La IoT spinge l’innovazione delle macchine mobili

I sistemi IoT aprono una nuova era di innovazione per le macchine mobili fuoristrada. Gli ecosistemi digitali supportano i complessi sistemi meccanici, elettronici e idraulici che si trovano a bordo di macchinari e apparecchiature mobili, consentendo di incrementare produttività e rapporto costi/benefici: un passo importante in vista della prossima generazione di macchine fuoristrada connesse.

Malgrado i sistemi IoT per macchine mobili fuoristrada esistano già da diversi anni e con diverse denominazioni, sono molti i produttori di apparecchiature che oggi sono in grado di offrire soluzioni sinergiche di livello superiore raccomandando o indicando agli operatori le modalità con le quali ottimizzare prestazioni e durata. Le moderne soluzioni sono dotate di funzionalità avanzate quali diagnostica a distanza, aggiornamenti via etere, idraulica smart, analisi dei dati, creazione automatica di report e capacità di gestione dell’efficienza di macchine e operatori. Dal momento che le normative e gli obiettivi in materia di efficienza sono in continua espansione, OEM e utenti sono sempre alla ricerca di nuove soluzioni a zero emissioni da aggiungere alla loro offerta. In quest’ottica, l’elettrificazione è diventata oggigiorno un fattore determinante per le macchine dotate di IoT.
Per i produttori di macchinari pesanti, è ormai evidente che l’integrazione di sistemi IoT è in linea con la comparsa di escavatori ibridi ed elettrici e altre macchine fuoristrada. I sistemi IoT integrati, infatti, sono in grado di trasmettere facilmente all’OEM i cambiamenti di tensione e lo stato di carica di ogni singola cella della batteria. In poche parole, l’utilizzo dei sistemi IoT consente di ottimizzare la tecnologia della batteria e migliorare il controllo della qualità. Questi sistemi agevolano il tracking e la documentazione, facendo in modo che l’elettrificazione sia la soluzione ideale per i produttori di macchine e una caratteristica particolarmente allettante per gli utenti finali.

IQAN Connect integra i componenti idraulici intelligenti di Parker con l’hardware e il software dell’elettronica di comando.
IQAN Connect integra i componenti idraulici intelligenti di Parker con l’hardware e il software dell’elettronica di comando.

Il ruolo dei dati nei processi di decision-making

Per i proprietari e i responsabili di parchi veicoli, i sistemi IoT non solo garantiscono visibilità e maggiore efficienza delle flotte, degli operatori e delle risorse, ma anche ottimizzazione dei percorsi e della posizione, efficienza di utilizzo del carburante, possibilità di aggiornare il software da remoto e dati operativi quasi in tempo reale. I sistemi IoT possono anche rivelarsi utili per ridurre il rischio di incidenti, usura e possibili richieste di indennizzo da parte di terzi. Concretamente, ogniqualvolta si utilizza un’apparecchiatura mobile, il sistema IoT offre l’opportunità di incrementarne produttività e rapporto costi-benefici. In altre parole, le soluzioni mobili IoT forniscono informazioni preziose per la manutenzione del parco veicoli, offrendo ai responsabili un quadro importante sullo stato operativo e l’utilizzo di costose risorse. Tra i dati forniti, vi sono quelli relativi a costi del carburante, periodo di funzionamento al minimo, incidenti, parametri di produttività, violazioni normative e altri fattori che incidono sui costi di gestione del parco veicoli. Pertanto, i responsabili di parchi veicoli possono essere particolarmente intraprendenti, facendo in modo che a trarne vantaggio sia la loro redditività. Per i produttori di apparecchiature, i dati raccolti dalle macchine sul campo possono servire per offrire ai clienti un servizio migliore, incrementare i margini di profitto sui servizi e aumentare gli utili sui ricambi nella fase postvendita. Gli OEM possono assumere addetti/operatori quando appare evidente che qualcosa non va per il verso giusto ed effettuare la manutenzione dei macchinari quando occorre, al di fuori degli intervalli prestabiliti. Inoltre, operando sul campo, i produttori possono avere un quadro più dettagliato delle loro macchine.

Tracking e monitoraggio

Un altro vantaggio dei sistemi IoT è che consentono ai gestori di parchi veicoli di inserire in fattura i progetti e presentare offerte con un maggior grado di precisione. I sistemi IoT rilevano, infatti, l’uso delle apparecchiature con una precisione al minuto e monitorano importanti voci di costo quali quelle del carburante, delle modalità d’uso generico e di manutenzione. Di conseguenza, diventa più semplice calcolare i costi di progetto e fare previsioni più precise sui lavori in programma. Inoltre, l’IoT può ridurre le emissioni ottimizzando il percorso e l’efficienza di trasporto dell’intero parco veicoli, oltre a ridurre il rischio di incidenti. Altri dati relativi alla sicurezza sono: monitoraggio della temperatura e della pressione degli pneumatici; monitoraggio del carico assiale di terze parti; avvisi di frenata e accelerazione brusche, eccessivo funzionamento al minimo, cintura di sicurezza non allacciata e geofencing. Adottando le soluzioni IoT come tecnologia di sicurezza, ci si può dotare di strumenti destinati alla formazione e alla valutazione dei dipendenti. Investire in questa tecnologia diventa particolarmente proficuo se si mette a confronto il costo di una soluzione IoT con quello potenziale di un incidente. Altrettanto importante è il fatto che gli attuali sistemi IoT sono progettati per gli ambienti esterni e industriali più difficili e sono adatti ad applicazioni nuove e preesistenti.

Nei macchinari mobili l’integrazione di hardware e software sostituisce i sistemi tradizionali massimizzando le prestazioni sul campo.
Nei macchinari mobili l’integrazione di hardware e software sostituisce i sistemi tradizionali massimizzando le prestazioni sul campo.

Gli sviluppi futuri per l’IoT mobile

A guidare il futuro dell’IoT mobile saranno le norme relative allo scambio di informazioni e all’interoperabilità tra componenti, ma anche tra risorse. L’apprendimento automatico consentirà di apportare, sul piano teorico, ulteriori migliorie ai dati e alla loro analisi; le reti 5G potranno agevolare le modifiche su larga scala dei controlli, come ad esempio il funzionamento autonomo delle apparecchiature.
Gli sviluppi hardware accorceranno i tempi di transizione verso un edge computing più avanzato, in cui l’intelligenza artificiale passa dal cloud alle macchine vere e proprie. Inoltre, per rendere disponibile e portare a compimento una gran parte del valore potenziale, occorre sviluppare i digital twin molto di più rispetto allo stato attuale. La connettività non rappresenta più un problema, e poiché aumentano le capacità dell’edge computing, le sfide del cloud consisteranno nel ridurre il trattamento e la conservazione dei dati e, al tempo stesso, mantenere o accrescere il livello di informazioni utili.
Sfruttando l’intelligenza artificiale, si possono memorizzare potenzialmente i modelli di guasto e prevedere guasti imminenti delle apparecchiature in caso di mancata manutenzione dopo un periodo di tempo determinato. Il sistema di intelligenza artificiale potrebbe anche fornire indicazioni sulle modalità con cui far funzionare i macchinari per ottimizzarne la durata operativa, offrendo informazioni utili sul rapporto tra durata e prestazioni.

Le apparecchiature autonome guadagnano terreno nelle applicazioni critiche

In settori industriali come quello minerario, le apparecchiature autonome sono molto allettanti. Per fare un esempio, potrebbero volerci ore per arieggiare un’area nel modo corretto a seguito di una demolizione con esplosivo affinché questa torni ad essere sicura per gli addetti. Eliminare la necessità dell’intervento umano in applicazioni di questo tipo aumenterà la sicurezza e la produttività. Pertanto, è molto probabile che, in alcuni mercati, una delle tendenze sia la presentazione ufficiale delle reti 5G, che cambieranno le modalità di trasmissione dei dati attraverso i sistemi IoT, creando un chiaro legame con il potenziale sviluppo di apparecchiature mobili autonome o senza conducente.
La quantità irrisoria di punti dati diretti al cloud rende quasi impossibile, al giorno d’oggi, lo sviluppo di macchine autonome, soprattutto a causa dei costi legati all’invio dei dati, ma anche alla loro conservazione e al loro trattamento, nonché alle decisioni che da essi scaturiscono. Il 5G offre l’opportunità di inviare molti più dati mantenendo inalterati i costi o perfino riducendoli, un fattore che consente di realizzare un maggior numero di operazioni in tempo reale, compresa la trasmissione di video in streaming.

Nota sull’autore: Joakim Wåhlstrand Hansson è Dirigente tecnico dell’IoT Center of Excellence, Parker Hannifin.

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