(Italian) Tablet/Smartphone Consumer Technology – Pro & Cons

Quali vantaggi, quali limiti, quale diffusione si prevede per la tecnologia consumer tablet/smartphone (Android ecc.) nel mondo industriale? Ne parliamo con esperti del settore

La rivoluzione industriale promessa dall’IoT, dove tutta l’azienda è connessa in rete e le informazioni di produzione devono essere disponibili sempre e ovunque, promuove l’introduzione di tablet e smartphone consumer nell’industria. Tuttavia, l’ambiente industriale presenta ovvie differenze rispetto a quello consumer per condizioni ambientali di temperatura, umidità, presenza di polveri, vibrazioni e lavaggi aggressivi o ambienti con rischio di esplosione. Gli operatori devono inoltre poter utilizzare questi dispositivi in piena ergonomia e autonomia. Per comprendere i vantaggi e i limiti dell’introduzione della tecnologia consumer tablet/smartphone (Android ecc.) nel mondo industriale abbiamo intervistato i referenti di due importanti aziende nel settore dell’automazione industriale: Cristian Randieri, president & CEO di Intellisystem Technologies e Francesco Tieghi responsabile digital marketing di ServiTecno. Con Cristiano Cominotto e Francesco Curtarelli di ALP Assistenza Legale Premium abbiamo approfondito l’aspetto legale della sicurezza e della privacy.

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

1) Quali sono i requisiti hardware minimi per poter utilizzare questi dispositivi in ambito industriale in termini di resistenza alle condizioni ambientali dalla resistenza in temperatura fino all’utilizzo in aree pericolose, ergonomia per l’operatore, potenza di elaborazione, autonomia e connettività?

Oggi viviamo in un mondo in continua evoluzione in cui stiamo assistendo alla convergenza di più tecnologie che in termini di meccatronica, Internet of Things, Big Data e virtualizzazione delle risorse stanno rivoluzionando l’intero mondo industriale che sino a qualche decennio fa era molto statico e ora si trova immerso in una miriade di nuove tecnologie che si fondono e amalgamano in modo quasi incontrollato e che inoltre tendono ad adottare soluzioni di tipo consumer. Anche il mondo dell’hardware e del software è in continua evoluzione e sta cercando di adattarsi alle nuove esigenze: oggi, infatti, sempre più frequentemente si sente parlare di tablet PC e smartphone applicati a livello industriale. Prima di procedere alla descrizione dei requisiti hardware minimi per poter utilizzare questi dispositivi in ambito industriale è opportuno non perdere di vista come vengono definiti questi oggetti. Uno smartphone è un dispositivo portatile, alimentato a batteria, che coniuga le funzionalità di telefono cellulare con quelle di elaborazione e trasmissione dati tipiche del mondo dei personal computer; esso, inoltre, impiega diversi sensori per l’acquisizione di altri elementi dell’ambiente circostante l’utente. I tablet sono dispositivi assimilabili per componenti hardware e software agli smartphone poiché condividono la stessa infrastruttura tecnologica ovvero le stesse componenti hardware e lo stesso sistema operativo. I tablet sono però caratterizzati da uno schermo di dimensioni maggiori, il che li rende più idonei alla multimedialità e meno pratici per essere utilizzati come telefoni. La maggior parte dei modelli si avvale, tuttavia, di schede SIM per la connessione dati con le tecnologie cellulari (Gprs, Edge, Umts ecc). In ambito industriale questi dispositivi si distinguono da quelli consumer per le loro caratteristiche definite col temine rugged ovvero per le caratteristiche di robustezza strutturale. Di fatto sono dei dispositivi appositamente progettati per funzionare in modo affidabile in ambienti di utilizzo caratterizzati da condizioni difficili quali forti vibrazioni, temperature estreme, elevata polverosità e umidità. La loro progettazione è fortemente condizionata dall’ambiente di utilizzo non solo per il corpo esterno ma anche per i loro componenti interni e le rispettive capacità di raffreddamento. Le loro applicazioni spaziano da quelle tipiche della logistica a quelle industriali caratteristiche dell’automazione di processo. Nel caso della logistica dei trasporti sono richiesti sempre di più dispositivi in grado di resistere agli urti, alle sollecitazioni, con una buona potenza di calcolo e con una batteria che assicura una lunga autonomia. Nel caso industriale invece il loro utilizzo particolare è come interfacce HMI per vari sistemi di processo, controllo e manutenzione. Infine, nell’ambito manifatturiero o di produzione in genere sono utilizzati come terminali mobili per i vari software di produzione di tipo MES ed ERP. Tablet e smartphone per applicazioni industriali sono tipicamente costruiti con materiali quali plastiche e gomme in grado di assorbire al meglio gli urti grazie a una scocca molto più ‘spessa’ rispetto a quelli di tipo consumer. Quando devono essere utilizzati in contesti particolari in cui sussistono anche condizioni ambientali restrittive (elevata umidità, polvere, range di temperature non ordinarie e presenza di liquidi) si ricorre alla richiesta della certificazione Military Standard Rugged Phone (MILSTD- 810G) che viene conferita in seguito a ripetuti test di caduta a varie altezze, un esempio su tutte è il superamento della prova di caduta (26 volte) su compensato da un’altezza di 1,2 metri. Per certe applicazioni del campo oil&gas in aree controllate occorre che questi siano anche antideflagranti e quindi aderenti alle più ristrette normative Atex.

2) Quali sono le caratteristiche essenziali del software di interfaccia operatore per questi dispositivi?

Il software di interfaccia per questi dispositivi prevede l’utilizzo di codice nativo scritto specificatamente per il sistema operativo installato nel dispositivo, tipicamente Android e Windows nella versione mobile. Di conseguenza l’interfaccia utente è consistente con il dispositivo mobile e il relativo sistema operativo. In termini di sicurezza occorre implementare all’interno delle varie app tutte le possibili regole tipicamente adottate in ambito industriale. Un altro aspetto da non trascurare è quello riferito alle licenze d’utilizzo del software che, al fine di garantire la massima continuità di servizio dei dispositivi e quindi una facile sostituzione dell’hardware, è opportuno siano slegate dallo stesso.

3) I software di produzione (MES, ERP ecc.) più diffusi sono utilizzabili senza limitazioni?

Di recente differenti software house e costruttori di sistemi per l’automazione hanno messo a punto nuove app che s’interfacciano con software tipici della produzione, quali MES ed ERP, al fine di favorire sempre più la mobilità dei vari operatori anche al difuori del loro posto di lavoro, permettendo loro di accedere a informazioni di tipo realtime sulla produzione al fine di poter prendere delle decisioni ‘al volo’ e ottenere riscontri con risultati immediati. In generale possiamo affermare che i moderni software di produzione sono facilmente interfacciabili con i dispositivi mobile senza particolari limitazioni poiché in questo caso tali dispositivi sono considerati come dei veri e propri terminali non vincolati ad operazioni realtime che ancora oggi non sono compatibili con la struttura software dei sistemi operativi mobile più diffusi.

4) Qual è lo stato dell’arte delle app per il mondo industriale?

In generale le app dedicate al mondo industriale e di produzione devono essere in grado di offrire le seguenti custom experience: favorire il ‘Fast Decision Making’. Da remoto deve essere possibile gestire un processo o un ramo di produzione come se si fosse in azienda; aumentare l’efficienza operativa in termini di manutenzione. Con l’utilizzo di dispositivi portatili e compatti quali i dispositivi mobile industriali è possibile diagnosticare in modo semplice e sicuro eventuali anomalie su macchine e sistemi di produzione; migliorare la comunicazione e collaborazione all’interno dei team di lavoro. Essendo ogni dispositivo dotato di più sistemi di comunicazione tra cui il wi-fi, i sistemi di messaggistica SMS e MMS, il Bluetooth ecc. lo scambio di dati e informazioni avviene in modo quasi naturale; garantire l’accesso remoto ai dati di produzione, business e manufacturing intelligence e garantire l’accesso istantaneo ai centri di lavoro produttivi includendo la possibilità di monitorare l’efficienza di produzione, il downtime e altro ancora.

5) Esiste un sistema operativo (Android, …) preferenziale?

Un recente sondaggio sull’utilizzo di Android in ambito industriale, condotto a livello globale da VIA Embedded su un campione di 250 realtà aziendali che operano nel mondo embedded, ha evidenziato che il 93% degli intervistati utilizza (o ha intenzione di utilizzare) Android per progetti in ambito industriale. Il sistema operativo Android ha guadagnato molti fan nell’ambito industriale grazie all’immissione nel mercato di nuovi modelli di dispositivi mobile rugged da parte di importanti produttori tra cui Panasonic, Honeywell e Motorola. Di recente, Google ha rilasciato Android for Work, una piattaforma enterprise contenente un’applicazione autonoma (simile alla tecnologia Samsung Knox) che consente agli amministratori IT di creare aree di lavoro aziendali e personali separate su smartphone e tablet. Ci sono una serie di vantaggi che il sistema operativo Android fornisce per la distribuzione aziendale su dispositivi di tipo industriale. In primo luogo, Android è diventato onnipresente nel mercato degli smartphone e tablet consumer, il che significa che la maggior parte dei dipendenti di qualsiasi azienda hanno già familiarità con l’interfaccia utente. Questo implica che una loro eventuale adozione renderà la formazione in merito al loro utilizzo nel contesto industriale più facile e meno costosa. Android rispetto agli altri sistemi operativi mobile è anche visto come una piattaforma più ‘aperta’ che possiede già un gruppo solido di applicazioni disponibili in vari settori industriali quali: la logistica, la manutenzione e altri segmenti di business. Tutto ciò rappresenta un vantaggio rispetto al sistema operativo iOS di Apple nello spazio enterprise, perché Apple presenta più ostacoli e vincoli sia per lo sviluppo di applicazioni e la distribuzione tramite i restrittivi processi di approvazione della società. Android ha acquisito un certo vantaggio nel mercato industriale anche rispetto a Microsoft poiché mentre quest’ultima tentava di imitare le peculiarità di Android attuando il revamping alla sua strategia embedded perdeva importanti quote di mercato a vantaggio del primo. Considerando che le versioni precedenti di Android non sono state valutate come abbastanza sicure per le implementazioni enterprise, gli ultimi aggiornamenti del sistema operativo (che includono la possibilità di modificare da remoto le funzionalità del dispositivo, di applicare la crittografia e la definizione di white e black list per le applicazioni) offrono di sicuro maggiori margini in termini di sicurezza. Di contro, il tasso di adozione di Android per certe applicazioni industriali rimane basso, in parte a causa della sua frammentazione e instabilità percepita. Altra limitazione sta nel fatto che malgrado il sistema operativo Android sia aggiornato di frequente, per ogni applicazione sviluppata con una vecchia release non è garantita la piena compatibilità con la nuova. Tutto ciò si traduce in un continuo aggiornamento delle app da parte delle software house che hanno prodotto il software. In conclusione, posso affermare che Android allo stato attuale ha fatto notevoli passi in avanti in termini di sicurezza e gestibilità della piattaforma. A seconda delle esigenze applicative e del livello di comfort richiesto il sistema operativo presenta alcuni riconovantaggi interessanti in termini di costo e di formazione rispetto alle piattaforme concorrenti.

6) Quali sono i vantaggi offerti dall’utilizzo di questi dispositivi?

I dispositivi mobile industrial grade sono progettati per offrire alle aziende maggiori funzionalità al fine di soddisfare tutte le esigenze IT e risolvere un singolo problema di business. Si pensi ad esempio ad uno smartphone con integrato un lettore di codice a barre tipicamente adoperato nell’ambito della logistica e manutenzione. Smartphone e tablet industriali, a differenza degli altri hardware dedicati, offrono una maggiore funzionalità poiché permettono ai loro utenti di rendere mobile la propria postazione di lavoro unitamente a particolari software applicativi aziendali, estendono tutte le funzionalità dei loro fratelli consumer a favore di una riduzione dei costi. Un altro vantaggio nell’utilizzazione di questi dispositivi all’interno delle industrie è rappresentato dalla riduzione del TCO (Total Cost of Ownership) definito come ‘il costo totale di possesso’, indice utilizzato per calcolare tutti i costi del ciclo di vita di un’apparecchiatura informatica IT in termini di acquisto, installazione, gestione e manutenzione della stessa. Diverse ricerche di mercato hanno confermato che un dispositivo mobile industriale presenta un TCO drasticamente basso se comparato ad altre soluzioni più verticali. Di fatto uno smartphone o tablet industriale è molto meno costoso di un computer portatile industriale, oltre ad essere meno ingombrante e più ergonomico. Grazie alla facilità d’utilizzo tipica dei dispositivi consumer a cui si inspirano, forniscono un’esperienza utente più agevole che non richiede una formazione particolare, poiché la maggior parte dei dipendenti ha già dimestichezza e sa utilizzare il proprio dispositivo mobile personale. Di conseguenza è molto più facile per l’utente lavorare con un dispositivo mobile industriale che abbia installato un sistema operativo diffuso tipo Android, IoS o Microsoft.

7) E in particolare quali sono le applicazioni ideali?

Le applicazioni sono innumerevoli e continuano a crescere di giorno in giorno. Le funzionalità mobile sono già disponibili per diversi settori industriali. Attualmente quelle più diffuse sono quelle che forniscono un’interfaccia HMI per i sistemi di automazione di processo. Ma anche quelle riferite alla logistica e manutenzione.

8) Esempi di casi di successo

Nel corso del 2015 il reparto Ricerca & Sviluppo di Intellisystem Technologies ha messo a punto il primo sistema elettronico automatico per la verifica delle Dotazioni di Protezione Individuale (DPI) che utilizza e integra la tecnologia RFID nei cantieri industriali. La soluzione proposta consiste in un varco elettronico tecnologicamente avanzato da installare in prossimità dei punti di accesso alle zone di lavoro (ad esempio ponteggi e costruzioni comunemente presenti nei cantieri industriali). Il sistema è corredato da una piattaforma software personalizzabile che permette al responsabile del cantiere o del reparto di produzione di applicare tutte le policy di sicurezza nel rispetto delle vigenti normative. In particolare è possibile specificare e identificare le seguenti variabili: riconoscimento visuale del lavoratore, DPI richieste, verifica scadenza DPI ed eventuali sensori per gas nocivi. Una volta impostato il sistema, è sufficiente che l’operaio di turno, dotato di tutto l’equipaggiamento e in regola con il permesso di lavoro, attraversi un varco, in cui è installato il DPI Visual Analyzer, per far sì che questo verifichi in automatico e in pochi istanti la congruenza tra quanto rilevato e quanto specificato dalle policy dettate dal responsabile per la sicurezza. Per far ciò è necessario integrare dei tag RFID in ogni DPI o dispositivo che dovrà essere controllato. Il sistema è basato in parte sulla tecnologia Rfid, attraverso la quale è possibile identificare il personale in ingresso negli impianti, stabilimenti e cantieri grazie a un badge personale in cui è installato un tag Rfid. Una mancanza nei DPI indossati produce un allarme che può essere segnalato in diverse modalità, come sms, email, semafori, buzzer e messaggi su appositi monitor installati nel varco. Di recente abbiamo messo a punto un sistema che si basa su una piattaforma mobile di tipo industriale che permette di racchiudere in un unico smartphone industriale rugged basato sul sistema operativo Android tutte le funzionalità identificative tipiche del varco elettronico con la proprietà di renderlo compatto e portatile. In aggiunta abbiamo realizzato un’apposita app capace d’interfacciarsi con il sistema di rilevamento Rfid del dispositivo mobile unitamente alla sua telecamera per acquisire tutte le informazioni in termini di TAG e immagini da inviare al server di gestione della piattaforma software atto a verificare la congruità dei dati ricevuti con quelli prescritti all’interno del permesso di lavoro. Tale soluzione è nata dalla specifica richiesta di un nostro cliente che aveva la necessità di fare dei controlli a campione all’interno di particolari aree del proprio sito produttivo in cui si sospettava che una volta superato il varco elettronico d’accesso per comodità alcuni operai smettessero di indossare parte dei DPI prescritti nel permesso di lavoro esponendosi a tutti i rischi del caso.

9) Quali sono le misure di sicurezza adottate per impedire accessi indesiderati o attacchi informatici?

Sempre più utenti e aziende utilizzano gli smartphone come strumenti di comunicazione, ma anche come strumento di pianificazione e per organizzare la loro vita professionale e privata. All’interno delle aziende queste tecnologie stanno causando profondi cambiamenti nell’organizzazione dei sistemi informativi e di conseguenza sono diventate la fonte di nuovi rischi. In effetti, i dispositivi mobile raccolgono sempre una quantità crescente di informazioni sensibili il cui accesso deve essere controllato per proteggere la privacy degli utenti e la proprietà intellettuale della società. La sicurezza dei dispositivi mobile assume sempre un’importanza crescente quando si parla di mobile computing riferendosi alla sicurezza delle informazioni personali e aziendali memorizzate sui tablet e smartphone. Tutti i dispostivi mobile, come i computer, sono bersagli di possibili attacchi informatici. Tipicamente questi attacchi sfruttano i punti di vulnerabilità legata ai mezzi di comunicazione come ad esempio gli SMS e MMS, le reti wi-fi, Bluetooth e GSM, che rappresentano lo standard globale de facto per le comunicazioni mobili. Ci sono anche attacchi che sfruttano le vulnerabilità delle app, del sistema operativo e del web browser. Infine, ci sono forme di software dannoso che fanno leva sulla non perfetta conoscenza del sistema operativo da parte degli utenti medi. In generale esistono diverse contromisure applicabili che spaziano dalla sicurezza dei diversi layer software alla diffusione delle informazioni dell’utente finale. Ma tutto ciò non è sufficiente se non si osservano dei pratici accorgimenti applicabili a tutti i livelli che spaziano dalla progettazione del software al suo utilizzo. I meccanismi di sicurezza in atto per contrastare le minacce sono suddivisi in diverse categorie, non agiscono tutti allo stesso livello e vanno dalla gestione della sicurezza del sistema operativo al comportamento dell’utente finale. Le contromisure adottabili non sono uguali tra loro, ma si differenziano a seconda dei casi e modalità di utilizzo dei dispositivi.

10) Quali sono i limiti di questa tecnologia?

Il limite più evidente per l’impiego di questa tecnologia è fortemente legato ai limiti dei sistemi operativi che sono installati nei vari dispositivi mobile ed è principalmente dovuto all’impossibilità di eseguire dei processi in modo realtime. Se per certi aspetti uno smartphone o tablet industriale è un’ottima interfaccia HMI, per altri non è sicuramente stato progettato per eseguire un insieme di operazioni in modo perfettamente rapido e affidabile, poiché è nato in ambito consumer ed è stato progettato per eseguire molteplici processi (tipicamente le app) che non richiedono particolari garanzie d’esecuzione con vincoli temporali ben definiti. In realtà, l’hardware sarebbe in grado di avere tutte le funzionalità di un PC embedded industriale a patto che venga installato su di esso un sistema operativo realtime che sicuramente non è né Android né Windows. Tra tutti i sistemi operativi mobile solo Android attualmente è l’unico che in teoria potrebbe essere riscritto per applicazioni verticali di tipo realtime semplicemente per il fatto che il suo kernel è Linux e di conseguenza open source. In generale, l’utilizzo degli attuali sistemi operativi mobile per applicazioni di automazione industriale da intendersi con esclusione delle interfacce HMI non è fattibile per diverse problematiche legate all’affidabilità (di per sé non sono molto stabili), la scalabilità (non sono in grado di gestire sistemi complessi di considerevoli dimensioni), la sicurezza (non è possibile garantire la sicurezza del processo se non è possibile in primo luogo garantire la sicurezza del sistema di controllo) e la modularità (tali sistemi operativi non sono modulari e quindi facilmente espandibili). Più in generale la sicurezza in termini di connettività ad oggi non è ancora in grado di rispecchiare gli standard industriali. Bisogna però osservare che Android è una piattaforma polifunzionale che potrebbe essere utilizzata per la prototipazione. Una volta che il prodotto base è pronto, è possibile creare l’hardware specializzato per esso.

11) Quale diffusione si prevede per questi dispositivi?

La diffusione di questi dispositivi a livello industriale è ormai un dato di fatto: basti vedere la miriade di prodotti mobile classificati come industrial che offre il mercato. Sicuramente nel tempo i sistemi operativi nati come consumer avranno al loro interno la capacità di poter gestire alcune applicazioni anche in realtime facendo superare a questi dispositivi la limitazione di doverli adoperare come dispostivi d’interfaccia HMI o più in generale di terminale mobile. Microsoft Windows Mobile o Windows Embedded è stato per lungo tempo il sistema operativo di scelta per i dispositivi mobili industriali e rugged. A partire dal 2015 abbiamo assistito a un’inversione di tendenza in cui l’industria ha iniziato ad adottare in maniera intensa Android. La rapida crescita dei telefoni Android di consumo ha standardizzato il comportamento degli utenti Android generando di fatto un effetto di ricaduta sul settore industriale. In futuro sempre più software house svilupperanno app per il comparto industriale basandosi sul sistema operativo Android. In conclusione sono convinto che i dispostivi tablet, PDA e smartphone industriali saranno il segmento di mercato di mobile computer in più rapida crescita del prossimo futuro.

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Tavola Rotonda – Automazione Oggi N. 389 (Aprile 2016), pubblicata da C. Paveri.

Per scaricare l’Intervista pubblicata sulla rivista, seguire il link riportato di seguito http://www.intellisystem.it/portfolio/ao-aprile-2016-4/