In un'epoca in cui i produttori sono chiamati a essere più veloci, più flessibili e più connessi che mai, l'architettura dei sistemi di controllo industriale sta subendo una trasformazione fondamentale. Al centro di questo cambiamento c'è la crescente adozione di dispositivi edge intelligenti, sistemi che fanno molto di più che raccogliere dati o trasmetterli. Si tratta di dispositivi in grado di gestire logiche complesse, carichi di lavoro pesanti per la CPU, prendere decisioni in tempo reale e integrare perfettamente gli ambienti IT e OT.
L'edge computing esiste da tempo, ma il suo potenziale è ora pienamente realizzato in ambito industriale. Il motivo è chiaro: le architetture centralizzate, pur essendo robuste, non sono sempre più in grado di soddisfare le esigenze dei moderni modelli di produzione decentralizzati. Dalla necessità di una latenza bassissima all'importanza della sovranità e della sicurezza dei dati, i fattori che spingono verso l'edge sono sia tecnici che strategici.
Lo sviluppo dell'edge smart
Che cosa rende "intelligente" un dispositivo edge? La risposta sta nella sua capacità di unificare più ruoli tradizionalmente gestiti da sistemi separati.
Una piattaforma edge intelligente di solito integra:
- Funzionalità di controllo in tempo reale, che sostituiscono o integrano i PLC tradizionali.
- Struttura di visualizzazione web, come le interfacce HMI web.
- Elaborazione e archiviazione dei dati, che consentono la pre-aggregazione, il filtraggio e l'accuratezza.
- Hosting di applicazioni, spesso tramite containerizzazione (ad esempio, Docker), che consente la distribuzione di modelli di intelligenza artificiale, analisi, task utente o logica di controllo tradizionale.
- Comunicazione sicura, sia verso l'alto (verso il cloud o i sistemi MES) che attraverso la fabbrica.
- DevOps industriale con Edge
In altre parole, i dispositivi edge intelligenti passano dall'essere canali di trasmissione dei dati a nodi decisionali, trasformando il ruolo dell'edge da componente aggiuntivo tecnico a base strategica per la trasformazione digitale.
Configurazioni del sistema di controllo: ieri e oggi
Tradizionalmente, i sistemi di controllo industriale hanno seguito un modello gerarchico a strati. Sensori e attuatori forniscono dati ai PLC, che a loro volta comunicano con i sistemi SCADA o con i server centralizzati per l'elaborazione e il controllo. Questo modello è stato utile all'industria, ma crea anche colli di bottiglia e dipendenze, soprattutto quando è necessaria una risposta rapida.
Le piattaforme edge intelligenti introducono un' architettura più distribuita, in cui il controllo e il processo decisionale sono più vicini alla macchina, riducendo la latenza, migliorando la resilienza del sistema e consentendo un'autonomia localizzata. È particolarmente vantaggioso in applicazioni quali:
- Manutenzione predittiva, dove i modelli vengono eseguiti sul bordo per rilevare le anomalie in tempo reale.
- Edge Control e Motion Control, dove la risposta immediata è fondamentale per le prestazioni.
- Ottimizzazione energetica, in cui i dati di consumo vengono analizzati e gestiti istantaneamente.
Inoltre, con le moderne piattaforme edge, la logica di controllo sta diventando software-defined e ciò consente agli ingegneri di distribuire, aggiornare e scalare le applicazioni senza riconfigurare l'hardware fisico, un salto in avanti in termini di flessibilità e gestione del ciclo di vita.
Le migliori pratiche per l'implementazione dell'edge
Sebbene i vantaggi dell'edge computing siano convincenti, un'implementazione di successo richiede un'attenta pianificazione. Ecco alcune considerazioni chiave:
1. Scegliere un hardware costruito appositamente per l'edge industriale.
I dispositivi edge devono resistere ad ambienti difficili, ma devono anche supportare stack software moderni. Cercate piattaforme che integrino sistemi operativi in tempo reale con il supporto di applicazioni containerizzate e moderni protocolli di sicurezza.
Elementi sicuri e radici di fiducia sono componenti fondamentali per garantire la conformità ai requisiti di cybersecurity.
Exor International ha progettato nuove piattaforme edge come le famiglie Xedge e Microedge, con un nuovo concetto di modularità che assicura grande flessibilità e scalabilità. Gli ambienti edge variano in modo significativo (ad esempio, impianti industriali, sensori remoti). L'hardware modulare consente la personalizzazione in base a requisiti specifici (come l'aggiunta di GPU per l'elaborazione dell'intelligenza artificiale o di moduli I/O specializzati per l'acquisizione dei dati).
2. Adottare un approccio alla cybersecurity a più livelli
La decentralizzazione dell'intelligenza crea nuove sfide per la sicurezza informatica. Le piattaforme edge dovrebbero offrire crittografia, gestione degli accessi utente, avvio sicuro e aggiornamenti OTA (over-the-air) come funzionalità standard. L'obiettivo è proteggere non solo i dati, ma anche la logica di controllo e l'integrità del dispositivo.
3. Concentrarsi sull'interoperabilità
I dispositivi edge intelligenti non devono bloccare gli utenti in un unico ecosistema. Il supporto di protocolli aperti (come OPC UA, MQTT, Modbus e API REST) è essenziale per una perfetta integrazione nelle architetture esistenti. Ciò garantisce che le implementazioni edge possano coesistere con i sistemi legacy e con le infrastrutture cloud-native.
4. Sfruttare le architetture ibride
Sebbene l'edge computing consenta l'autonomia locale, il suo pieno valore emerge quando viene abbinato a servizi basati sul cloud. Un'architettura ibrida consente ai produttori di mantenere la logica di controllo sensibile in loco e di utilizzare il cloud per l'analisi dei dati su larga scala, la gestione del parco macchine o il coordinamento tra i vari siti.
5. Potenziare il team con nuove competenze
L'edge introduce concetti più familiari all'IT che all'OT, come DevOps, containerizzazione o orchestrazione remota. Investire in formazione o scegliere piattaforme che offrono ambienti semplificati e a basso codice può aiutare ad accelerare l'adozione.
Il quadro generale: una base per la produzione definita dal software
In definitiva, i dispositivi edge intelligenti non sono solo una risposta alle attuali limitazioni tecniche. Sono elementi che favoriscono una trasformazione più ampia del modo in cui i sistemi industriali sono concepiti e gestiti.
Spostando il controllo su edge e adottando architetture modulari e guidate dal software, i produttori possono passare a un ambiente di produzione composito e agile, in cui macchine, processi e applicazioni possono essere riconfigurati velocemente, in modo sicuro e da remoto.
Noi di Exor International vediamo l'intelligent edge non come una soluzione a sé stante, ma come un ponte tra il mondo deterministico dell'automazione industriale e quello dinamico e incentrato sui dati dell'IT. Il nostro approccio consiste nel combinare hardware edge robusto e ad alte prestazioni con strumenti aperti e cloud-native (come la nostra piattaforma CORVINA), dando agli utenti il pieno controllo della loro evoluzione digitale, alle loro condizioni e al loro ritmo.
Dobbiamo anche porci una domanda sul profilo dei programmatori che configureranno le nuove piattaforme edge. I costruttori di macchine sono ancora gestiti da programmatori OT, mentre le tecnologie Edge sono progettate per essere configurate da programmatori IT. Per questo motivo, con la piattaforma CORVINA, oltre al software IT nativo del cloud, integriamo anche un ambiente zero-code in pura tecnologia web per la programmazione di cruscotti e linguaggi logici di controllo OT.
Conclusione
La transizione verso l'intelligent edge computing è ben avviata e il suo impatto sulle architetture di controllo industriale è profondo. Avvicinando la potenza di calcolo alla fonte, le piattaforme edge consentono decisioni più rapide, maggiore flessibilità e sistemi più resilienti.
Per i produttori questa evoluzione rappresenta un'opportunità per ripensare il modo in cui l'automazione viene progettata, implementata ed evoluta. In questo modo, l'edge diventa la base per un'industria veramente intelligente, adattiva e connessa.
