Soluzioni Cisco di Comunicazione

In tutti i progetti Industry 4.0 la comunicazione dei dati è fondamentale nel contesto della fabbrica digitale, sia in riferimento all’analisi dei Big Data che all’integrazione dei processi aziendali tramite le tecnologie cloud.

Un’infrastruttura di comunicazione affidabile, stabile, sicura e potente è un requisito importante per raggiungere questi obiettivi. Ciò, a sua volta, richiede una attenta considerazione di aspetti quali la gestione, l’operatività, la manutenzione della rete e la sicurezza dei dati che la attraversano al fine di una adeguata progettazione e l’integrazione di queste architetture di rete.

Nei progetti Industry 4.0, poichè basati sulla digitalizzazione della produzione, il valore aggiunto si ottiene scambiando i dati tramite un’infrastruttura IT, dati che dovrebbero essere sempre accessibili ed oggetto di analisi per risolvere i problemi in modo rapido e competente.

La disponibilità di una rete di comunicazione avanzata è diventata quindi essenziale nel processo produttivo, perché ogni connessione comunicativa contribuisce notevolmente a ottimizzare i costi di produzione. L’infrastruttura di comunicazione, oltre ad essere importante per la produzione, ha anche un impatto diretto sull’efficienza produttiva.

Panoramica sui componenti di comunicazione sviluppati da Cisco

Cisco ha sviluppato componenti di comunicazione conformi ai protocolli specifici dei vari settori industriali utili per integrare i noti meccanismi IT con la tecnologia di automazione. Questi sistemi si basano su Cisco IOS® (cioè Internet Operation System) Software, che negli ultimi 30 anni è stato alla base degli switch, dei router e dei firewall prodotti da Cisco.

Cisco ha compiuto inoltre un altro passo avanti nell’evoluzione della digitalizzazione industriale introducendo l’edge computing o Cisco IOx (ossia Internet Operation system + altre applicazioni [X]). La tecnologia IOx consente di usare app specifiche per le varie tipologie di produzione (con container Java o Python) direttamente sui dispositivi di networking industriali (switch e router) installati vicino alle macchine che eseguono i processi produttivi che, a loro volta, sono controllati e gestiti direttamente da queste applicazioni specifiche.

Di seguito i miglioramenti nelle macchine di produzione grazie all’utilizzo di IOx:

• Affidabilità
• Stabilità
• Sicurezza
• Performance

Cella di produzione della rete di comunicazione (A)

La comunicazione nella cella di produzione si basa sullo standard PROFINET, ed utilizza il protocollo MRP (Media Redundancy Protocol) come protocollo di convergenza dell’anello. Si possono utilizzare gli switch delle serie Cisco Industrial Ethernet (IE) 2000 e IE 4000 che offrono numerose funzionalità,tra le quali:

• Sicurezza delle porte: l’accesso è limitato a specifici indirizzi MAC ed esistono limiti di multicast e broadcast;
• Diritti dell’utente autorizzato: i comandi possono essere limitati secondo la tipologia di utente o di reparto produttivo;
• Separazione delle VLAN: i servizi che condividono la stessa rete trasmissiva possono essere divisi a livello di Ethernet;
• IP routing: le connessioni IP sono integrate con un alto throughput a livello di sistema;
• Regole di sicurezza: con le regole è possibile definire gli elenchi di accesso per la connettività Ethernet o IP;
• Qualità del servizio: permette la personalizzazione delle informazioni QoS secondo le necessità di qualità del servizio decise dall’azienda.

Connessione alle reti di produzione e IT (B)

L’interfacciamento delle celle di produzione con la rete della fabbrica e con la rete IT dell’azienda può essere effettuata con l’utilizzo di un Cisco Industrial Router (IR) 809 che permette il conseguimento dei seguenti vantaggi:

• Sicurezza dei dati tra cella di produzione e rete della fabbrica: l’IR 809 si basa su Cisco IOS Software e offre gli elenchi di accesso e le funzioni di firewall stateful, consentendo regole complesse che soddisfano i requisiti di sicurezza.
• Integrazione dei sistemi nell’infrastruttura della rete della fabbrica: per l’integrazione nel concetto globale sono necessarie informazioni sulla VLAN o il supporto dei protocolli di IP routing in modo da garantire la disponibilità complessiva utilizzando diversi domini di rete.
• Terminazione dei tunnel VPN o delle sessioni IP: la terminazione dei tunnel VPN/IP è necessaria per offrire agli esperti esterni l’accesso alle macchine. Solitamente i tunnel vengono utilizzati insieme a una funzione di server delle identità. A questo proposito, è possibile adottare il Cisco Identity Services Engine (ISE), implementabile nell’intera azienda (ad esempio, per dare agli ospiti l’accesso alla rete Wi-Fi aziendale, per assicurare massima sicurezza o per garantire massimo controllo su tutte le porte di accesso alla rete 802.1X).
• Edge computing per la standardizzazione/normalizzazione dei dati e informazioni generate delle macchine: il sistema IOx è una piattaforma aperta di sviluppo, disponibile in vari modelli di router e switch industriali e consente di eseguire applicazioni direttamente su questi dispositivi. Questa capacità è utilizzata per raccogliere i dati dei sistemi e i dati dei sensori in modo decentralizzato e fornirli a vari sistemi rilevanti per le operazioni. Cisco Fog Director permette di gestire tali sistemi con tutte le versioni del software ed i parametri di configurazione in modo centralizzato.