisi dei bilanci emerge che quasi l’80% delle aziende del campione è profittevole. È particolarmente significativo il risultato relativo al livello di conoscenza e percezione delle aziende intervistate in ottica Smart factory. Lo studio evidenzia infatti che la maggior parte manifesta esigenze che sono direttamente correlate ai benefici di un passaggio alle tecnologie di Industria 4.0, ma purtroppo ha una conoscenza piuttosto limitata delle potenzialità di questa transizione verso la fabbrica digitalizzata. Circa l’80% delle aziende ha dichiarato di essere a conoscenza delle rivoluzioni in atto nel manifatturiero, il 60% tuttavia ammette che non si sta muovendo per attuare le trasformazioni verso l’industria 4.0; il 13% si sta muovendo in maniera media e il 14% è fortemente orientato in quella direzione. Analogo discorso per i fabbisogni in termini di personale qualificato e risorse informatiche. Solo il 16% del campione ha già a disposizione il personale necessario per la trasformazione verso l’industria  4.0  e  il 13% le risorse IT.

Le sfide

L’adozione della meccatronica potrebbe incrementare significativamente il valore aggiunto di molti settori industriali. L’aumento della produttività, la capacità di soddisfare richieste personalizzate in tempi ridotti, l’innalzamento della qualità dei prodotti accrescerebbero di gran lunga la competitività. Tuttavia l’accettazione del concetto meccatronico stesso da parte delle imprese incontra alcune resistenze. Un tema importante è quello della disponibilità di personale adeguatamente formato (alcune università stanno laureando ingegneri specializzati che vengono immediatamente assunti dalle aziende più avanzate) o comunque di figure tecnico-manageriali capaci di assumere le logiche della meccatronica per collaborare in team multi- disciplinari. Di questi e altri temi parlano le aziende che collaborano a questo focus on: Intellisystem, con il suo presidente e Ceo Cristian Randieri; Lenze Italia con Giorgio Ballocchi, Consumer Goods manager; Schneider Electric con Antonio Marra, Marketing manager Machine Solutions; Siemens Italia rappresentata da Sabina Cristini, responsabile della Business Unit Mechanical Drives.

Embedded: A vostro parere qual è la conoscenza del- la meccatronica nelle imprese industriali italiane?

Marra: Le aziende italiane stanno gradualmente acquisendo consapevolezza delle opportunità offerte dalla meccatronica, che tutto sommato è un concetto emerso nella sua importanza piuttosto di recente. Siamo in una fase di transizione, nella quale ogni azienda sta cercando di capire come cambiare il modello tradizionale di progettazione e sviluppo di nuovi prodotti. Riteniamo comunque che nell’arco dei prossimi 5-10 anni la meccatronica si sarà affermata in modo significativo.

Cristini: Le metodologie e le funzionalità innovative offerte dalla meccatronica non sono ancora state recepite appieno. L’alba della quarta rivoluzione industriale genera atteggiamenti e approcci diversificati. Soprattutto in un panorama industriale consolidato, qual è quello italiano, ciò può suscitare alcune perplessità e il timore di non riuscire a governare la complessità dei nuovi siste-mi in un quadro economico-politico instabile. Nello studio “Mappatura delle competenze meccatroniche in Italia” condotto dal Prof. Gruosso del Politecnico di Milano (insieme a Messe Frankfurt Italia e ANIE Automazione) presentato in occasione del Forum Meccatronica 2015, si evince che molte aziende non riescono ancora a quantificare i reali benefici che la meccatronica, la digitalizzazione e l’approccio della smart manufacturing potranno portare al loro business. L’adozione della meccatronica è quindi una grande sfida, soprattutto nella piccola e media impresa, che è il cuore pulsante del nostro mondo industriale, ma ha ridotte capacità di investimento. In ogni caso siamo certi che gli approcci meccatronico e di integrazione verranno abbracciati in modo più deciso in un vicino futuro, per garantire risultati di efficienza, innovazione e per distinguersi nel panorama competitivo internazionale.

Ballocchi: Nelle aziende costruttrici di macchine osserviamo una sempre maggiore sinergia tra i reparti meccanici ed elettrici. Le soluzioni meccatroniche vengono adottate per aumentare il valore delle macchine. La capacità di lavorare un numero sempre maggiore di formati, di adattarsi alle variazioni del prodotto durante la produzione stessa, di condurre la macchina in modo sempre più intuitivo, garantendo livelli elevati di produttività ed efficienza, sono qualità immediatamente percepite dalle aziende clienti. I costruttori possiedono una conoscenza molto buona delle tecnologie che la meccatronica rende disponibili sul mercato oggi e soprattutto stanno sviluppando azioni volte a superare vecchie barriere e contrapposizioni ormai non più sostenibili tra i reparti meccanici ed elettronici. Vengono inseriti giovani con formazione meccatronica e sempre più di frequente i reparti di progettazione vengono etichettati come meccatronici. Soprattutto è ormai adottata diffusamente la pratica di progettare per mezzo di un team multifunzionale, con il coinvolgimento di reparti diversi e competenze esterne all’azienda. Lenze crede molto in questo approccio e garantisce alle Aziende il supporto dei propri tecnici esperti di applicazioni meccatroniche fin dalle prime fasi di generazione delle idee dei nuovi progetti.

Randieri: Purtroppo ancora oggi molti considerano la meccatronica come mero accostamento dei componenti elettronici ai sistemi meccanici tradizionali, i cosiddetti sistemi elettromeccanici di altri tempi, a bassissimo livello d’integrazione. D’altronde, qualunque impresa si avvale oggi di una molteplicità di tecnologie diverse, ma questo non è sinonimo di sviluppo di una nuova tecnologia. Per definirsi meccatronica, infatti, un’impresa deve pensare in modo “meccatronico”, utilizzando e integrando al meglio le tecnologie afferenti a molteplici aree dell’ingegneria: meccanica e industriale, elettrica, elettronica, informatica, dell’automazione, dei materiali. Per fare ciò occorre abbandonare la metodologia classica di progettazione che si è consolidata negli anni, in cui è prevista l’esecuzione sequenziale di una serie di fasi, quali ad esempio la progettazione meccanica, la scelta degli attuatori e dell’elettronica di controllo, la realizzazione di un prototipo fisico con particolari proprietà meccaniche e l’esecuzione dei test necessari per l’ottimizzazione del dispositivo stesso. Nella realtà industriale italiana ho riscontrato una dicotomia netta tra imprese che si muovono su di un terreno di sviluppo industriale già tipicamente meccatronico e imprese per le quali la meccatronica si limita a una mera sperimentazione. Proprio quest’ultime, dietro una naturale “timidezza” sono in realtà attratte dal futuro tecnologicamente e strategicamente prossimo al quale sentono di accostarsi dietro la spinta di logiche concorrenziali oppure per la pressione a cogliere nuove opportunità o magari semplicemente con la paura di “perdere un treno in corsa”. Questa differente maturità del tessuto industriale italiano configura pertanto uno scenario a due velocità. Da un lato le imprese già in grado di lavorare con sicurezza in termini di meccatronica e dunque pronte a coglierne i relativi vantaggi. Dall’altro, imprese caratterizzate da una bassa propensione verso la meccatronica, da cui scaturisce una maggiore prudenza che si traduce in una valutazione marginale del potenziale di sviluppo insito nella rete distrettuale di cui fanno parte.

Embedded: Quali settori industriali sono candidati a coglierne per primi le opportunità?

Randieri: I settori di riferimento indicati come più promettenti spaziano da quello dei computer e telecomunicazioni agli autoveicoli; dagli strumenti e attrezzature mediche agli apparati elettrici. Il cuore del comparto è comunque nella produzione di macchinari e apparecchiature. A mio avviso i settori che in futuro riusciranno a cogliere al meglio le opportunità offerte dalla meccatronica saranno quelli che sapranno sviluppare al massimo la collaborazione tra aziende e mondo della ricerca, attraendo talenti dotati di competenze nuove. Utilizzeranno molta sensoristica avvicinando il mondo consumer a quello industriale. Quest’ultimo era rimasto un pò arretrato rispetto al primo quanto all’uso di tecnologie avanzate. Oggi c’è maggiore consapevolezza del fatto che queste tecnologie avrebbero un impatto significativo anche a livello industriale.

Ballocchi: Oggi il mercato richiede prodotti sempre più personalizzati purché a costi non superiori allo standard e ciò comincia ad influenzare l’intera catena di approvvigionamento. Tra i nostri clienti, settori quali l’automotive, l’intralogistica, il consumer goods, il converting, il tessile e il vetro sono i primi destinatari di queste mutate esigenze del mercato. Volendo stilare una classifica, riteniamo che il settore più pronto a recepire le opportunità offerte dalla meccatronica sia quello del consumer goods. Le dinamiche di mercato dei prodotti di largo consumo – siano essi bevande, alimentare, cosmetica, benessere, o farmaceutico – impongono ai costruttori di macchine di adottare soluzioni meccatroniche sempre più innovative.

Marra: A nostro avviso tra i diversi settori pronti per la meccatronica si distinguono quelli dell’assemblaggio, del packaging e delle soluzioni di automazione dedicate alla logistica; ad essi si aggiunge il grande ambito trasversale della robotica, che del resto nasce già con un concetto di integrazione meccanica-elettronica. In questi settori alcuni nuovi sistemi, come ad esempio quello a carrelli indipendenti, possono rivoluzionare la gestione del movimento, che è particolarmente complessa e richiede performance elevate per le operazioni che queste macchine sono chiamate a svolgere.

Cristini: Numerose realtà italiane di eccellenza hanno già avuto esperienze concrete di approccio meccatronico e integrato. In particolare, abbiamo esempi di successo in alcune realtà manifatturiere nazionali e nella produzione di alcuni costruttori di macchine del mondo automotive e aerospace, nel packaging e nel converting. Si tratta di esempi significativi sia a carattere internazionale sia italiano, che sottolineano l’impegno verso il futuro dell’industria manifatturiera del nostro Paese.

Esperienze meccatroniche

“Negli ultimi anni Intellisystem Technologies ha investito molto nel campo della meccatronica mettendo a punto diverse soluzioni che prevedono l’utilizzo di particolari droni industriali per il monitoraggio aereo a basso costo. In particolare ci siamo riferiti al campo dell’efficienza delle infrastrutture di trasporto dell’energia. Il nostro dipartimento di Ricerca e Sviluppo ha progettato e realizzato un nuovo strumento meccatronico per la diagnostica e il monitoraggio delle linee elettriche aeree denominato TID (acronimo di Thermal Inspection Drone); i droni sono equipaggiati con sistemi termografici di ultima generazione, progettati per un utilizzo a livello industriale. La rapidità di accesso, la capacità di avvicinarsi e di spostarsi in tutte le direzioni, di mantenere una posizione per tutto il tempo desiderato ed effettuare riprese da prospettive differenti, consentono di individuare i punti di struttura che richiedono un intervento; si riducono così i costi e i tempi della manutenzione. Nel progetto TID abbiamo dovuto coniugare e ottimizzare l’integrazione di meccanica, elettronica, automazione e telecomunicazioni in un contesto prettamente aereonautico nonché progettare dei sistemi di elaborazione dati finalizzati all’analisi delle misure effettuate.

Attualmente stiamo lavorando su uno dei progetti meccatronici per noi più innovativi, che prevede la messa a punto di un nuovo sistema robotizzato per l’ispezione delle tubature metalliche industriali. Il progetto vuole rispondere alla richiesta del mercato industriale di strumenti a basso costo atti a garantire l’integrità delle tubazioni per gas e liquidi, rilevando e misurando la corrosione interna ed esterna del metallo e altre anomalie. Il sistema che stiamo realizzando si dovrà muovere tranquillamente all’interno di tubi metallici con un diametro di almeno 10 centimetri, semplicemente usando la combinazione di ruote e magneti per rimanere attaccato alle pareti del tubo da ispezionare. Contiamo di utilizzare una telecamera digitale ad alta definizione e una termo-camera, entrambe integrate in un unico corpo di ripresa al fine di poter ottenere una doppia visione, sia classica che termografica. Grazie a questa dotazione, il robot sarà in grado di muoversi su piccole ruote all’interno della tubazione, illuminandola e usando un cavo di collegamento per inviare i dati e le immagini raccolte direttamente a un computer che controlla l’operazione di ispezione e fornisce le misure effettuate. Siamo ancora in una fase di prototipazione, nella quale stiamo ottimizzando la funzionalità dei magneti per mantenere il robot attaccato ai tubi metallici, permettendogli di muoversi liberamente attraverso il tubo anche in verticale. Contiamo di realizzare un prodotto finito dalle dimensioni ridotte che possa essere utilizzato all’interno della maggior parte delle tubazioni industriali standard”.

La proposta per la meccatronica di Lenze si caratterizza sempre per la flessibilità dei prodotti. Nel settore dei riduttori Lenze offre varianti pari a 1028. Lo Smart Motor, un unico motore per molte applicazioni che riduce fino al 70% la molteplicità di varianti degli azionamenti, soddisfa i più alti requisiti di efficienza energetica e può essere comandato tramite smartphone. L’Application Software Toolbox FAST, costituito da moduli tecnologici pretestati standard, ma aperti alle personalizzazioni dei progettisti, consente di risparmiare oltre l’80% del tempo e buona parte dei costi dedicati alla progettazione, sviluppando il controllo modulare dei movimenti della macchina. Per l’Intralogistica Lenze ha realizzato un prototipo di sorter intelligente, NeTkops (Network Kognitive Production System). Modularità, efficienza, alte performance e flessibilità sono le parole chiave di Netkops, sorter dotato di direzione di smistamento e orientamento multipla e adattiva che permette di trasportare più colli contemporaneamente, consentendo una gestione più flessibile dello smistamento degli item e un controllo efficiente dei consumi, grazie all’attivazione dei motori solo in caso di utilizzo”.

“Il principale contributo di Schneider Electric nell’area meccatronica è quello di avere arricchito i propri prodotti con le funzionalità necessarie a creare soluzioni meccatroniche. Il controllo motore, ad esempio, è realizzato in maniera diretta con le tecnologie direct drive, che eliminano la necessità di avere elementi meccanici di trasmissione del movimento fra il motore e l’elemento di trattamento prodotto. Uno degli ambiti in cui abbiamo applicato questa nuova funzionalità è quello dei prodotti che compongono l’architettura di automazione di macchina PacDrive, dedicata al settore packaging”.

“Il portfolio Siemens integra soluzioni industriali HW e SW per l’automazione di macchine e impianti quali l’engineering Framework Totally Integrated Automation (TIA), l’Integrated Drive System (IDS), l’Industry Software e i Plant Data Services. In particolare, la piattaforma Digital Enterprise Software Suite permette la comparazione del mondo virtuale e reale della produzione, per creare un sistema altamente flessibile, disponibile e interconnesso in rete, e rappresenta prodotti, servizi e soluzioni integrati e integrabili lungo l’intero ciclo di vita del prodotto. La possibilità di simulare a livello digitale il comportamento dinamico di un sistema permette di velocizzare la fase di prototipazione di una macchina, alleggerendo l’impatto economico di realizzazione fisica della demo e apportando le opportune correzioni HW e SW in fase ancora progettuale. Con lo stesso approccio è possibile trasferire al modello virtuale le prestazioni correnti di un impianto in campo, per verificarne comportamenti critici e ambiti di ottimizzazione. Questo si realizza grazie ai nostri sistemi Teamcenter, NX e Tecnomatix per il PLM (Product Lifecycle Management), Simatic IT per il MES (Manucturing Execution System) e Simatic, Simotion e Sinumerik per la Totally Integrated Automation. La compatibilità dei sistemi e l’interconnessione permettono di operare sui diversi piani della programmazione e simulazione in modo flessibile e aperto, assicurando la congruenza delle operazioni e delle visualizzazioni nelle varie modalità. L’evoluzione dei nostri sistemi persegue anche l’obiettivo della usability per la progettazione e la comunicazione. L’integrazione delle piattaforme permette la virtualizzazione delle parti o degli assiemi di macchina e a questo punto anche la simulazione virtuale delle dinamiche di sistema accedendo al programma di automazione e motion control. Ad esempio, con il TIA Portal (Totally Integrated Automation Portal) di Siemens è possibile eseguire attività di automazione e di drive technology in maniera semplice, velo- ce, intuitiva, efficiente. L’architettura software offre un’operatività standardizzata per controller, human machine interfaces (HMI) e drives; ma anche per lo storage di dati, comunicazione, diagnostica e offre potenti librerie per i dispositivi di automazione. L’ingegnerizzazione semplice attraverso TIA Portal facilita l’accesso completo ad attività quali: digital planning, integrated engineering e transparent operation”.

Tavola Rotonda – Embedded N. 61 – (Settembre 2016), pubblicata da F. Prandi.

Per scaricare l’Intervista pubblicata sulla rivista, seguire il link riportato di seguito http://www.intellisystem.it/it/portfolio/embedded-settembre-2016.

(Italiano) 122 AO 393 Ottobre 2016 – Ispezione di linee aeree

Sorry, this entry is only available in Italiano.

 L’affidabilità del servizio ferroviario dipende dall’efficienza di sistemi meccanici ed elettrici complessi, con migliaia di parti in movimento. Da qui la necessità di una corretta manutenzione

Oggi sempre più compagnie ferroviarie fanno richiesta di nuovi sistemi, che siano automatici, veloci e a basso costo, per il monitoraggio e l’ispezione delle linee elettriche catenarie delle proprie reti. Una catenaria aerea è il sistema adoperato per fornire energia elettrica alla locomotiva di un treno, mediante un pantografo installato sul tetto del locomotore stesso. Tali sistemi tipicamente fanno uso di almeno due cavi: uno di supporto meccanico e un secondo di contatto, che entra appunto in contatto con le spazzole del pantografo. Il sistema è tipicamente sospeso su tralicci e sottoposto a una tensione meccanica atta a garantire la migliore aderenza con il pantografo. Una rete catenaria, di norma, è molto estesa e nella maggior parte dei casi è intensamente utilizzata, per cui è necessario che sia sempre efficiente per mantenere alta la qualità del servizio offerto. Spesso gli operatori ferroviari si trovano di fronte a problemi che riguardano le catenarie aeree, per lo più in termini di surriscaldamento anomalo. Questo è dovuto all’attrito che si genera tra le spazzole del pantografo installato sul locomotore e la linea aerea, mostrando in taluni casi delle vere e proprie anomalie difficilmente riscontrabili con altre tecniche sinora adottate. Il più delle volte gli addetti alla manutenzione imputano il problema al traffico intenso della linea in esame, suggerendo di adottare delle soluzioni che prevedano il rafforzamento del sistema di cavi in sospensione, senza però di fatto riuscire a porre rimedio al problema.

Confronto di un’immagine acquisita nel campo del visibile con una termografica per effettuare misurazioni di temperatura sul punto di contatto tra pantografo e linea aerea

Misurazione effettuata di notte confrontando un’immagine sul visibile e una termica e analisi dell’anomalia]

La questione desta poi particolare attenzione quando si iniziano a registrare con una certa frequenza molteplici anomalie a causa del surriscaldamento delle catenarie, che possono causare l’interruzione di contatto tra queste e i pantografi. Proprio a causa del calore generato, i cavi elettrici iniziano a surriscaldarsi e a dilatarsi per effetto joule, perdendo la loro originaria tensione meccanica e iniziando a incurvarsi. Si sono riscontrati anche dei casi-limite in cui il cavo è riuscito ad avvolgersi attorno al pantografo. Questo provoca il blocco totale del transito del treno, rendendo la linea ferroviaria totalmente inagibile e causando forti disagi ai passeggeri, nonché un accumulo di ritardo per tutti i treni che devono transitare sulla medesima linea. Purtroppo, la riparazione delle linee aeree richiede tempo, con tutte le conseguenze immaginabili che si innescano in cascata, specialmente se si tratta di linee densamente occupate nelle ore di punta. Per far fronte a questa esigenza Intellisystem Technologies ha messo a punto la soluzione denominata Tocis (ThermalTronix overhead catenaria inspection system) che, basandosi principalmente su misure termografiche realtime dei punti di contatto tra il pantografo della locomotiva e i cavi della linea catenaria, rende possibile ispezionare un’intera linea aerea, lunga anche diverse centinaia di chilometri, senza fermare il traffico dei treni, permettendo di avere un quadro esatto del modello di riscaldamento dei punti di contatto tra il conduttore e il pantografo. Si tratta di un dispositivo di misurazione ad alta precisione appositamente progettato e realizzato per la manutenzione e l’ispezione dei sistemi OCS (Overhead Catenary System), da installare direttamente a bordo del locomotore.

Un sistema già testato

I primi esperimenti di misurazione condotti dal team di ricerca e sviluppo di Intellisystem Technologies hanno dimostrato che, al fine di ottenere una mappatura completa della catenaria era necessario installare delle particolari telecamere CCD ad alta risoluzione, corredate da appositi illuminatori a LED ad alta potenza, affiancate da altrettante sofisticate termocamere. Grazie alla preziosa collaborazione di alcuni gestori ferroviari esteri è stato messo a punto un locomotore di test appositamente equipaggiato con il sistema Tocis, che ha permesso il test dell’intero sistema. Il sistema proposto è particolarmente innovativo poiché totalmente automatizzato grazie all’uso delle più moderne tecnologie di elaborazione realtime delle immagini, riprese sia nel visibile sia nel termico, entrambe geo-referenziate grazie all’uso di dispositivi GPS integrati.

Esempio di installazione del sistema Tocis su un locomotore di test

Le particolari telecamere impiegate, siano esse visibili o termiche, permettono di effettuare le misure indifferentemente sia di giorno sia di notte, garantendo una frequenza di scansione delle immagini che permette di visualizzare al meglio anche i dati catturati dalle linee attraversate ad alta velocità. La telecamera operante nel visibile permette di visualizzare i punti delle catenarie che emettono particolari scintillii, eccedenti quelli standard, permettendo così di incrociare i dati catturati simultaneamente con il sistema termografico. Quando viene rilevato un valore anomalo di temperatura, superiore a quello tipico, è possibile controllare lo stato dei cavi di contatto in modo molto dettagliato utilizzando le immagini catturate, prima di programmare un’ispezione manuale on-site, che prevede l’invio di una squadra di manutenzione e il blocco della relativa linea ferroviaria. Grazie all’utilizzo di una particolare telecamera ad alta risoluzione con funzionalità day&night è possibile effettuare le ispezioni anche di notte, quando presumibilmente le linee ferroviarie sono meno trafficate. Inoltre, grazie alla qualità delle misurazioni è possibile individuare con estrema precisione il punto su cui intervenire, conoscendo a priori il possibile problema che potrebbe essere causa di un futuro e imminente guasto alla linea, permettendo una programmazione preventiva e ottimizzata delle squadre di manutenzione.

Uno strumento per la manutenzione

I controlli periodici giocano un ruolo cruciale nel programma di manutenzione preventiva dell’intero sistema ferroviario. Oltre al sistema installato sul tetto del locomotore, all’interno di quest’ultimo un particolare sistema di acquisizione basato su PC si occupa della registrazione di tutte le informazioni numeriche catturate dai sensori. Entrambi i sistemi installati a bordo del locomotore fanno riferimento a uno specifico data center remoto, che provvede a un’accurata ricezione delle misure acquisite, permettendone l’analisi e la memorizzazione su opportuni database. In particolare, si è prestata particolare attenzione nel progettare il sistema in modo che le telecamere in esso contenute siano non solo immuni da vibrazioni, ma anche con una forma particolarmente robusta e aereodinamica, caratterizzata da un design compatibile con quello dei più moderni locomotori. L’intento del sistema mira anche alla formazione di persone che siano capaci di analizzare i dati acquisiti, veicolando tali informazioni a chi si occupa della manutenzione delle linee aeree, fornendo dunque strumenti utili a chi esegue gli interventi, che dovranno ricevere su un palmare o su un tablet tutte le indicazioni per poter agire nel più breve tempo possibile. Occorre quindi una buona integrazione con il campo, per rendere efficace il lavoro di chi deve effettuare gli interventi di manutenzione. Intellisystem Technologies ha investito molto in questa attività, che probabilmente in fase di roll out richiederà ulteriori investimenti e partnership strategiche. In termini di risultati, il driver di riferimento è sicuramente l’ottimizzazione degli interventi di manutenzione. Quanto al ROI, un punto percentuale di miglioramento sui costi di manutenzione delle catenarie aeree ripagherà largamente gli investimenti in ambito ICT.

Il sistema Tocis porterà notevoli ottimizzazioni e miglioramenti in termini sia di performance dei rotabili, sia di qualità del servizio al pubblico

Valido utilizzo dei Big Data

Il sistema Tocis rappresenta di fatto un esempio innovativo di applicazione dell’Internet of Things alle moderne tecniche di ‘predictive analysis’ basate sui Big Data. Grazie infatti all’utilizzo di migliaia di micro sensori (bolometri) integrati nelle termocamere si ottengono informazioni precise e dettagliate sullo stato delle catenarie aeree. Questo enorme volume di dati viene poi rielaborato con modelli di ricerca operativa basati sul concetto dei Big Data e quindi applicato alla manutenzione per ottenere informazioni rilevanti sugli indicatori dello stato di salute e di usura di tutti i componenti del sistema. L’obiettivo finale è anticipare i problemi risolvendoli prima che possano accadere, effettuando interventi programmati sui singoli componenti, indipendentemente dalla vita degli stessi. È un cambio di paradigma epocale per un’azienda di trasporto ferroviario, che alla luce di queste moderne tecnologie è oramai necessario.

A cura di Cristian Randieri. Articolo pubblicato sulla rivista Automazione Oggi N. 393 – Ottobre 2016.

Per scaricare l’articolo pubblicato sulla rivista, seguire il link riportato di seguito http://www.intellisystem.it/it/portfolio/ao-ottobre-2016.