Il modello di riferimento per l'architettura tridimensionale RAMI 4.0

Panoramica

Modello di riferimento per l'architettura del concetto di Industry 4.0 (RAMI 4.0)  

Modello di riferimento per l'architettura del concetto di Industry 4.0 (RAMI 4.0)

  • Il modello di riferimento per l'architettura della produzione intelligente di domani Industry 4.0 (RAMI 4.0) è stato presentato alla Fiera di Hannover 2015.
  • Per la sua complessità e l'insolita rappresentazione tridimensionale l'impiego di RAMI 4.0 può costituire una sfida.

Applicazione

Piramide dell'automazione RAMI 4.0  

Piramide dell'automazione ampliata per RAMI 4.0

Secondo il glossario del Comitato Tecnico VDI/VDE-GMA 7.21 Industry 4.0 è un modello di riferimento definito come modello universalmente utilizzabile e riconosciuto come appropriato per dedurre modelli specifici.

Nella pratica sono disponibili molti esempi. Il modello ISO/OSI a sette livelli è il modello di riferimento più conosciuto per i protocolli di rete. Il vantaggio derivante dall'utilizzo di tali modelli, risiede nell'interpretazione comune della funzionalità fornita da ogni livello e delle interfacce definite tra i livelli.

Nello sviluppo di RAMI 4.0 l'attenzione è puntata sulla produzione industriale come ambito di applicazione. La gamma di applicazione va dalla produzione alla tecnologie di processo. L'attenzione puntata alla produzione industriale differenzia il progetto del futuro Industry 4.0 dall'approccio IoT (Internet of Things) più ampio dell'Industrial Internet Consortiums (IIC).

Soluzione

Rappresentazione basata sui ruoli in RAMI 4.0  

Rappresentazione basata sui ruoli in RAMI 4.0

Il modello per l'architettura richiede una rappresentazione tridimensionale. Sui tre assi di RAMI 4.0 vengono rappresentati i livelli gerarchici di un impianto di produzione collegato in rete tramite Internet, il ciclo di vita di impianti e prodotti così come la rappresentanza IT di un componente Industry 4.0. I livelli gerarchici corrispondono sostanzialmente ai livelli della piramide dell'automazione.

La descrizione del ciclo di vita di impianti e prodotti con le rispettive catene di creazione del valore fa riferimento alla bozza di IEC 62890, che fa una distinzione tra tipo e istanza. Nel processo di sviluppo emerge in molteplici fasi il tipo di un prodotto. Questo viene completato con l'autorizzazione di una versione di prodotto speciale. Sulla base del tipo autorizzato per la produzione di serie, l'impianto realizza prodotti che sono istanze del tipo. La messa fuori produzione di componenti o il loro perfezionamento possono rendere necessarie modifiche ai prodotti. Tali modifiche vengono apportate al tipo e dopo l'autorizzazione dell'adeguamento la nuova versione del prodotto viene immessa nella produzione.

Già oggi i dati generati nelle catene di processo sono ampiamente disponibili in formato digitale. Successivamente verranno elaborate nei sistemi PLM e ERP. La fabbricazione di singoli prodotti richiede in questo caso la possibilità di memorizzare i dati, che il cliente ha inviato al produttore per la produzione delle sue istanze, nei sistemi IT in un formato elettronico adeguato per i dati riferiti alle istanze. Questi devono essere disponibili per l'intero ciclo di vita dell'istanza e collegati al rispettivo tipo.

La disposizione IT di un componente per Industry 4.0 è rappresentata sull'asse verticale mediante sei livelli (layer) tra di loro sovrapposti. I layer esemplificano la visione dei processi aziendali, le descrizioni funzionali, le immagini dei dati, il comportamento della comunicazione, inclusa la Quality of Service (QoS), così come l'integrazione degli Asset mediante un Integration Layer.I layer esemplificano la visione dei processi aziendali, le descrizioni funzionali, le immagini dei dati, il comportamento di comunicazione inclusa la Quality of Service (QoS) così come l'integrazione degli Asset mediante un Integration Layer. Oltre agli elementi fisici come i componenti, le macchine, gli impianti o i cavi, l'Asset Layer comprende anche i dati provenienti dal processo di sviluppo.

I dati relativi a un'istanza specifica, che si vengono a creare durante la produzione e che sono in parte specifici del cliente, sono anch'essi considerati Asset. Mediante la siglatura univoca di tutti i componenti Industry 4.0 la disposizione di tutti gli Asset offre un margine d'azione più ampio per un Asset Management. Uno scenario di questo tipo semplifica inoltre l'analisi delle minacce per l'impianto che deve essere condotta per motivi di sicurezza IT.

Conclusione

Molti utenti si chiedono, facendo riferimento a Industry 4.0, in che categoria ricadranno i sistemi di comunicazione industriale consolidati e se il loro ruolo verrà modificato in futuro.

A tale proposito si può concludere che i protocolli collegheranno, come hanno sempre fatto, gli Asset (ad esempio i dispositivi di campo) mediante l'Integration e Communication Layer (ad esempio Profinet). Con l'ulteriore perfezionamento dei componenti Industry 4.0 e dei rispettivi shell di gestione, nel 2016 avranno luogo le prime implementazioni di una comunicazione conforme a Industry 4.0, oltre alla rappresentazione delle informazioni che verranno testate in applicazioni di prova.

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