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Linde Material Handling
Gestione delle campagne e digital twin per i carrelli elevatori digitali.
Carrelli elevatori completamente digitalizzati su cloud
Il modello H20-35 della serie 1202 di Linde Material Handling è il primo carrello elevatore completamente digitalizzato sul mercato. Rispetto alle precedenti generazioni di veicoli, questo modello è dotato non solo di vari sensori, ma anche di un'architettura hardware elettrica totalmente rinnovata, basata su un sistema BUS e su un modulo di connettività KCU (KION Communication Unit). I dati, ad esempio quelli provenienti dai sensori di velocità e di carico, vengono qui elaborati e trasmessi al mondo esterno tramite diverse interfacce.
Per il collegamento del nuovo veicolo al cloud, Linde Material Handling si è avvalsa del supporto degli esperti di IoT e cloud di Concept Reply, che si sono occupati dello sviluppo di un sistema per la pianificazione e la realizzazione di campagne e per la visualizzazione dei parametri tecnici dei veicoli.
I vantaggi dei carrelli elevatori digitalizzati
L'uso di un carrello elevatore completamente digitalizzato ha due vantaggi essenziali: da un lato il veicolo può essere interamente mappato con tutte le sue funzionalità nel mondo digitale come digital twin. L’ambiente virtuale semplifica la simulazione, la pianificazione e i test del suo utilizzo.
Dall'altro lato, durante l'uso possono essere raccolti dati che aiutano ad analizzare lo stato del veicolo e a pianificarne la manutenzione in anticipo. Nel complesso, la digitalizzazione contribuisce a riconoscere tempestivamente errori, ridurre le interruzioni nei processi reali, (come ad esempio i tempi di manutenzione non pianificati), e incrementare in generale l'efficienza dell'assistenza al veicolo.
Visualizzazione del digital twin
L'elemento centrale della nuova architettura è il digital twin, ossia una rappresentazione digitale del veicolo. Tutte le modifiche apportate alla configurazione del veicolo si riflettono nel gemello digitale. Concept Reply ha sviluppato per Linde Material Handling una soluzione che consente di visualizzare e monitorare la moltitudine di parametri tecnici presenti in un digital twin. Questi includono ad esempio i numeri di versione del software o del firmware in uso, i dati di utilizzo del veicolo, le configurazioni generali del veicolo e persino le modifiche hardware.
La tecnologia di magazzino di Linde Material Handling è utilizzata da clienti in tutto il mondo. Finora, l'unica possibilità per apprendere qualcosa su modifiche hardware e software o sullo stato generale di un veicolo era attraverso i tecnici dell'assistenza del partner di rete in loco. Ora, grazie al KCU, lo stato di un veicolo è consultabile e modificabile via etere, ovvero tramite la connessione Internet del veicolo, senza ricorrere all'intervento di un tecnico.
Gestione della flotta
Il digital twin consente per la prima volta una gestione della flotta in tempo reale attraverso il collegamento diretto ai veicoli. I dati sui tempi di utilizzo, sui percorsi compiuti e sulle posizioni di sosta permettono al Fleet Manager di ottimizzare l'assegnazione di singoli veicoli ai conducenti. Sulla base dei tempi di utilizzo, possono essere pianificati gli aggiornamenti dei software e gli intervalli di manutenzione dei veicoli, in modo da non influire sulla normale operatività.
Gestione della configurazione
Questi aggiornamenti software, che includono ad esempio la risoluzione di problemi di sicuezza o l’alterazione delle configurazioni dei veicoli, sono il fulcro del sistema “Campaign Management” sviluppato da Concept Reply. Grazie a questo sistema, gli incaricati all'assistenza di Linde Material Handling possono pianificare ed eseguire aggiornamenti simultaneamente per una grande quantità di carrelli elevatori. Per fare ciò, il Fleet Manager imposta una campagna, che prevede la suddivisione dei veicoli in cosiddette sessioni di roll out.
Queste vengono elaborate successivamente, in una seconda esecuzione della campagna. Il sistema supporta il Fleet Manager nella realizzazione della campagna verificando che le modifiche previste possano essere applicate alla serie dei veicoli selezionati. Nell’esecuzione successiva, il Fleet Manager può aggiornarsi sullo stato corrente tramite una dashboard, verificando ad esempio la quantità di veicoli pronti o la suddivisione dei veicoli in base allo stato.
Il sistema sviluppato funge inoltre da front-end per il gemello digitale e consente agli incaricati dell'assistenza di avere una panoramica delle modifiche passate e di quelle pianificate relativamente alla configurazione del singolo veicolo e dello stato del software dello stesso.
L’implementazione tecnica
Nelle precedenti generazioni di veicoli esisteva soltanto una combinazione fissa di dispositivi di comando con le relative versioni di software. Grazie alla nuova architettura con collegamento diretto (Wi-Fi, 3G, 4G o in futuro 5G) a un veicolo, è possibile effettuare determinate modifiche senza l'intervento concreto di un tecnico in loco. Si può così scegliere il momento dell'esecuzione in modo da non influire sull'operatività del cliente.
Per l'implementazione tecnica è stato scelto un approccio basato su microservizi. Tutte le applicazioni si trovano su Microsoft Azure Cloud. Kubernetes viene utilizzato per reagire dinamicamente ai cambiamenti nell’utilizzo della capacità del sistema. La comunicazione tra i servizi di assistenza avviene tramite REST o utilizzando code di messaggi. Sia nel back-end che nel front-end vengono impiegate le tecnologie più all'avanguardia, come TypeScript, Nest.js e React.
Il salvataggio e il controllo della versione continui di tutti gli stati dei veicoli su un gemello digitale consentono la mappatura dell’intero ciclo di vita di un veicolo, a partire dalla produzione su un nastro trasportatore, fino al ritiro dello stesso, senza interruzioni. La soluzione sviluppata da Concept Reply consente agli utenti di confrontare le configurazioni dei loro veicoli nonché di comprendere facilmente i cambiamenti tra le singole versioni di un digital twin.
All'interno di un gemello digitale, il cosiddetto stato “as-built” rappresenta la configurazione di un veicolo al termine del processo produttivo. Se si desidera applicare una modifica a un veicolo, viene generato un “desired-state”, che quale viene implementato sul veicolo in loco da un tecnico dell'assistenza oppure via etere. Lo stato “as-maintained” descrive la configurazione attuale del veicolo.
Uno sguardo al futuro
Il collegamento continuativo ai singoli veicoli offre molte nuove possibilità al cliente, che ora può monitorare e gestire la sua intera flotta. In futuro, altre funzionalità software utili potranno inoltre essere attivate da remoto su richiesta del cliente, aggiornando il firmware della KCU.
Grazie ai sensori integrati, i veicoli forniscono un flusso continuo di dati, che possono essere analizzati ed elaborati a livello centrale, al fine di aumentare l'efficienza dell'assistenza al veicolo e la sua affidabilità. I dati consentono inoltre lo sviluppo di nuovi modelli di business digitali.
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Linde Material Handling è uno dei principali produttori a livello globale di carrelli elevatori e dispositivi per la logistica di magazzino. Dal 2006, Linde fa parte di KION Group, il secondo produttore al mondo di carrelli industriali e uno dei fornitori leader di soluzioni di automazione per l'intralogistica. Linde è rappresentata in tutto il mondo con filiali in oltre 100 Paesi. La rete internazionale dell'azienda comprende più di 700 sedi di distribuzione e assistenza.
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Concept Reply è una realtà operante nello sviluppo di software IoT specializzata nella ricerca, nello sviluppo e nella validazione di soluzioni innovative. È al fianco dei propri clienti nei settori automotive, produzione, smart infrastructure nonché in altre aree per tutto ciò che riguarda Internet of Things (IoT) e cloud computing. Offre soluzioni end-to-end lungo l'intera catena di creazione del valore: dalla definizione di una strategia IoT, alla fase di test e verifica di qualità, fino all'implementazione di una soluzione concreta.