EDGE COMPUTING E IOT: DUE SETTORI IN RAPIDA CRESCITA

La tecnologia cloud è ormai al centro delle architetture IT della maggior parte delle aziende. Il cloud ha trasformato il modo di gestire e conservare i dati, garantendo più affidabilità, più agilità e rapida scalabilità. D’altro canto, porta con sé alcune limitazioni, a partire dal lag, la latenza. Per quanto le connessioni a Internet siano sempre più veloci, in certi casi, soprattutto in ambito industriale, anche pochi millisecondi di latenza possono essere inaccettabili quando i dati devono essere gestiti in tempo reale, senza ritardo. Come nel caso di una serie di muletti che girano autonomamente in un magazzino.

In queste situazioni entra in gioco l’edge computing, una risposta tecnologica all’esplosione di Internet of Things. L’edge segue una filosofia diversa. In contrapposizione alla centralizzazione dei dati e alla loro elaborazione su uno o più data center tipica del cloud computing, con l’edge i dati vengono elaborati dove vengono acquisiti, per esempio all’interno di un carroponte, su una nave, su un’auto a guida autonoma, in una coltivazione estensiva di grano, riducendo al minimo la latenza. In tandem con la diffusione del 5G, che facilita nuovi scenari per l’industria 4.0, le smart city, gli smart building e le smart farm, l’edge sta acquisendo sempre più importanza e si rivelerà una tecnologia di importanza critica per i prossimi anni.

EDGE COMPUTING: MERCATO, TREND E APPLICAZIONI

I numeri di un mercato in crescita

Secondo il rapporto Edge Computing Market by Application – Global Forecast to 2027, pubblicato da Meticulous Research, il mercato dell’edge computing crescerà con un tasso del 39,4%, arrivando a valere 28,07 miliardi di dollari entro il 2027. Nel 2018, valeva appena 8.5 miliardi di dollari. Non è un caso che Gartner lo includa fra i 10 trend che saranno strategici per il 2020. Noi stessi lo abbiamo inserito nelle previsioni IoT 2020. L’ “edge computing diventerà un fattore dominante praticamente per ogni settore e use case man mano che l’edge verrà potenziato con nuove e più sofisticate risorse di calcolo e di archiviazione” – ha spiegato Brian Burke, VP of research di Gartner – “Dispositivi edge come robot, droni e auto a guida autonoma accelereranno questa transizione”.

Le applicazioni tipiche di edge computing e IoT

• Le banche e gli istituti finanziari sono stati fra i primi a comprendere l’importanza dell’edge computing, ancora prima che si chiamasse così. Non è un caso se le infrastrutture dedicate alle operazioni di HFT (High Frequency Trading) sono posizionate il più vicino possibile agli stock exchange, così da ridurre al minimo la latenza, che in questo tipo di operazioni è fondamentale.
• Ora però si stanno aprendo nuovi scenari in diversi settori, a partire dalla guida autonoma o assistita: le strade delle smart city saranno riempite di sensori, droni di sorveglianza, telecamere, lidar – così come queste automobili – e il modo migliore di gestire questa enorme massa di informazioni è dove i dati vengono generati: i pochi millisecondi necessari a comunicare con un server remoto possono fare la differenza fra un sistema di frenata automatica efficace e uno che agisce in ritardo.

Tre elementi tipici del paradigma edge

• Guardando alla variabile “tempo”, elaborare i dati ai “bordi” logici della rete, l’edge appunto, è un fattore chiave anche per il mondo dell’industria, dove accelerare al massimo il passaggio azione – retroazione tra oggetti e macchinari che interagiscono è vitale. L’elaborazione dati in locale in tempo reale abilita nuovi scenari di video processing, real time analytics e automation e permette di ottimizzare il ciclo produttivo.
• Edge computing ed IoT vanno bene in tandem anche per un motivo di costi. Man mano che aumenteranno, inevitabilmente, gli oggetti connessi (Gartner stima che saranno più di 20 miliardi entro la fine del 2020), sarà generata una montagna di dati. Impossibile pensare di inviarli in continuazione avanti e indietro sulla “nuvola”, sarebbe ben poco efficiente. Meglio elaborarli in locale, subito, e inviare successivamente sul cloud solo le informazioni che ha senso spostare, risparmiando sui costi di trasporto.
• Il terzo fattore che giustifica il fit tra edge computing ed IoT è proprio la disponibilità di connettività. Il riferimento è a tutti gli scenari dove il cloud sarebbe un ostacolo a causa dell’assenza di connettività ultraveloce: le piattaforme petrolifere, ad esempio, ma anche le navi da crociera, i mezzi di trasporto quando attraversano aree con bassa copertura. Un edge gateway, ad esempio, può elaborare i dati e inviare al cloud solo i dati rilevanti, riducendo le esigenze di larghezza di banda, oppure li può inviare al dispositivo di partenza in caso di esigenze applicative semplici, in tempo reale. In sostanza – requisito fondamentale per l’Industrial IoT – l’edge computing garantisce una data continuity “cloud like” che ne ha fatto un abilitatore fondamentale delle applicazioni di Industria 4.0.

L’edge computing non è un’alternativa al cloud

Per qualche tempo si è dibattuto se edge e cloud fossero due tecnologie alternative. L’opinione comune, dopo un primo periodo di discussione, è che edge e cloud non siano in competizione, tutt’altro. Sono due tecnologie che convivono e si completano a vicenda. Le aziende continueranno ad appoggiarsi a data center e altre strutture cloud, ma le integreranno con strumenti edge per potenziarle, per poter sfruttare al meglio i dati in ogni situazione, adattandosi ai differenti scenari.

Alla fine, è quello che facciamo tutti i giorni, nella vita: lo smartphone non è altro che un semplice dispositivo di edge computing, che usiamo per telefonare, ma anche per controllare la smart home, per accedere alle auto a noleggio, per svagarci. Eppure, nessuno lo vede come un sostituto del desktop.

Lo stesso vale per le soluzioni edge. Ad esempio, una azienda di servizi con diverse sedi non dovrà abbandonare i suoi sistemi cloud tramite i quali gestisce l’attività quotidiana e sincronizzare le operazioni fra le varie sedi. Ciascun building, però, potrebbe essere dotato di sistemi edge, che si occuperanno di automatizzare illuminazione, HVAC, presenze nelle varie aree dell’edificio, ottimizzando i consumi, aumentando la sicurezza e semplificando le procedure. Parte dei dati potrà essere poi inviata a strumenti cloud di advanced analytics, con cui identificare dei pattern, rendere il sistema di illuminazione capace di apprendere e di assumere comportamenti sempre più customizzati ed efficienti.

EDGE COMPUTING ED INDUSTRIAL IOT: IL NOSTRO PUNTO DI VISTA

Nella nostra esperienza, di fronte ad una applicazione IoT industriale, l’edge computing è un elemento costitutivo fondamentale delle applicazioni che devono, come è tipico di questo ambito, reggere dei pesanti workload distribuiti.
In particolare, ci sono tre focus point da approcciare quando si parla di edge computing IIoT.

Aspetti architetturali

Le applicazioni IIoT devono poter scalare e l’architettura delle applicazioni deve prevederlo. Trueverit propone una architettura edge in grado di scalare e crescere di pari passo con le esigenze progettuali del cliente, grazie ad un’approccio Swarm, basato su microservizi. Ogni singolo gateway racchiude gli elementi base fondamentali per l’accesso alle risorse fisiche del campo, ne esegue la lettura, l’interfacciamento e la gestione, permettendo così in modo semplice e trasparente la distribuzione anche sulle singole periferiche edge del workload in fase di processing e data collecting. Per concludere il tutto, l’intero stack dei servizi, dal cloud all’ultimo gateway edge di campo,è gestito in modo sapiente dal nostro orchestrator cloud, eliminando quindi tutti i problemi legati a versioni obsolete, security e interruzione dei servizi.

Sicurezza

È vero che trattenere i dati in locale li espone a meno rischi, ma dall’altro lato si pone il problema della sicurezza a livello field. Abbiamo affrontato il problema utilizzando diversi layer di sicurezza, partendo dalla sicurezza a livello di trasporto e aggiungendo un secondo strato di crittazione del dato tramite tunnel di comunicazione cifrati tramite algoritmi di cifratura ellittica, sia lato gateway che sui dispositivi sensor-to-cloud della serie Easy-Iot, sulla quale, viene inoltre deployata la completa chain dei certificati TLS.

Protocolli

Il terzo aspetto è riferito ai protocolli necessari per garantire comunicazioni a livello edge. Abbiamo coperto i più importanti protocolli in uso nell’industria tramite l’implementazione di connettori edge e hybrid cloud/edge tra cui: Modbus RTU/TCP, MQTT/MQTTS, RS485, RS232, I2C, BacNet, LoRa, OPC-UA, SNMP, Connettori API, Digital I/O, Relays, CAN-BUS ed altri, che progressivamente rilasciamo.

VISIONE INTEGRATA

IoT conferisce la possibilità di passare dal controllo dei consumi di una singola macchina alla gestione intelligente dei consumi energetici di tutta una fabbrica o un building. Lo si fa attraverso piattaforme di Industrial IoT che interconnettono diversi impianti e macchinari, visualizzano i dati in una unica dashboard e danno una visione dell’efficienza totalmente integrata. Questa opportunità porta il grande vantaggio di avere una visione di insieme, che travalica i singoli sistemi di controllo dei singoli asset, spesso non comunicati, e di avere una vista generale, pur misurando eventuali punti di inefficienza.

BOLLETTA NETTA

Talvolta le attività produttive autoproducono energia. Ad esempio, attraverso impianti fotovoltaici. Il consumo effettivo, dunque, va valutato in chiave di “bolletta netta”. Sempre attraverso piattaforme IoT è possibile quantificare i consumi energetici al netto della produzione di energia e, conseguentemente, stimare il fabbisogno netto.

IMPATTO EXTRA-INDUSTRIALE

Chiaramente le aziende energivore lo sono in virtù, principalmente, delle attività produttive. Sia quando si affronta il tema dell’efficienza e della diagnosi dei consumi che quando si valuta l’impatto ambientale, il vero impatto di una attività riguarda non solo lo stabilimento, ma anche tutto il contorno: il traffico, le attività amministrative, commerciali (es. impianti, HVAC e luci degli uffici). Le applicazioni IoT di smart energy management system, dunque, grazie all’integrazione dei dati in un unico cruscotto diagnostico, aiutano le aziende ad aggiungere al concetto/misurazioni di energy saving quello di operations saving and maintenance saving.

AUTOMAZIONI E RETROAZIONI

L’approccio olistico all’energy management, diventa ancor più interessante, grazie ad IoT, quando – oltre al monitoraggio – passiamo alla fase di retroazione. IoT permette non solo di misurare i consumi e diagnosticare aree di inefficienza, ma anche di innescare delle azioni che automaticamente generano dei saving. Ad esempio, l’allocazione di un lotto di produzione ad una linea/stabilimento più efficiente dell’altro. Ma il massimo delle potenzialità dell’IoT energy management si verifica quando le decisioni di ottimizzazione prendono in considerazione più variabili, non solo interne al processo produttivo/impianto ma anche esterne. Nel caso di un building, ad esempio, si può orchestrare l’apertura dei pannelli oscuranti con il sistema di illuminazione e con le condizioni effettive di luce, con l’obiettivo di ridurre il consumo di energia. Tutto questo, incrociando le misurazioni di dati che arrivano da fonti diverse (es. smart meters, building management systems, end-use equipment controls, sensori ambientali, previsioni del tempo, dati di occupancy, utility bill).

ENERGY AWARENESS: IL PRIMO PASSO PER ARRIVARE A SOLUZIONI ENERGETICHE INTELLIGENTI

Sicuramente l’ottimizzazione energetica e il miglioramento ambientale sono un tema articolato, sistemico, da affrontare attraverso un percorso, che nella nostra esperienza passa attraverso tre fasi:

• Consapevolezza
• Gestione
• Ottimizzazione

L’obiettivo dell’energy management “evoluto” è sicuramente rendere asset, processi ed impianti in grado di prendere, autonomamente, decisioni intelligenti. Ma primo – inevitabile – passo, su cui IoT può dare un contributo marginale sostanziale è proprio l’energy awareness. Lo ha constatato un nostro cliente, Gruppo Rossi. Semplicemente interconnettendo asset diversi e sottoponendo a controllo diagnostico consumi e parametri di efficienza dei singoli macchinari, delle specifiche aree e dell’intero sito produttivo, ha identificato la metà delle problematiche energetiche, potendole dunque risolvere.

ESEMPI DI SOLUZIONI IOT PER L’ENERGY MANAGEMENT

Al di là dell’inquadramento strategico dell’IoT per l’energy management, ecco alcuni esempi pratici di applicazioni IoT che possono supportare gli energy manager.

Applicazioni IoT per il monitoraggio dei consumi energetici

È uno dei “classici”. Con questo genere di applicazioni abilitiamo l’analisi in tempo reale dei consumi, per tipologia (acqua, gas, riscaldamento, energia elettrica…), per area (stabilimenti produttivi / piani di un building) e per unità (macchina / linea / intero processo). Dalla versione in real time, ci spostiamo poi all’analisi storicizzata dei consumi. Possiamo poi combinare a questi dati quelli dell’energia autoprodotta prodotta e quantificare il consumo e il fabbisogno energetico netto.

Monitoraggio e misurazione IoT dell’impatto ambientale

Dall’efficienza all’impatto ambientale. Con Trueverit è possibile raccogliere e studiare una serie di parametri ambientali (temperatura, umidità, luce, CO2, PM10, …), identificare aree di criticità / miglioramento e, integrandoci anche con tool esterni, abilitare e visualizzare i risultati di analisi di impatto ambientale, anche in chiave predittiva.

Automazione IoT per l’energy saving

Trueverit non solo raccoglie dati, ma è in grado -a seguito di determinate regole – di innescare retroazioni che possono portare ad automazioni virtuose (es. abbassamento luci se stanza è vuota / diminuzione riscaldamento se le previsioni meteo indicano temperature sopra la media). E qui torna l’idea dell’approccio olistico. L’efficienza energetica è un tema sistemico che le piattaforme IoT open protocol, integrandosi con impianti di varia natura, software di terzi come i BMS e persino dati di terze parti possono aiutare ad inquadrare.

IoT per l’ottimizzazione degli approvvigionamenti energetici

Abbiamo raccolto i dati, li abbiamo analizzati, li abbiamo utilizzati per generare delle azioni migliorative. L’ultimo passo riguarda non solo la “reazione efficiente” rispetto ad alcuni parametri, ma anche l’”azione proattiva” basata sulle previsioni. È la storia (vera) dell’acciaieria che, incrociando i dati sui consumi energetici, le previsioni di produzione e le attese sui prezzi di acquisto dell’energia, può ottimizzare le proprie politiche di acquisto.

DIFFUSIONE 5G: A CHE PUNTO SIAMO?

Che il 5G rappresenti un fattore accelerante per l’Internet delle Cose lo dicono anche le stime secondo le quali il nuovo standard di connessione consentirà all’IoT di passare dagli attuali 20 miliardi di dispositivi connessi ai 76 miliardi ipotizzati per il 2025. Inoltre, secondo la recente edizione del “Mobility report” di Ericsson entro la fine del 2025, il 5G genererà il 45% del traffico totale di dati mobili al mondo, rendendolo la tecnologia di comunicazione mobile a sviluppo più veloce che sia mai stata implementata su scala globale.

Anche un’analisi del Global System for Mobile Association (GSMA) stima che entro il 2025 circa una connessione mobile su tre utilizzerà reti di prossima generazione. In particolare, la penetrazione della tecnologia 5G in Europa è stimata al 31% nel 2025, il che si traduce in 217 milioni di connessioni. I dispositivi potranno connettersi a Internet senza utilizzare il Wi-Fi o la linea fissa), con enormi vantaggi per ambiti come l’Industria 4.0.

In Italia il 5 giugno 2019 la rete 5G ha mosso i primi passi.

• Vodafone, prima in Italia, ha infatti aperto alle connessioni 5G per i suoi clienti di Milano, Roma, Napoli, Torino e Bologna.
• Il 5G è attualmente in fase di sperimentazione in Italia da parte dei principali operatori della telefonia mobile ed è, quindi, in fase pre-commerciale e la fase di sperimentazione si concluderà il 31 dicembre 2021.
• Ogni operatore sta attualmente procedendo all’adeguamento della copertura del territorio per il 5G e allo sviluppo di progetti non solo legati alla telefonia mobile,ma ai più svariati campi d’applicazione del 5G, compreso il settore agricolo.
• Si è anche tenuta un’asta legata all’assegnazione dei diritti d’uso delle frequenze per il 5G che ha visto offerte complessive da parte dei gestori che hanno partecipato di oltre i 6,5 miliardi di euro, altro segnale di quanto la nuova tecnologia sia al centro dello sviluppo del business delle telco.

PER CHE TIPI DI APPLICAZIONI IOT IL 5G È PARTICOLARMENTE INDICATO

IL TECNICO CONNESSO

Abbiamo visto che il vantaggio del 5G, in sintesi, è la possibilità di offrire le prestazioni della fibra abbinate alla mobilità, sempre più importante per la produzione flessibile e per le applicazioni IoT con oggetti distribuiti.

Un esempio di applicazione Industrial IoT che potrebbe beneficiare del 5G è quello del tecnico connesso. Grazie al 5G, ad esempio, i lavoratori dotati di dispositivi con realtà aumentata / realtà virtuale (AR / VR) saranno liberi di muoversi all’interno della fabbrica e raccogliere/produrre dati.

Potranno interagire con dispositivi e macchinari IoT, visualizzare informazioni diagnostiche in realtà aumentata sopra i macchinari con cui interagiscono, ricevere istruzioni basate su quanto loro vedono in real time. O addirittura ricevere notifiche sui dispositivi che usano/indossano in caso di condizioni ambientali pericolose.

LE FLOTTE AZIENDALI

Un altro esempio di come una connessione mobile ultraveloce ed affidabile potrà rivoluzionare è quello delle flotte aziendali i cui veicoli sono da sempre dotati di strumenti a scopo di sicurezza e posizionamento come GPS e satellitare. Anche grazie all’installazione di sensori e videocamere collegate in rete e allo sfruttamento delle capacità di elaborazione in cloud, potranno essere ottimizzati spostamenti, carichi e percorsi, garantendo un sempre maggiore controllo della filiera produttiva e della sicurezza grazie a dati e immagini prodotte in tempo reale. L’accesso alla posizione dei veicoli sulla mappa e la cronologia delle attività, ma anche una diagnostica della meccanica, sarà visibile direttamente all’interno del software gestionale, assicurando un costante monitoraggio dei mezzi, soprattutto in caso di un utilizzo inadeguato. Tutte informazioni che non sarebbero reperibili in mobilità se non attraverso il 5G.

LA SUPPLY CHAIN

Oltre che nella assistenza tecnica o nella gestione delle flotte aziendali, IoT e 5G troveranno virtuose sinergie anche sulle attività di supply chain. Là dove l’inventario è gestito da sensori in remoto e i magazzini sono robotizzati, la tecnologia IoT, abbinata al 5G, può prendersi carico, in modo ancora più efficiente, della preparazione e spedizione degli ordini oltre che del riordino di materiali di consumo prima dell’esaurimento delle scorte. In questo modo si riducono gli scarti, mantenendo la merce necessaria in magazzino e lasciando più tempo ai dipendenti di concentrarsi su altre attività.

L’AGRICOLTURA 4.0

Infine, la smart agriculture che rappresenta se vogliamo l’esempio più estremo nel quale il 5G ha tutte le carte in regola per essere un fattore abilitante e accelerante sul fronte dell’agricoltura 2.0.

Il nuovo standard potrà fare leva innanzitutto sulla facilità di connettere i device anche in zone rurali, sulle caratteristiche distintive di maggiore velocità di banda e maggiore densità di connessioni, quindi sulla capacità di gestire numerosi oggetti, sensori e veicoli connessi che richiedono prestazioni ad elevata affidabilità.

Si tratta di un settore che a livello di sensoristica ambientale e territoriale, di applicazioni per il meteo, di automazione di apparati per la gestione sempre più precisa di acqua, fertilizzanti, concimi, agrofarmaci necessità di soluzioni digitali di facile implementazione.

IL NOSTRO PUNTO DI VISTA SU 5G E IOT

Il 5G è una tecnologia di forte interesse perché garantisce una connettività ad alta densità e ad alta velocità. Per quanto ci riguarda, in generale noi abbiamo un approccio agnostico, anche verso le tipologie di connettività. Trueverit può basarsi indifferentemente su connettività 5G, LAN o LoRa. Ma IoT e 5G viaggeranno bene insieme soprattutto per tutte quelle applicazioni IoT che richiedono “stream” di dati densi, frequenti intensivi. Pensiamo che il 5G sia una tecnologia determinante (anche se non esclusiva) per i prossimi 2 anni perché permetterà di sviluppare in modo ancora più efficiente e low power sistemi di comunicazione e raccolta dati IoT in modo distribuito a basso costo e ad alte prestazioni. Ma già si parla di 6G…

PREDICTION IOT 2020:
UN’ANALISI DELLE FONTI ON LINE

Per dire la nostra sulle previsioni IoT 2020, abbiamo passato in rassegna le prime 20 fonti internazionali che Google ha proposto effettuando la ricerca “IoT predictions 2020”. Si tratta di articoli di riviste di settore o di rapporti di ricerca di analisti di mercato. Riportiamo i link in calce a questo post. La prima nota degna di attenzione è che da 15 articoli sono stati nominati circa 75 trend. Quindi, anche da un punto di vista terminologico, nel settore esiste in maniera evidente una forte frammentazione. Riclassificando queste verbalizzazioni in aree omogenee, da un punto di vista qualitativo, si possono estrapolare alcuni trend ricorrenti, sia di natura strettamente tecnologica (ad esempio il 5G, le connettività low power wide area emergenti, l’edge computing, l’Intelligenza Artificiale), sia di natura più strategica (fenomeni emergenti nel percorso dell’IoT adoption, quali la convergenza fra tecnologie, fra dati IT-OT e le evoluzioni organizzative). Abbiamo tralasciato altri argomenti, comunque citati ma non altrettanto diffusamente, quali il digital twin, le auto a guida autonoma ed applicazioni/tecnologie che solo alcune fonti indicavano come trend maturo ed inequivocabile per il 2020.

MERCATO IOT 2020:  CRESCITA SU TUTTI I FRONTI

Da un punto di vista quantitativo, IoT si conferma essere un mercato in crescita, un po’ su tutti i fronti, dal consolidamento dei business case alla maturazione delle tecnologie, sebbene a macchia di leopardo.

• Aumentano inesorabilmente i dispositivi connessi. Ad esempio, in base alle stime di Gartner, l’enterprise Internet of Things market cuberà 5.8 billion endpoints nel 2020, con un aumento del 21% rispetto al 2019.
• Continua a crescere il valore del mercato. Gli analisti IDC stimano che il worldwide IoT spending manterrà una crescita a doppia cifra (CAGR 12,6%) in tutto l’arco 2019-2023, oltrepassando la cifra trilione di $ nel 2021 .
• Le previsioni IoT 2020 includono un aumento anche dei progetti che passano dalla fase di POC a quella di consolidamento in produzione e i casi d’uso, soprattutto negli ambiti building automation, government e automotive (con tassi intorno al 30%) seguiti da healthcare, manufacturing and retail, per cui si attende una crescita comunque a doppia cifra, su base mondiale.

PREVISIONI IOT 2020: I PRINCIPALI 10 TREND

Riclassificando le diverse prediction IoT citate, abbiamo isolato alcune aree “calde” e abbiamo identificato la top 10 delle tendenze IoT.

1. Industrial IoT: si inizia a fare sul serio
2. Iperconvergenza Big Data-IoT-AI
3. Edge computing: dall’hype ai fatti
4. Un ampio spettro di connettività
5. Blockchain per la sicurezza IoT
6. Sicurezza e Privacy, coppia di fatto
7. La rivoluzione UI: il multimodal design
8. Orchestrazione IT – OT
9. Cambiamento effettivo, se viene da dentro
10. I settori emergenti

1. Industrial IoT: si inizia a fare sul serio

Prima ancora di entrare nei dettagli, la prima notizia sulle previsioni IoT 2020 è che molti analisti e testate dedicano un capitolo particolare alle previsioni sull’Industrial IoT, segno che il comparto ha ormai una identità specifica. Leggermente oscurato dall’hype del Consumer IoT, le applicazioni in ambito industriale stanno prendendo gradualmente e diffusamente piede e a detta di molti le sorpasseranno. Un dato fra i tanti: secondo le previsioni confermate a settembre di Market Watch ci si aspetta che il mercato globale IIoT cresca con un tasso CAGR del 23.88% tra il 2017 e il 2023. Ora che i primi use case – monitoraggio energetico, asset tracking, manutenzione preventiva, employee management – hanno mostrato sostanziali risultati e che le soluzioni di security IoT sta progredendo, tanto quanto il timore di attacchi hacker, anche noi confermiamo un crescente fermento (THINGSTREAM.IO). Oltre alle fabbriche, i trasporti, le utility, i building e persino l’agricoltura dovranno e potranno valorizzare i dati raccolti per migliorare efficienza e trovare nuovi modelli.

2. Iperconvergenza Big data – IoT – AI

IoT, in sé per sé, è uniformemente riconfermato come trend tecnologico ma va in tandem con almeno due altri fenomeni, strettamente connessi. I big data, intesi nel senso di disponibilità sempre maggiore di dati in real time raccolti da dispositivi connessi. E l’Intelligenza Artificiale, o meglio tutte le tecnologie di advanced analytics, capaci di elaborare grandi quantità di dati e di trasformarli in conoscenza. È questo il triangolo magico della trasformazione digitale al cuore degli intelligent products, intelligent services, intelligent systems. Sarà davvero competitivo chi realmente riuscirà ad attuare la convergenza fra queste tre leve, Big Data-IoT-AI, al di là di quello che nei media, in un momento o nell’altro, va più di moda.

3. Edge computing: dall’hype ai fatti

L’edge computing, che secondo un report di Grand View Research viaggerà a un tasso di sviluppo annuale del 54% da qui al 2025, è un trend su cui tutti si trovano d’accordo. L’edge è in questo momento è favorito da una nuova generazione di hardware, con costi accessibili, capace di gestire dati in locale, dal sovraccarico delle strutture centralizzate comprese quelle cloud e dalle soluzioni emergenti per la security per i device. Con queste premesse, nel 2020 l’edge sarà baricentro emergente delle applicazioni IoT. Il fenomeno va inquadrato però in modo più ampio. Il punto è che, aumentando gli oggetti connessi, in fabbrica e fuori, aumenta la necessità di trovare un modo efficiente di gestire la gran quantità di dati da essi raccolti. Se la moda è appunto l’edge computing -le tecnologie capaci di processare dati, a bassa latenza, direttamente sul campo- le best practice architetturali in realtà promuoveranno una gestione ibrida del dato, che utilizzerà un mix di edge e cloud, a seconda della convenienza.

4. Connettività: un ampio spettro di soluzioni

Sempre sul fronte delle tecnologie abilitanti, si prevede un 2020 molto movimentato per tutto quel che concerne rete e connettività. Dominano le conversazioni e le previsioni sul 5G, la cui diffusione di massa attende solo l’ingresso dei telefoni di nuova generazione. È interessante tuttavia questo punto di vista: se il connubio 5G e IoT è una grande opportunità perché garantisce connettività cellulare diffusa a banda larga, rappresenta anche una minaccia perché pone nuove sfide dal punto di vista della sicurezza informatica. Anche per questo, sebbene il 5G per IoT possa essere un ulteriore facilitatore, si prevede una convivenza con altre forme di connettività. Un assetto probabile sarà l’uso di connettività LoWPAN per la raccolta dei dati in combinazione con soluzioni 5G per il backhaul dei dati e il trasporto delle informazioni verso il cloud. Altro trend da osservare sarà realizzare, soprattutto in ambito industriale e commerciale, progetti IoT basati su private network (EETIMES). Il punto, comune a tutte queste osservazioni, è che la barriera relativa alla raccolta e al trasporto dei dati, dal campo all’enterprise, è sempre più bassa.

5. Blockchain per la sicurezza IoT

Tra blockchain e IoT c’è stato fino ad ora un rapporto amore-odio. Come accade per tutte le novità, dopo il primo momento di euforia nell’anno appena concluso c’è stato un momento di disillusione. Blockchain è una tecnologia ancora non del tutto matura, ma soprattutto lo spettro dei casi d’uso IoT è talmente ampio che è stato difficile focalizzare una modalità standard di integrazione tra le due tecnologie. Il futuro sembra tuttavia adesso più a fuoco, almeno su due fronti. Il primo è quello della sicurezza: le applicazioni IoT hanno spesso una architettura centralizzata, che rappresenta un elemento di vulnerabilità. In questo contesto, l’uso di Blockchain (sistema di certificazione pubblico, decentralizzato, sicuro) può essere un supporto importante al security management delle applicazioni IoT. Il secondo scenario è dato da tutte le applicazioni IoT che coinvolgono una molteplicità di soggetti e catene del valore molto lunghe: pensiamo all’esempio del tracciamento dei prodotti di lusso o alla certificazione dei processi manifatturieri. Forse non ancora nel 2020, ma si prevede che nei prossimi anni i produttori riconosceranno chiaramente i vantaggi di avere la tecnologia blockchain integrata in tutti i loro dispositivi: etichette come “Blockchain Certified” non sono più molto lontane.

6. Sicurezza e privacy, coppia di fatto

Che nel 2020 sia dispositivi consumer che sistemi enterprise IoT saranno attaccati è, più che una previsione, una certezza (FORRESTER). Questo implica la necessità, da parte delle imprese, sia vendor che user, di mettere in piedi una strategia per la security IoT, che preveda anche chiari ed inequivocabili remediation plan. In parallelo, però, si stanno affermando nuove soluzioni per la security. Difficile stabilire se sarà un gioco a somma zero. I timori di attacchi sono ancora fra i principali freni della spinta IoT. I dubbi, anche dovuti ad un vuoto normativo, sulla privacy dei dati, pongono anche ulteriori questioni legali, etiche e sociali. Certamente, soprattutto in ambito B2B, è raccomandabile la scelta di vendor che già a livello di design integrano la security come se fosse parte integrante dei loro prodotti, hardware o software.

7. La rivoluzione UI: il multimodal design

Se ne parla ancora poco, eppure sarà una rivoluzione. L’uso della voce nell’impostazione dei dispositivi, la modifica delle impostazioni, l’invio di comandi e la ricezione dei risultati saranno presto la norma non solo nelle case intelligenti. Il recupero della voce è tra l’altro una tendenza abbastanza trasversale, a partire dai media, in cui si registra una forte crescita dei podcast. Dalle applicazioni più strettamente consumer i comandi vocali si sposteranno nelle auto, negli uffici -pensiamo soprattutto alle sale riunioni- e anche nei contesti produttivi. Alcuni parlano, per il 2020, di vero e proprio boom delle interfacce vocali. Se però, ancora una volta, allarghiamo un po’ l’abbraccio alle tendenze più generali sulle interfacce, non solo quelle vocali, il trend da segnalare è piuttosto quello del design multimodale, che dà uguale importanza a voce, display e tocco, a seconda del contesto d’uso. E come per le varie tipologie di connettività, non ci sarà una UI dominante. Avremo invece una sinergia tra voce, immagini e gesti nell’ambito di un nuovo concetto di multimodal interface. Si presenteranno, di conseguenza, i primi casi di applicazioni IoT in cui affrontare la sfida di una seamless experience passando da un’interfaccia all’altra.

8. Orchestrazione IT-OT

Il successo soprattutto dell’Industrial IoT, ma in generale di tutti i progetti IoT enterprise, risiederà soprattutto nella convergenza tra dati OT ed IT. Abbiamo visto come anche a livello tecnologico si stia verificando una convergenza fra tecnologie diverse intorno ad un’unica entità, i dati condivisi, e verso un unico obiettivo, ricavare indicazioni per migliorare prodotti e processi. La diretta conseguenza è la necessità di far convergere dati diversi all’interno di un unico repository, per far sì che le decisioni siano prese sulla base di un patrimonio informativo aziendale completo, non parziale e settoriale. Le strategie cross-functional IT/OT si riconfermano dunque un trend da cavalcare per realizzare progetti IoT ad alto impatto sulla redditività.

9. Organizzazione: cambiare dal basso

IoT, essendo una trasversale a diverse funzioni aziendali, è a tutti gli effetti parte della trasformazione digitale. E, come per ogni cambiamento strategico, implica un cambiamento culturale e organizzativo. Si è pensato a lungo, erroneamente, che IoT fosse un servizio da vendere all’IT. Al contrario, spesso il bisogno di efficientamento o di innovazione partono dalla produzione, dalle business unit, dal campo. Istanze che è difficile far risalire al topo management. Nel 2020, complice il cambio culturale che sta iniziando ad accadere nelle aziende, nel senior management inizieremo a vedere più ruoli IoT. Questi ruoli aiuteranno a portare l’esperienza e la consapevolezza a livello executive (ad esempio: Chief IoT Officer, Chief Digital Officer, Chief Innovation Officer), contribuendo a rimuovere i vincoli che ancora frenano la comprensione delle opportunità IoT e la corretta gestione delle aspettative sul ROI, spesso mal interpretate (IT PRO PORTAL).

10. Sei settori in crescita

A conclusione delle previsioni IoT 2020, rileviamo una crescita generale e abbastanza trasversale. Dall’analisi delle fonti tuttavia dobbiamo prendere atto che alcuni settori sono citati più di altri. In primis, le Smart Cities. Il trigger è la crescente disponibilità di connettività a banda larga e diffusa sul territorio, anche legata alle tecnologie LPWAN oltre che al 5G. Questo sbloccherà progetti incrementali di Smart Cities, prima dal perimetro più ristretto (building e complessi residenziali) e poi su scala più larga (quartieri e intere città). Il comfort, oltre che la sicurezza e la sostenibilità, sarà un driver irrinunciabile (DZONE). Altre tre hit previste per il 2020 sono l’Healthcare (dal monitoraggio domiciliare dei pazienti agli equipment intelligenti di ultima generazione), la Logistica e la Supply Chain e gli Smart Store, sia sul fronte dell’inventory / facility management che su quello della customer experience (ANALYTICS INSIGHTS). Confermato il consolidamento di tutta l’area dello Smart Manufacturing, forte delle sperimentazioni già concluse nello scorso anno inserire, che rappresenta la fetta più ampia dell’IoT spending (IDC).

PREVISIONI IOT PER L’ITALIA

Ad integrazione dell’analisi sulle fonti internazionali, abbiamo passato in rassegna anche 10 fonti italiane, dedicate ai trend ICT 2020. I trend per l’Italia sono meno puntuali, ma questo argomento è citato sempre, ovunque, come ancora una delle tecnologie in crescita e in fase di maturazione, spesso in abbinamento a altri temi. Per questo vorremmo ribadire ancora una volta che la convergenza è il concetto chiave che caratterizza previsioni IoT 2020. È facile intuire la grande sinergia fra 5G e Edge Computing: i dati potranno infatti essere elaborati in locale e selezionati per essere inviati ad altri sistemi a velocità elevata e con tempi di latenza ridotti, garantendo efficienza e maggior. Strumenti e soluzioni di machine learning e intelligenza artificiale si occuperanno di trasformare gli oggetti connessi in prodotti, servizi e sistemi intelligenti. A testimonianza che IoT è protagonista e parte di un disegno più grande.

IL PERCORSO TRUEVERIT PER IL 2020

Come affrontare questi scenari? Per quanto ci riguarda, punteremo su tre aspetti.

• Convergenza IT – OT. È il nostro cavallo di battaglia. Pensiamo che non esista una soluzione monolitica per risolvere il problema della diversità che ancora esiste sul campo, che si tratti di un building, di una fabbrica o semplicemente di un asset connesso che deve dialogare con altri sistemi. Crediamo che la risposta sia nella creazione di ecosistemi di partnership e nella facilitazione dell’interoperabilità e su questo lavoreremo.
• Arricchimento protocolli, API, partnership. Questo secondo punto da sostanza al precedente. Pensiamo che l’approccio Open Protocol e API Driven sia il collante capace di tenere insieme, a livello architetturale, tutte le diverse e frammentate parti di un progetto IoT. E che le partnership tecnologiche facilitino l’integrazione fra la nostra piattaforma e i sistemi esistenti nelle imprese. Di questo beneficeranno anche i system integrator, canale per noi fondamentale, che avranno un ruolo sempre più chiave di attuatori di progetti IoT.
• Integrazione con strumenti esterni. Trueverit è un grande orchestratore, capace di integrare dati che arrivano da fonti distinte ed esporli su dispositivi diversi, dopo averli trattati, gestiti ed elaborati. Senza alterare il nostro core business -abilitare applicazioni cross silos facilitando la convergenza IT-OT- dedicheremo infine parte dell’attività di ricerca e sviluppo all’integrazione con tecnologie di blockchain, AI e al miglioramento UX/UI.

Link utili sull’argomento previsioni IoT 2020

DZone part 1 and part 2

Tech Republic per Forrester

Analytics Insights

IoT EETimes

Colocation America

Daily News Report

Datafloq

IT Pro Portal

Gartner

Network World

Flatworld Solutions

Technative

Thingstream

IoT World Today

Forbes

Towards Data Science

IDC

Channel Futures

LIVELLO FISICO

Partiamo dall’hardware. A differenza delle applicazioni consumer, in cui spesso viene utilizzato un hardware di micro-dimensioni, relativamente semplice, in ambito industrial esiste una pletora di diversi dispositivi con diversi livelli di complessità. Esiste una sensoristica direttamente collegata alle piattaforme (modalità sensor-to-cloud). Ma più frequentemente, pensando alle necessità di monitoraggio su larga scala, è necessario l’impiego di gateway capaci di orchestrare una molteplicità di sensori presenti sul campo. In entrambi i casi, per i dispositivi fisici di raccolta informazioni e per gli attuatori sono necessari specifici requisiti: resistenza, ovvero idoneità a lavorare nelle condizioni di esercizio dell’impianto caratterizzati da condizioni ambientali difficili (es. le alte temperature nei pressi di un altoforno o l’umidità di un acquedotto); affidabilità, intesa come capacità di mantenere invariati gli standard qualitativi di raccolta del dato nel tempo senza deterioramenti o deperimenti; durevolezza, riferita al fatto che gli apparati potrebbero essere utilizzati proprio perché posti in luoghi complessi da raggiungere (e quindi da manutenere). Oppure potrebbero far parte di sistemi che hanno senso di esistere solo se raccolgono informazioni per periodi temporali molto lunghi. Si pensi ad esempio a dispositivi di monitoraggio strutturale di un palazzo.

LIVELLO DI TRASPORTO

Qui vanno valutato due aspetti. Il primo è proprio quello della trasmissione dei dati, dai sensori/oggetti connessi al livello successivo, che lavora sull’analisi dei dati. Il trasferimento può avvenire in diversi modi: nelle applicazioni consumer tipicamente si usano prevalentemente le reti dati dei sistemi di comunicazione cellulare (4G,5G quando sarà più largamente diffuso) e WiFi. Per le applicazioni di Industrial IoT sono anche sfruttati altri canali tra cui satellite, Bluetooth, low-power wide-area networks (LPWAN) o -soprattutto in ambiente manifatturiero e nei building- con connessioni ethernet (sistema cablato). Ognuna di queste opzioni richiede un compromesso tra consumo energetico e richiesta di banda/velocità di connessione. Il secondo fattore riguarda il volume dei dati: le applicazioni IIoT possono non essere sempre device intensive ma certamente sono data intensive: sarebbe antieconomico trasportare tutti i dati in cloud, per poterli normalizzare, gestire analizzare. Per questo l’ambiente industriale è il luogo favorevole alle tecnologie di edge computing, che -anche grazie ai gateway di nuova generazione – permettono di processare parte dei dati in locale, discriminando quali, quanti e ogni quanto inviarli ai software di analytics di più alto livello. Per motivi di consumo di banda è importante limitare il cosiddetto overhead, ossia la parte di dati inviata o ricevuta necessaria al funzionamento del protocollo di trasmissione stesso, diversa dal dato vero e proprio che si vuole trattare.

LIVELLO LOGICO

Questo livello dello stack, anche denominato Data Management, riguarda invece tutta la gestione del dato, dallo storage alla normalizzazione e al passaggio alle fasi successive di analisi, da cui scaturiscono poi eventualmente delle azioni. Data la grande mole di dati generati dai processi / apparati industriali, sarebbe impensabile di effettuare tutte le analisi più sofisticate in locale. Ecco perché i dati vengono tipicamente portati in cloud, analizzati da piattaforme con più capacità di calcolo rispetto all’hardware locale, per poi trasmettere al sistema locale non la massa critica dei valori, ma il risultato della loro elaborazione: l’attuazione di una operazione, l’invio di un parametro correttivo, l’attivazione di un processo, che magari coinvolge altri software, di manutenzione urgente. La parte di data management, che include poi anche lo storage di tutti i dati processati, è un aspetto davvero molto consistente delle applicazioni di Industrial IoT: è il cuore intelligente, anche se può sembrare un ossimoro, da cui scaturiscono le informazioni per migliorare il PUE di un data center, l’efficienza degli edifici, l’OEE di un impianto.

LATENZA E PERFORMANCE

Un sistema di produzione, da una linea per il packaging fino al sistema di condizionamento e alimentazione di un edificio industriale, lavora a ciclo continuo. Per i sensori che monitorano ogni aspetto dell’operazione, ogni secondo è importante per rilevare in tempo reale le anomalie ed innescare allarmi e azioni correttive. Qualsiasi ritardo nell’individuazione, nella valutazione, nel processo decisionale e nell’esecuzione sarebbe costoso, in termini di sicurezza dei lavoratori, qualità del prodotto, extra costi. Quindi, se tutto sommato possiamo pazientare 20 minuti aspettando che Google trasferisca un comando al termostato in modalità energy saving, le soluzioni IoT industriali devono essere costruite per supportare i requisiti di bassissima latenza, continuità, e massime performance.

SICUREZZA

A dire il vero la sicurezza è un aspetto che, usciti dall’ambito DIY, accomuna abbastanza le applicazioni consumer serie e industrial IoT. Di per sé non è un problema se la nostra pianta di basilico connesso viene “bucata”. Il problema tuttavia si pone anche nel B2C, quando i dispositivi consumer vengono utilizzati come basi intermedie per altri cyberattacchi. Un esempio è lo storico attacco DDos, innescato sfruttando oggetti connessi di uso comune, da parte di Mirai, popolare malware per l’infezione di dispositivi IoT. Certamente quando si passa all’ambito industriale le cose si fanno ancora più serie: l’intrusione e la compromissione del sistema di sicurezza di un tribunale, il blocco di una centrale idroelettrica, l’arresto improvviso di una metropolitana a guida autonoma sono situazioni in cui la compromissione della sicurezza può essere letale.

FRUIBILITÀ

Qui entrano in gioco gli “endpoint”, gli oggetti sui cui le informazioni raccolte dagli oggetti connessi possono essere esposti. In ambito consumer, in attesa che le interfacce vocali si diffondano su larga scala, spesso è una mobile app il dispositivo/l’interfaccia in cui si chiude il cerchio di un flusso IoT. Una notifica inviata dal frigo, con richiesta di autorizzazione di ordinare l’acqua. Oppure un telefono che ti avvisa quando i livelli di aritmia salgono troppo e che allerta un centro specializzato in malattie cardiovascolari. In ambito industriale, invece, la presentazione dei dati e delle informazioni che ne scaturiscono si apre a scenari anche diversi. Ad esempio si incontrano casi in cui andamenti, allarmi, gauge e istogrammi sono visualizzati sui maxi schermi che risiedono nel shopfloor. Oppure visori per la realtà aumentata che permettono di visualizzare quale valvola di un macchinario richiede manutenzione e direttamente le istruzioni su come intervenire. Oppure, a noi è capitato spesso, esistono casi in cui i dati raccolti non vengono neanche rappresentati, perché innescano direttamente altri processi, ad esempio – tramite ERP – il riordino di un ricambio, il restocking di uno scaffale, l’avvio di una sezione successiva del processo produttivo.

INTEROPERABILITÀ

Questo è un aspetto fondante delle applicazioni di Industrial IoT. Queste ultime, dovendo per definizione non solo connettere bensì interconnettere macchinari diversi, si trovano dunque ad avere un problema di comunicazione. Noi lo abbiamo chiamato “IoT blending”, altri lo chiamano “protocol mediation”. In tutti i casi, che si tratti di un building, di una centrale idroelettrica, di una azienda vinicola, si pone il problema di far comunicare macchinari vecchi e nuovi che parlano lingue diverse, catturando i dati da fonti diverse su protocolli diversi, mixarli e analizzarli. Il concetto di interoperabilità tra l’altro vale in entrata ma anche in uscita, nel momento in cui occorre esporre i dati elaborati. Spesso devono infatti essere instradati a differenti interlocutori. Ad esempio un dato relativo a una singola macchina, può essere notificato via sms ad un manutentore. Lo stesso dato può essere rappresentato su una dashboard che risiede su maxischermo che visualizza lo status di tutto uno stabilimento. Oppure, si pensi all’eventualità di intersecare i dati storici relativi ai guasti/fermi macchina con i dati attuali di produzione per creare un modello previsionale di manutenzione: anche qui si tratta di veicolare dati da sistemi diversi all’interno di una comune visione. Non che in ambito consumer questa sfida non sussista: la smart home ad esempio è un ambito in cui la mancanza di standard e di un protocollo unico è stata fino ad ora una forte barriera all’interfacciamento di tapparelle, frigoriferi, condizionatori e televisori. Certamente, però, il contesto industriale presenta una varietà ancora più spinta, in cui solo un approccio open protocol può rappresentare una soluzione efficace.

SERVICEABILITY

Questione banale ma problema reale: come si fa ad aggiornare le centinaia/migliaia di sensori dispersi in un terreno agricolo? O quelli sui pali della luce di un tratto autostradale? O a riavviare il software di un totem pubblicitario intelligente quando viene manomesso? I sistemi industriali devono funzionare in modo affidabile e prevedibile in condizioni difficili per anni e anni. Supportare questo livello di prestazioni richiede la possibilità di programmare ed effettuare una manutenzione regolare da parte dei tecnici, interni e sul campo. Pazienza se il sensore di un pannolino connesso si rompe. Ma, dal ricambio dei sensori all’aggiornamento del firmware, alla configurazione di gateway e server, all’aggiornamento delle interfacce, la capacità di manutenere soluzioni IoT industriali per l’intero ciclo di vita è un requisito essenziale.

PUBBLICO DI RIFERIMENTO

Non dite che non lo avevamo premesso: siamo convinti che IoT sia uno “sport di squadra” a cui, dato l’impatto strategico, molte funzioni devono collaborare, dalla produzione al marketing passando per l’IT. Se un macchinario è connesso e trasmette dati al reparto R&D, quest’ultimo può intervenire sul prodotto e renderlo migliore. Ne beneficia la competitività, non solo sul piano del marketing, ma anche a livello di posizionamento strategico. E ancora, se un processo di assemblaggio non comporta inutili momenti di attesa o interruzioni impreviste, non è solo un successo applicativo, o produttivo, ma di tutta l’azienda. Per questo miriamo a facilitare la convergenza tra busines, IT ed OT. È anche vero che, analizzando le mosse dei vendor e system integrator prima maniera, il target più sollecitato quando si parlava di IoT è stato l’IT, forse trascurando il vero “attore” o “cliente interno” della trasformazione digitale IoT driven. Se dunque per le applicazioni consumer le LOB (Line Of Business), il marketing o il Chief Innovation Officer sono interlocutori importanti, nell’Industrial IoT non si può prescindere dai Production Manager, Facility Manager, Energy Manager: tutti interlocutori essenziali nel governo dei processi, il terreno sui cui IIoT può dare i contributi migliori.

CASI D’USO

In generale, il driver principale dei progetti di enterprise IoT è il risparmio dei costi (54%, secondo le stime di IoT Analytics. Mentre in ambito Consumer gli scenari d’uso sono più frastagliati, scavando più a fondo nel terreno Industrial sono ormai maturi i casi d’uso. Una ricerca di IoT World Today ne individua 9. Asset tracking/monitoring, automazione dei processi, manutenzione preventiva/predittiva, miglioramento della sicurezza, miglioramento del customer engagement, data intelligence per le strategie aziendali, innovazione dei business model, miglioramento del design di prodotto, smart building (automazione/efficienza energetica). Osservando il mercato italiano, nella nostra esperienza il monitoraggio degli asset svolge ancora la parte del leone. Potrebbe sembrare il caso più elementare. Considerando che in molte aziende una grande quantità di dati disponibili a livello di fabbrica (tra il 40% fino anche all’80%) resta sconosciuta ai reparti IT, si può ottimisticamente concludere che già con un progetto di industrial IoT relativamente “semplice”, con basse barriere, si potrebbe ottenere un consistente recupero di efficienza.

E per concludere questo approfondimento sulle differenze fra IoT e IIoT, come dicevano i R.E.M.:

I think I thought I saw you try.