La quinta e la sesta tecnologia
wp_14430548Integrazione orizzontale e verticale
L’integrazione orizzontale e l’integrazione verticale sono due diversi tipi di espansione e crescita che le aziende possono decidere di intraprendere.
Un’azienda che intraprende un percorso di integrazione orizzontale tenta di espandere il proprio business acquisendo prodotti, processi e know-how affini a ciò che è già il proprio business e che si trovano allo stesso livello della catena del valore, tramite l’acquisizione di aziende affini, la realizzazione di nuovi impianti o il potenziamento di quelli esistenti. Un esempio può essere una ditta che produce televisori che decide di acquistare un’azienda che produce lettore blu-ray. Tuttavia ci si può riferire all’integrazione orizzontale anche quando si ha uno scambio di informazioni (allo stesso livello di catena del valore) tra aziende che decidono di collaborare (anche in caso di concorrenti diretti), in questo caso grazie ai sistemi digitali di informazioni si è in grado di aiutarsi reciprocamente.
L’integrazione orizzontale può avvenire anche a livello della stessa linea di produzione, in questo caso i macchinari comunicano costantemente tra loro scambiandosi informazioni creando una produzione interconnessa in grado di rispondere in maniera dinamica ai cambiamenti di stato di ogni macchina, riducendo anche i tempi di fermo. Questo tipo di integrazione può anche essere estesa a più impianti differenti, creando una sorta di rete in grado di comunicare avvisando di eventuali ritardi, problemi di inventario, problemi di stoccaggio, nuovi ordini etc in maniera tempestiva, ad esempio se un impianto finisse una materia prima a causa di una mancata consegna, un altro impianto della rete potrebbe verificare la disponibilità della stessa nella propria sede e iniziare la produzione in automatico.
Utilizzando questo tipo di integrazione oltre ad aumentare la propria efficienza, l’azienda mira ad aumentare la dimensione del suo business, la sua gamma di prodotti e la sua base clienti, aumentando così la propria quota di mercato.
L’integrazione orizzontale è abbastanza facile da attuare ed è facile prevedere i rischi che essa comporta, tuttavia conduce a un aumento rilevante delle pratiche burocratiche e rischia di avere molte difficoltà nel processo di controllo della crescita.
Un’azienda che sceglie di effettuare un’integrazione verticale integra al suo interno passaggi intermedi necessari all’ottenimento del prodotto che sta producendo, ovvero integra al suo interno attività che si trovano su livelli differenti della catena del valore.
Chiaramente l’integrazione può avvenire a monte (le fasi internalizzate sono precedenti a quelle esistenti), a valle (le fai internalizzate sono successive a quelle esistenti) o può essere mista. In questo modo tutte le informazioni lunga l’intera catena del valore internalizzata possono scorrere liberamente e in maniera fluida all’interna dell’azienda e tutti i livelli logici possono essere direttamente collegati tra di loro, questo permette anche di rispondere in maniera rapida e agile al mutare delle condizioni del mercato.
Oltre al vantaggio derivante dalla maggior agilità si sommano i vantaggi legati al risparmio sul processo produttivo (si evitano i costi di passaggio intermedi) e legati al combattere il potere dei fornitori sul mercato (si mira ad avere una maggiore indipendenza). Il fine ultimo dell’integrazione verticale è ottenere il controllo dell’intero settore.
Sono presenti, però, anche numerosi rischi quali: l’incremento dei costi fissi, la creazione di elevate barriere all’uscita del mercato e il rischio di non specializzarsi in una fase specifica della produzione non risultando più competitivi sul mercato.
In un articolo “Horizontal and vertical integration, as a requirement for cyber-physical systems in the context of industry 4.0”, K.Chukalov identifica queste due forme di integrazione fondamentali per lo sviluppo di sistemi cyber fisici che siano efficienti. Questo fa capire come, aldilà delle pure questioni di business, l’integrazione verticale e orizzontale siano un pilastro dell’industria 4.0, in quanto permette uno scorrimento fluido di informazioni e dati che possono essere elaborati e fornire indicazioni utilizzabili dai sistemi cyber fisici, tool di simulazione e nello sviluppo di sistemi delocalizzati.
IIoT
’Industrial Internet of Things (IIoT) è un’evoluzione (o applicazione) dell’Internet of Things in ambito industriale, tramite la sua integrazione è possibile rendere i dispositivi e le macchine “intelligenti” e in grado di comunicare fra di loro stabilendo multiple connessioni contemporanee, è alla base del concetto di “Smart Factory”.
Spesso l’IIoT viene anche rappresentato come un sottoinsieme dell’IoT e si fa risalire all’intersezione tra IIoT e CBS il concetto di industria 4.0, come rappresentato in figura:
La definizione comunemente accettata di IoT è la seguente: “è la tecnologia che permette l’interconnessione tra dispositivi fisici e lo scambio di dati via Internet senza a necessità di una interazione uomo-macchina o uomo-uomo”.
Nonostante le numerose analogie tra IoT e IIoT vi sono differenze sostanziali che non possono essere trascurate.
Nell’IIoT non sono inclusi dispositivi per l’utente finale ma sono dispositivi ad uso industriale, essi devono essere resistenti (in ambito industriale i dispositivi sono esposti a condizioni estreme di calore, corrosione, pressione…), di lunga durata (a volte sono installati in posizioni difficili da raggiungere come gru, fondi di recipienti…), con connessioni strutturate (i “nodi” sono fissi e non mobili come in un dispositivo utente), inoltre utilizzano sistemi di attuazione e controllo dedicati e particolari.
La qualità di un sensore o dispositivo intelligente nell’industria deve essere ai massimi livelli, essi monitorano e controllano aspetti critici e chiave, possono, cioè, potenzialmente generare gravi danni e creare situazioni di pericolo. Sempre a questo concetto è legata anche la delicatezza della sicurezza informatica, si moltiplicheranno le connessioni e questo sarà accompagnato da un aumento dei punti potenzialmente attaccabili da figure esterne, sono quindi necessari elevati standard di sicurezza.
I sensori raccolgono, analizzano e scambiano una quantità enorme di dati contribuendo sia al monitoraggio sia alla creazione di database (una volta aggregati) che possono essere di notevole importanza per l’azienda, essi quindi generano anche “conoscenza aziendali” sia in itinere (ad esempio durante il processo produttivo) sia in versione di feedback (qualora il prodotto continui a ricevere dati da parte degli user).
Oltre a questi aspetti la produzione e progettazione di sensori e dispositivi intelligenti deve necessariamente tenere conto delle esigenze di personalizzazione proprie di ciascuna azienda, dell’affidabilità, interoperabilità (i macchinari seguono spesso standard di comunicazione differenti) e della scalabilità (devono supportare la trasmissione di dati da siti di produzione differenti, localizzati in diverse regioni geografiche).
L’IoT e l’IIoT stanno avendo e avranno un impatto molto forte sul settore commerciale e sul settore industriale e saranno applicati in svariate forme e ambiti, la sicurezza rimarrà un punto cruciale e negli anni a venire si concentreranno molti sforzi atti a prevenire problematiche in tal senso.
La sicurezza informatica dei dispositivi IIoT è diversa da quella realizzata in ambito dell’IT tradizionale, in quest’ultimo l’uomo è responsabile della sicurezza, si dispongono di elevate risorse hardware, vengono impiegati logaritmi complessi, i dati sono collezionati con il consenso dell’utente, mentre in ambito IIoT/IoT sono le macchine stesse a essere responsabili della sicurezza, dispongono di limitate risorse hardware e software, vengono preferiti logaritmi semplici, i dati sono collezionati senza il permesso dell’utente.
Gli ambiti di applicazione sono svariati, tra cui troviamo:
- Monitoraggio in tempo reale: di macchinari, processi, prodotti, variabili, stato dei sistemi. Questo, in abbinamento con il Cloud, permette anche una gestione e monitoraggio da remoto.
- Sistemi di allarme: in grado di segnalare qualsiasi anomalia e prevenire un possibile guasto o una possibile criticità.
- Predizione della qualità: i dati e le variabili possono essere interpretate per avere un’idea della qualità media dei prodotti in uscita.
- Manutenzione predittiva: il monitoraggio in tempo reale e i sistemi di allarme rendono possibile una manutenzione predittiva basata su dati oggettivi e puntuali.
- Gestione dell’energia: il controllo costante e i sistemi di regolazione automatici possono ottimizzare il consumo energetico.
- Smart Lifecycle: si possono studiare i dati provenienti da versioni del prodotto precedenti per apportare miglioramenti per nuovi prodotti o versioni di prodotto, può essere impiegato per migliorare la gestione dei fornitori e migliorare l’interazione con loro durante lo sviluppo, si può gestire in maniera più agevole l’end of life management.
- Digital Twin: come è già stato esposto, l’IIoT è parte fondamentale per i concetti di Digital Twin e di Fabbrica Digitale.
- Logistica: fondamentale anche l’apporto che l’IIoT può fornire nella logistica, dalla gestione in tempo reale dell’inventario, al tracciamento dei trasporti e delle condizioni delle merci (si pensi in ambito alimentare al vantaggio nel tracciamento di tutta la filiera, al tracciamento di possibili lotti contaminati etc).
- Produzione: miglioramento dell’efficienza, riduzione degli scarti, previsione e riduzione dei downtime.
Altre applicazioni recenti e interessanti sono le seguenti:
- Agricoltura: l’IIoT risulta essere di fondamentale importanza per la raccolta di dati riguardo a temperatura, umidità, pioggia, insetti, malattie, composizione del terreno e livelli di fertilizzante, collezione di dati di crescita… questo rende possibile effettuare previsioni sui tempi, qualità, quantità dei raccolti. Può anche essere impiegata nell’allevamento, ad esempio è possibile realizzare acquari in grado di monitorare la composizione dell’acqua e procedere in autonomia a filtraggi, rimozione/aggiunta acqua o elementi specifici.
- Impieghi militari: specialmente per effettuare ispezioni e attività investigativa.
- Ocean of Things: è un progetto tramite il quale si vuole le grandi aree oceaniche con tecnologie IIoT allo scopo di raccogliere, osservare, aggregare e analizzare i dati relativi alla situazione ambientale e navale.
