AES_8

INDAGINE approfondimenti 42 Novembre - Dicembre 2021 n Automazione e Strumentazione altrettante prospettive, quali i processi aziendali (Business), le descrizioni funzionali (Function), le mappe dei dati (Information), i meccanismi di comu- nicazione (Communication) e l’hardware (Asset). Il primo dei tre assi (Hierarchy Levels) fa riferimento ai livelli gerarchici della IEC 62264, standard inter- nazionale per l’integrazione dei sistemi aziendali informatici e di controllo. Il secondo (Life Cycle & Value Stream) riconduce il ciclo di vita di impianti e prodotti alla norma IEC 62890. Il terzo asse (Layers) mappa la rappresentazione della tecnologia informa- tica e fornisce immagini digitali, ad esempio, di una macchina o di un impianto, a più livelli. Nel complesso, i tre assi forniscono un quadro com- pleto di tutti gli aspetti essenziali del paradigma Industria 4.0. I dispositivi da campo, i macchinari o un intero sistema possono essere classificati in questo modello secondo uno schema logico. Rami 4.0 consente in definitiva di descrivere e implemen- tare in maniera flessibile i concetti di Industria 4.0 tramite una mappa 3D che funge da guida per una trasformazione graduale. Nuovi metodi di comunicazione Nella visione Rami 4.0 ogni apparato (asset) pos- siede un’interfaccia di gestione (administration shell) che ne immagazzina tutti i dati e ne coor- dina la comunicazione di rete. Più apparati possono costituire una unità funzionale (macchine o instal- lazioni) dotata di una propria administration shell. Più unità funzionali possono costituire un impianto provvisto di administration shell, e così via. Dun- que, gli ‘oggetti’ rappresentano il mondo reale e le administration shell la loro rappresentazione digitale. Nell’ambito Industria 4.0 le proprietà del CDD (Common Data Dictionary, registro di meta- dati) IEC sono strutturate secondo criteri semantici, ovvero ai dati è associato il loro significato. In base a questo assunto è previsto anche l’impiego di OPC UA (IEC 62541) come tecnologia di scam- bio dati. OPC UA, svincolata da specifiche piatta- forme, è di fatto uno strumento per lo scambio di modelli informativi come quelli previsti da Rami 4.0. Questo tipo di comunicazione OPC UA si basa un meccanismo di tipo publisher/subscriber appo- sitamente progettato per supportare servizi M2M e IoT su rete locale e globale. Nel primo caso il dato è ricevuto simultaneamente da un numero qualsiasi di nodi (subscriber) appoggiandosi ai protocolli UDP (User Datagram Protocol) e TSN (Time Sensitive Networking). Nel secondo i messaggi sono gestiti da un broker che può aggiungere servizi utilizzando il protocollo AMQP (Advanced Message Queuing Protocol). Questi nuovi modi di comunicazione sono trasparenti per le applicazioni che quindi non richie- dono personalizzazioni o modifiche. Esempi d’uso L’evoluzione delle tecnologie digitali abbinata al modello Rami 4.0 sta aprendo a nuovi scenari. Per esempio, quello delle valvole idrauliche ‘intelli- genti’. In questo ambito la valvola viene progettata, vengono allestiti e testati i primi campioni, e infine una prima serie di prototipi viene prodotta e conva- lidata. Una volta completata con successo la con- valida, la valvola idraulica viene messa in vendita. Nella produzione in serie, ogni valvola idraulica è dotata di un’identificazione univoca e rappresenta un’istanza specifica del modello progettato. La digitalizzazione e il collegamento dei flussi offerti dal modello Rami 4.0 offre un enorme poten- ziale di miglioramento grazie ai collegamenti tra le varie funzioni . In generale i componenti ‘4.0’ di sistemi e macchinari si trovano all’interno dei livelli del modello Rami 4.0. Possono quindi occupare varie posizioni nel ciclo di vita e nel flusso delle informazioni per ogni istanza ‘reale’. Rami, CPS e produzione intelligente In conclusione, il modello Rami 4.0 è pensato per implementare gli aspetti di Industria 4.0 che sono più strettamente attinenti alla ‘ produzione intelli- gente ’, combinando insieme molti dei paradigmi industriali più recenti, che si stanno diffondendo molto velocemente. La produzione intelligente, che oggi può realizzarsi Tipi e istanze nell’intero ciclo di vita 4.0