l’Industrial Internet of Things (IIoT) è sempre più utilizzato per trasferire dati al cloud, migliorando l’efficienza e riducendo i costi.
Industrial edge è spesso alla base delle soluzioni IoT, per la connettività, l’ integrazione IT/OT e la gestione dei dati.
Queste funzionalità completano le capacità cloud di Amazon Web Services (AWS) e Microsoft Azure, all’avanguardia nella fornitura di componenti e servizi per sviluppare soluzioni IIoT end-to-end.
Cosa porta l'industrial edge?
L’industrial edge facilita la connettività tra macchine e il cloud o le piattaforme centrali, per utilizzare i dati da diverse applicazioni.
Come si usa l’Industrial edge in un’architettura IoT o stack IoT e come facilita la connessione del livello di fabbrica al cloud?
Collegare le risorse di produzione e il cloud in un'architettura IoT
Uno stack IoT o un’architettura IoT si può descrivere come un modello a tre livelli:
Livello inferiore: “Production Asset Level” comprende l’area dell’OT che include macchine di produzione, PLC e sensori.
Livello intermedio: è quello dell’Edge che colma il divario tra la fabbrica e i servizi centralizzati (remoti o non remoti) nel livello superiore. L’edge raccoglie e consolida i dati da più fonti al livello inferiore.
Livello superiore: un sistema centrale che ottiene informazioni dagli asset e dai processi dello stabilimento. Trasmette feedback al livello inferiore e gestisce e l’edge.
Una caratteristica comune a tutte le implementazioni è la connettività richiesta e la traduzione delle informazioni tra gli asset di produzione e di processo (OT) e i livelli Edge e cloud (IT).
Inoltre, l’edge aggrega, filtra e gestisce le informazioni come richiesto e incorpora altre funzionalità indispensabili come la sicurezza.
I Docker container possono gestire tali funzionalità. Questi componenti software possono essere distribuiti, gestiti e configurati con facilità da remoto e sono un elemento fondamentale per le architetture delle soluzioni IIoT.
Come sfruttare le architetture IIoT con AWS e Microsoft Azure
In prima linea quando si parla di IoT ci sono AWS e Microsoft Azure. Offrono la più ampia gamma per le infrastrutture cloud e IoT come servizio (IaaS), piattaforma (PaaS), e software (SaaS).
Questi servizi possono essere utilizzati per costruire una soluzione da zero o per utilizzare applicazioni pre-configurate che accelerano lo sviluppo, l’implementazione e il time-to-value.
Le aziende di tutto il mondo si avvalgono di AWS, Microsoft Azure e l’architettura dello stack Industrial IoT descritta come modello per sfruttare la potenza dell’IoT industriale, per utilizzare i dati di produzione e migliorare la produttività e il processo decisionale oltre a ridurre i costi.
Di seguito 3 progetti costruiti con AWS e Microsoft Azure
1.Aggregazione e filtraggio dei dati OPC UA sull’edge in un'azienda dell'industria di processo
La nostra prima architettura è basata su AWS IoT Greengrass, l’ambiente edge di AWS per la distribuzione semplificata, la gestione e il funzionamento dei moduli-contenitore e il provisioning dei blocchi funzionali essenziali.
Nel nostro esempio, una azienda nell’industria di processo ha sviluppato una piattaforma IoT centralizzata con AWS che connette e monitora diversi siti nel mondo, con l’intenzione di estendersi a più di 200 siti diversi.
La conversione dei dati a OPC UA è gestita a livello di fabbrica con una serie di gateway locali, che non fanno parte dell’edge.
Il requisito chiave per il livello edge è consolidare i dati dalle decine di server OPC UA sui gateway, filtrare e organizzare i dati prima che entrino nella piattaforma cloud centrale attraverso un endpoint personalizzabile.
Una soluzione possibile è scegliere edgeAggregator container di Softing per il filtraggio e l’aggregazione dei dati.
2. Edge a due livelli in un OEM automotive
Una variante sempre più discussa dell’architettura dello stack IoT industriale prevede due livelli all’edge. In alto, AWS IoT Greengrass fa funzionare il broker MQTT che invia i dati a AWS.
Alla base, Kubernetes gestisce le diverse istanze di container che forniscono la connettività verso il basso con gli asset di produzione.
Kubernetes consente un alto livello di personalizzazione e sistemi di gestione container sviluppati in proprio. Questo approccio minimizza il cloud vendor lock-in sull’edge, aiutando le aziende a rimanere più flessibili.
In questo caso, un OEM automotive usa la famiglia Softing edgeConnector insieme a Kubernetes, per raccogliere i dati dati da PLC e macchine CNC e inoltrarli tramite il protocollo MQTT.
Questo schema di edge a due strati fornisce al cliente una versatilità extra per quanto riguarda l’integrazione OT/IT (livello inferiore), mentre semplifica lo sforzo e l’overhead per il trasferimento affidabile e sicuro dei dati al cloud (livello superiore).
3. Networking sicuro presso un fornitore di macchine di compressione
Il nostro terzo caso d’uso presenta un’architettura implementata da un fornitore di macchine di compressione che utilizza Azure IoT edge come ambiente per il livello edge.
I dati dai PLC Siemens sono raccolti da Softing’s edgeConnector Siemens, mappati in una struttura OPC UA e inseriti nell’Azure OPC Publisher.
I dati possono essere trasferiti in modo sicuro dall’edge al cloud, con Azure IoT Hub come punto finale di ricezione. Con edgeConnector, l’azienda raccoglie e converte i dati in loco. Ma può anche eseguire configurazioni da remoto e adattare altre funzionalità come le caratteristiche di sicurezza.
La distribuzione di edgeConnector Siemens è facilitata da Azure IoT Edge, che semplifica la gestione dei container. Questa implementazione sfrutta Azure e la soluzione Softing per creare uno stack IoT industriale completo.
Completare l'integrazione dell'IoT
In conclusione, AWS e Azure forniscono strumenti per l’integrazione dell’ IoT in modo flessibile all’interno dei diversi contesti industriali.
Kubernetes e altri sistemi di gestione container giocano un ruolo centrale nei progetti in cui è richiesto un alto livello di personalizzazione delle funzioni operative dell’edge.
Come partner strategico di AWS e Azure per la connettività e la gestione dei dati sull’esge, Softing sfrutta in modo unico i vantaggi di queste piattaforme cloud e si integra perfettamente con loro in diversi scenari
I prodotti Softing sono necessari per la connettività delle macchine, il trasferimento e la gestione dei dati quando si lavora con AWS, Azure e Kubernetes per fornire soluzioni IIoT affidabili.
