Per molti Industria 4.0 è rappresentata solo dall’automazione di una macchina o di una linea produttiva. In realtà, in questo percorso, l’interconnessione rappresenta il requisito distintivo, che non può prescindere dalla disponibilità di adeguate infrastrutture fisiche di comunicazione. Proprio la componente passiva della rete di automazione, come spiega Marco Artoli – Project Manager Industrial Communication & Product Marketing Manager di LAPP, deve essere progettata e realizzata in modo ottimale. Perché sarà attraverso l’infrastruttura passiva che, per anni, transiteranno i comandi ed i dati raccolti dalle macchine.
A fronte di questo presupposto, per quale ragione il mercato non ha ancora maturato un’adeguata attenzione alla cosiddetta componente “passiva” di una rete?
I costruttori di macchine hanno la fortuna di utilizzare soluzioni basate su Ethernet. Decenni di impiego in ambito ICT hanno reso questa tecnologia sufficientemente robusta per rispondere alle esigenze del mondo industriale e, più nello specifico, delle macchine automatiche. Inoltre, Ethernet, essendo diffuso a livello mondiale, gode i vantaggi dell’economia di scala. Ma si tratta di una tecnologia nata per ambienti ed esigenze diverse rispetto a quelle del mondo industriale. L’avvento di Industria 4.0 ha fatto emergere una serie di criticità. Infatti, quando una rete di automazione deve funzionare vicino ai propri limiti, emergono i suoi limiti e le “debolezze” che non erano state considerate in sede di progettazione. Non si può infatti pensare di trasferire spensieratamente, in un’azienda manifatturiera, le esperienze ed i prodotti che funzionano benissimo in un ufficio o in un building. Il problema, quindi, è innanzitutto nella mancanza di una cultura specifica ed i problemi, solitamente, emergono solo quando si accendono le macchine.
Questi problemi, però, sono spesso “subdoli”, perché si presentano solo saltuariamente. Quali sono e da cosa possono essere creati?
Quando parliamo di una rete di automazione dobbiamo prendere in considerazione due fattori spesso trascurati in ambito Office: l’aspetto meccanico e quello elettromagnetico. Dal punto di vista meccanico, in particolare, i componenti sono sottoposti a vibrazioni che, nel tempo, portano ad avere contatti non perfetti e momentanee perdite di comunicazione. Ma altrettanto pericolose, benché più evidenti, sono le degradazioni indotte da agenti aggressivi di tipo chimico o ambientale, solitamente assenti in un’installazione civile. A questo si aggiungono le interferenze elettromagnetiche, che le schermature di cavi per Building e mondo IT non sempre sono in grado di filtrare e che disturbano le comunicazioni solo in condizioni particolari e difficili da prevedere a priori. Per tale ragione, l’impiego di componenti di derivazione civile espone a problemi che possono essere molto difficili da risolvere e con costi, anche in termini di inefficienza, ben superiori al marginale risparmio ottenuto con cavi e connettori da ufficio in un cablaggio industriale. È questo un rischio che gli OEM dovrebbero valutare con estrema attenzione.
Ha parlato di inefficienza dovuta a problemi di rete. Per quale ragione?
Spesso i problemi si palesano quando una rete è portata ai propri limiti e, per questa ragione, si è indotti a ridurre le prestazioni di una macchina a causa dei ritardi nei segnali di comunicazione. Questi ritardi, però, non sono causati dalla limitata larghezza di banda, ma da cause esterne. Nel mondo industriale occorre valutare soprattutto gli aspetti di integrità e di latenza, che sono invece marginali in una comunicazione a livello di ufficio.
Ci aiuti a capire meglio questo concetto…
Se invio il comando ad una stampante e l’apparecchio si attiva con mezzo secondo di ritardo, non accade nulla. Se durante una conversazione VoIP un interlocutore non comprende una parola, può ricostruirla agevolmente dal contesto. Ma se non arriva un comando ad una macchina che esegue 100 movimenti in un secondo, la produzione si interrompe, con tutte le conseguenze del caso e con rischi anche per l’incolumità delle persone. Concetti come latenza e jitter sono essenziali nel mondo industriale e su questi temi c’è ancora poca consapevolezza.
Proprio in questo ambito interviene un fornitore esperto come LAPP?
Gli oltre cinquant’anni di esperienza nella costruzione di cavi e connettori ci hanno permesso di maturare un enorme patrimonio tecnico, che ora mettiamo a disposizione del mercato industriale attraverso il servizio di Network Check Up. In pratica un team di esperti, in possesso di certificazioni specifiche, affiancano i clienti nel collaudo delle reti industriali mediante l’utilizzo di software e hardware. Ma, soprattutto, i nostri tecnici sono in grado di analizzare le infrastrutture esistenti per individuare i punti di debolezza ed indirizzare adeguate azioni correttive, anche secondo lo standard IEC 62443 (standard sulle “Reti di comunicazione industriale – Sicurezza informatica per reti e sistemi”). A volte, infatti, sono sufficienti pochi interventi mirati per risolvere problematiche anche significative.
In cosa consiste, all’atto pratico, il vostro servizio di Network Check Up?
La prima analisi è di tipo visuale. Comporta una valutazione della topologia e dei componenti passivi utilizzati, sia a livello di cavi che di connettori, per intervenire direttamente sulle debolezze più evidenti. Al termine di questa attività, vengono collegate le apparecchiature per mappare tutti i nodi della rete, verificando poi la conformità ed il margine rispetto alle specifiche dettate dai principali protocolli di comunicazione internazionali. I nostri esperti non si limitano ad una misurazione passiva e ad una banale conferma del soddisfacimento dei requisiti, ma valutano il margine di tolleranza quando una linea produttiva è regolarmente in funzione. Questo significa possedere una reale conoscenza dello stato di una rete di automazione, per individuare anche le situazioni vicine al limite e che potrebbero creare problemi nel tempo o a fronte di un maggiore stress della rete stessa. Forniamo quindi un report completo, con informazioni dettagliate in merito a carico e profondità di rete, errori, pacchetti persi e jitter.
Superato il “primo esame”, una rete può essere considerata adeguata “per sempre”?
Le analisi del Network Check Up permettono, in primo luogo, di creare uno schema preciso della rete e delle sue caratteristiche funzionali. Questo documento identifica il valore reale di una serie di parametri, attraverso i quali sapere con precisione quale traffico potrà supportare una rete e quali componenti possono essere critici, soprattutto a fronte del collegamento di specifiche apparecchiature industriali. Sulla base di queste indicazioni è possibile sfruttare nel migliore dei modi tutta l’automazione, sia in termini di efficienza che di sicurezza fisica. Questo significa poter progettare, nel tempo, l’evoluzione della propria rete di automazione. Ma è comunque opportuno eseguire dei test periodici per individuare in anticipo eventuali criticità, prima che si trasformino in problemi. Non possiamo infatti dimenticare che le aziende sono in continua evoluzione, sia dal punto di vista del software che delle macchine impiegate. E una rete di automazione affidabile è il presupposto imprescindibile per affrontare le sfide della digitalizzazione.
