TN Nota: questo articolo è tratto dalla pagina del sito Web ufficiale di Siemens intitolata "Immagini del futuro". Siemens è un conglomerato con sede in Germania e uno dei maggiori attori nella tecnologia della tecnocrazia. È leader nella Smart Grid, nelle turbine eoliche, nell'automazione di fabbrica e soprattutto nella creazione dell'Internet of Things (IoT), dove i dispositivi dialogano e interagiscono tra loro in modo autonomo.
Che si tratti di fabbriche, sistemi ferroviari e di gestione del traffico o sistemi decentralizzati di distribuzione dell'energia, la tendenza è quella di mettere in rete i singoli dispositivi con interi sistemi, un processo basato sull'integrazione del mondo fisico con il mondo virtuale dei dati. Il risultato è quello che Siemens chiama Web of Systems. Man mano che questo processo evolve, consentirà a Siemens di aiutare i suoi clienti ad arricchire le loro apparecchiature esistenti attraverso i vantaggi dell'universo digitale senza mettere in pericolo o sacrificare la protezione dei dati o la proprietà intellettuale.
Le nostre vite quotidiane vengono riempite con sempre più dispositivi che consentono agli utenti di scoprire lo stato di un oggetto tramite Internet o il Cloud. Esempi di questa tendenza sono i bracciali per il fitness tracker, i sensori che monitorano i livelli di umidità delle piante e le case che imparano a impostare il calore e l'illuminazione per adattarsi ai modelli di vita dei residenti. Man mano che questo processo si evolve, è realistico aspettarsi che alla fine ogni "cosa" sarà dotata di un indirizzo Internet, aprendo così modi completamente nuovi di interagire con quelle "cose".
Questo paradigma dell'Internet of Things (IoT) apre immense opportunità per Siemens. Dopotutto, Siemens è uno dei principali attori nella combinazione di hardware e software, ad esempio nelle soluzioni di automazione per la produzione, nei sistemi ferroviari e di gestione del traffico e nella fornitura decentralizzata di energia elettrica.
Tuttavia, le fabbriche, le reti di traffico e le reti di servizi sono molto più complesse degli smartphone e dei bracciali tracker. Tutti sono esempi di sistemi reali e virtuali che sono stati intercalati e che spesso coinvolgono anche infrastrutture critiche. I clienti in aree così critiche hanno aspettative completamente diverse in termini di sicurezza, affidabilità e durata rispetto a quelli che acquistano un termostato intelligente o un sistema di monitoraggio dell'umidità delle piante. Inoltre, tali clienti vogliono arricchire le loro apparecchiature esistenti attraverso i vantaggi dell'universo digitale in evoluzione senza mettere in pericolo o sacrificare la protezione dei dati o la proprietà intellettuale. Ecco perché Siemens ha ampliato il concetto di Internet of Things per applicazioni industriali per creare la Web of Systems, ovvero sistemi digitali, che comunicano tra loro e possono agire in modo autonomo. La visione di Siemens è che, man mano che questo ecosistema prende forma, i suoi elementi saranno gestiti attraverso future tecnologie Web che utilizzano protocolli e linguaggi standardizzati del tipo che vengono utilizzati oggi per Internet.
Questo collegamento tra il mondo reale e il mondo virtuale dei dati offre molteplici vantaggi ai clienti Siemens. Consente loro di acquisire e analizzare lo stato corrente di un sistema e delle sue parti in qualsiasi momento, in dettaglio. Questo a sua volta offre immense opportunità di risparmio attraverso la manutenzione predittiva, nonché un grande potenziale per l'ottimizzazione dei sistemi. Utilizzando le tecnologie odierne dall'ambiente del World Wide Web, i sistemi possono spesso essere implementati e messi in servizio più rapidamente ed economicamente. L'intelligenza di un sistema può essere distribuita, se necessario, tra componenti reali e sistemi virtuali nel Cloud, con conseguente maggiore robustezza e protezione dei dati dei clienti. Infine, man mano che il panorama digitale viene trasformato lungo queste linee, sarà più semplice aggiornare i sistemi con nuove funzioni o aggiornare il software di sistema al volo, in modo molto simile a come gli smartphone e altri dispositivi vengono aggiornati tramite le app.
Perché le smart grid necessitano di trasformatori di distribuzione
Uno dei tanti esempi in cui la nostra Web of Systems offre vantaggi è rappresentato dalle reti intelligenti. Fino a pochi anni fa, le reti elettriche erano organizzate secondo una rigida gerarchia. Ma oggi sono diventati sistemi decentralizzati. Gli impianti fotovoltaici e altre fonti di energia rinnovabile alimentano l'elettricità nella rete su base non regolata e fluttuante, a livelli di tensione che si applicavano solo ai consumatori, non ai generatori. Nel peggiore dei casi, ciò può rendere instabile una griglia.
Quindi le reti devono avere la capacità di contrastare quell'ambiente mutevole. Un componente qui sono i trasformatori di distribuzione che possono adattarsi in modo indipendente e cooperativo per appianare le fluttuazioni di tensione all'interno delle loro aree locali. Ma per questo hanno bisogno della propria intelligenza e capacità di comunicazione - in altre parole, devono essere “intelligenti” e collegati in rete. Ed è qui che entra in gioco un'importante differenza rispetto al tipico scenario dell'Internet of Things. L'Internet of Things è connesso al Cloud e il Cloud è il luogo in cui i dati, ad esempio provenienti dai sensori dell'apparecchiatura, vengono elaborati principalmente. I tempi di risposta e l'affidabilità sono spesso una priorità secondaria. Ma in una rete di sistemi, le cose stesse hanno intelligenza. Possono rispondere a livello locale, veloce e affidabile, sfruttando al contempo la potenza del cloud per l'ottimizzazione.
Come mantenere un segreto
Per realizzare la visione di una rete di sistemi, i software associati devono essere in grado di comprendere i dati, in modo che possano trarne conclusioni intelligenti. E questo è possibile solo se le informazioni che descrivono il significato dei dati sono già presenti o fornite accanto ad esse. Gli esperti umani possono rispondere a questo tipo di sfida perché comprendono il contesto in cui sono incorporati i dati. Ma al software deve essere detto esplicitamente il contesto. Tuttavia, tale contesto include informazioni importanti sul sistema in questione e sui relativi processi, che in molti casi sono preziosi segreti aziendali che un operatore sarebbe molto riluttante a consegnare senza filtro nel cloud. In considerazione di ciò, è meglio che le macchine possano trarre conclusioni da sole, localmente, in modo che il contesto rimanga protetto. Per quanto riguarda i trasformatori di distribuzione, ad esempio, possono valutare in modo indipendente se appianare uno stato di rete critico o se avranno bisogno di aiuto da un livello superiore, garantendo così un livello elevato di protezione dei dati limitando i segreti ai sistemi locali.
Sebbene localizzate, queste informazioni possono comunque essere utilizzate per generare valore, ad esempio utilizzando la manutenzione predittiva o sviluppando nuovi servizi. Per utilizzare questo e altri dati da sistemi industriali, treni o turbine a gas, Siemens si affida a Sinalytics. Questa è una nuova piattaforma per l'analisi dei dati industriali che consente di offrire nuovi servizi digitali ad ogni cliente. Sinalytics elabora i dati da molti diversi sistemi distribuiti e dai loro sensori in tempo reale e supporta anche l'elaborazione dei dati locali direttamente nei dispositivi.
La strada verso le griglie auto-stabilizzanti
Un altro vantaggio dell'approccio Web of Systems è che apre le porte a un approccio di piattaforma in cui le funzioni possono essere distribuite e installate come app, ed eseguite allo stesso modo. Ad esempio, è possibile distribuire facilmente servizi che rendono l'ambiente di sistema più attraente non solo per Siemens, ma anche per i suoi clienti e persino per i loro clienti. In un tale ambiente, un trasformatore di distribuzione potrebbe, ad esempio, eseguire applicazioni per la gestione efficiente dell'illuminazione stradale nelle vicinanze. Quando è necessario un aggiornamento o è necessaria una nuova funzione, è possibile caricare il software in remoto.
Il trasformatore di distribuzione intelligente - un nuovo sviluppo Siemens - è già in pratica utilizzato per la regolazione della tensione nella rete a bassa tensione ed è quindi una parte fondamentale di un futuro sistema noto come nodo di sottostazione secondaria intelligente (ISSN). Con la sua potenza di calcolo e la connessione di comunicazione opzionale, l'iSSN offrirà la possibilità per molto più che fornire alle famiglie la giusta tensione. Consentirà alla rete elettrica di far fronte a ulteriori feed-in o carichi senza la necessità di enormi espansioni dell'infrastruttura.
Questo iSSN è attualmente in fase di sviluppo nel contesto del progetto Web of Systems. La sua connessione Web, ad esempio, renderà notevolmente più semplice la messa in servizio, la manutenzione e l'aggiornamento. E ciascuna di queste sottostazioni fornirà una vasta gamma di dati che consentiranno di identificare le condizioni della rete potenzialmente destabilizzanti, fornendo così un importante strumento aggiuntivo per la pianificazione predittiva della rete elettrica.
Ma un trasformatore di distribuzione non si aggiunge a una rete di sistemi da solo. Anche gli altri componenti della rete elettrica - contatori, sistemi di distribuzione degli edifici, sistemi fotovoltaici, auto elettriche - devono essere dotati di sensori, intelligenza locale e capacità di comunicazione. Questo sta già diventando il caso. Per Siemens, ciò significa nuove opportunità praticamente in tutti i settori in cui opera.
Reti di sistemi che sono già operativi
Siemens sta già utilizzando Webs of Systems per implementare soluzioni che un tempo comportavano una grande quantità di lavori di ingegneria o installazione. Un esempio è il sistema di ricarica del bus elettrico che Siemens ha installato in diverse città europee. Qui, qualsiasi cosa, dall'elettronica del bus e dalle stazioni di ricarica rapida ai sistemi di gestione back-end, comunica sul Web al fine di coordinare e ottimizzare il processo di ricarica. Un altro esempio è l'ottimizzazione delle reti di distribuzione dell'acqua con una rete di sensori che rileva le perdite e riduce al minimo il consumo di energia delle pompe. Un punto importante qui è che l'integrazione dei dati sta avvenendo nel contesto dei sistemi di controllo esistenti. Siemens sta osservando situazioni simili in molte altre installazioni esistenti. La ragione di ciò è chiara: i clienti desiderano l'affidabilità e la flessibilità che sono le caratteristiche distintive dei sistemi digitali avanzati. La rete di sistemi può essere la chiave essenziale per aprire questi vantaggi.
