Fog Computing and IIoT

Cos’è l’IoT?

Quando si parla di IoT (Internet of Things) e si pensa ai servizi integrazione e agli ecosistemi di interconnessione che per esempio possiamo avere nelle nostre abitazioni: servizi legati all’illuminazione domestica o al termostato, che sono già presenti in numerose abitazioni, ci avvaliamo di certi servizi nel nostro piccolo senza considerare che le applicazioni possono essere molteplici anche in campi più vasti come quelli industriali.

Non stiamo certo parlando di macchine autonome dotate di coscienza propria come quelle dei libri di Asimov, anche perché dietro ad ogni script sequenziale c’è sempre una persona che ha deciso come far interagire questi comandi in modo più utile alle sue esigenze.

Parliamo adesso dell’IIoT

Quello che viene chiamato IIoT (Industrial Internet of Things), sono le applicazioni tecnologiche che vengono e verranno applicate in campo industriale.

Sono numerosi i progetti in agenda:

  • Smart Cities
  • Smart Energy
  • Smart Mobility
  •  Smart Home
  •  Food and Water Tracking and Security

Alcuni esempi

Il mondo dell’industria manifatturiera sta cambiando e questo proprio grazie all’IoT che potrebbero rivoluzionare il sistema tradizionale di business ampliandolo o portandolo verso orizzonti fino ad ora considerati irraggiungibili. Questo è possibile grazie alla monitorizzazione costante dei macchinari, analizzando come vengono usati, a quale scopo e quando.

Molti governi, tra cui quello italiano, hanno stanziano finanziamenti ed incentivi nel campo dell’Industria 4.0 o “fabbrica intelligente”, promettendo di rivoluzionare le operazioni manifatturiere tramite la crescita dell’utilizzo dei computer e dell’IoT.

Se si pensa alla storia dell’industria moderna, si potrebbe dire che siamo alle porte di una nuova rivoluzione industriale: la quarta (da qui il termine Industry 4.0).

Se nella terza abbiamo assistito alla automatizzazione delle fabbriche tramite l’utilizzo dei computer adesso siamo di fronte ad un’integrazione vera e propria dei sistemi che possono essere interconnessi tra loro e controllati da remoto.

Il nucleo dell’IIoT sono i dati raccolti da tutti i sensori e i dispositivi che sono coinvolti nei processi di produzione che vengono inviati al cloud ed elaborati.

In linea di principio il cloud computing sembra possedere i requisiti perfetti per un approccio alla realizzazione di una “fabbrica intelligente”. Tuttavia, entrando nel dettaglio ci sono una serie di sfide da considerare.

Uno dei problemi principali è l’ingente mole di dati da inviare al cloud per poi essere processati e inviati nuovamente al modulo di sistema. Il problema principale consiste nella latenza che può crearsi a causa di un fattore limitativo che è la disponibilità di banda.

Come si può risolvere questo problema?

La quantità di dati emessi dalle IIoT sarebbero troppo grandi per poter essere processati sul cloud proprio a causa della latenza creata dalla disponibilità di banda che non sarebbe sufficiente ad avere una risposta veloce e questo a prescindere dalla velocità di connessione alla rete.

La soluzione possibile sembra essere quella di filtrare i dati in base alle richieste di calcolo, in modo da processare in locale quelli meno elaborati ed inviando al cloud quelli che necessitano una potenza di calcolo superiore.

In questo modo  i primi possono essere inviati ai router locali o alle infrastrutture network locali (fog computing) e i secondi al cloud.

I nomi sono un chiaro riferimento ai fattori atmosferici: le nuvole del cloud stanno in cielo, in una sfera lontana da ciò che circonda l’utente, mentre la nebbia indica proprio un fenomeno atmosferico capace di toccare la terra avvolgendola esattamente come questa tipologia di computing avvolge gli utenti e i dispositivi.

La soluzione

La domanda è semplice:

In che modo il fog computing può quindi risolvere il problema della disponibilità di banda per l’IIoT?

Il fog computing funziona così: l’elaborazione dei dati non avviene sul cloud, ma su strutture intelligenti locali, capaci di mettere a disposizione la propria potenza di calcolo limitata per svolgere task semplici che permettano l’invio e l’elaborazione nel cloud dei soli dati critici e utili. In questo modo, si diminuiscono le latenze e si risparmia banda.

Inoltre utilizzando un gateway locale si introduce anche la possibilità di accettare i dati da altri protocolli non IoT.

Il fog computing combina il meglio del cloud e on-site computing. Con l’autorità di controllo, la gestione dell’automazione complessiva e di analisi basato sul cloud, il gateway di dati locale risponde alle sfide proposte essendo fondamentale per qualsiasi distribuzione di IIoT.

Con le delegazione di alcune responsabilità al gateway locale  l’impianto di produzione complessiva non è tanto a rischio da guasto sulla rete. Questo autonomia implica che la produzione possa continuare laddove avrebbe cessato con un sistema basato esclusivamente sul cloud.


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