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automazione industriale e navale

5 Soluzioni chiave per migliorare l’automazione industriale e navale

Trainata dall’integrazione di tecnologie avanzate l’automazione industriale, un tempo associata esclusivamente alla sostituzione delle operazioni manuali con macchinari programmabili, ha oggi raggiunto un livello di sofisticazione tale da incorporare intelligenza artificiale, connettività IoT, robotica avanzata e sistemi di controllo distribuiti. Parallelamente il settore navale sta abbracciando l’automazione per l’ottimizzazione delle operazioni marittime: le navi moderne, sempre più dotate di sistemi digitalizzati e interconnessi, dipendono da infrastrutture tecnologiche robuste, capaci di garantire un controllo accurato dei parametri operativi, migliorando la sicurezza, riducendo i consumi e minimizzando l’impatto ambientale.
L’adozione di tecnologie avanzate non è più un’opzione, ma un fattore determinante poiché non solo migliorano l’efficienza e la produttività, ma permettono di ottimizzare l’intero ciclo di vita degli asset industriali e navali, garantendo una gestione proattiva e intelligente delle risorse. 

Connettività e reti industriali: il pilastro della digitalizzazione

L’industria moderna e il settore navale si fondano su un principio essenziale: la connettività, ma alla base è necessario vi sia un’infrastruttura di rete affidabile, sicura e ad alte prestazioni, capace quindi di garantire lo scambio di dati in tempo reale tra macchinari, sistemi di controllo, piattaforme cloud e operatori umani e questo soprattutto in un’era dominata  dall’Industrial Internet of Things (IIoT) che sta rivoluzionando il modo in cui le aziende gestiscono le proprie operazioni.

Reti industriali Ethernet e protocolli di comunicazione avanzati rappresentano di fatto oggi il punto di partenza dell’automazione, permettendo di interconnettere dispositivi intelligenti, sensori IoT e sistemi di controllo distribuiti in un ecosistema digitale perfettamente integrato. La transizione dall’infrastruttura legacy basata su bus di campo a sistemi Ethernet industriali ha permesso di migliorare significativamente la velocità di trasmissione dei dati, ridurre la latenza e garantire una maggiore scalabilità delle architetture di rete. Protocolli come PROFINET, EtherCAT, Modbus TCP e OPC UA sono ormai standard consolidati per la comunicazione tra PLC, SCADA, robot e dispositivi di campo, assicurando una perfetta compatibilità tra le diverse tecnologie impiegate negli impianti produttivi e navali.

Uno degli aspetti più critici della connettività industriale è la resilienza delle reti, in quanto le infrastrutture di rete devono essere progettate per operare in ambienti difficili, dove sono esposte a interferenze elettromagnetiche, temperature estreme, umidità e vibrazioni. Per questo motivo, gli switch industriali e i router devono garantire livelli elevati di affidabilità e ridondanza, grazie a protocolli di failover automatico che prevengono interruzioni nella comunicazione in caso di guasti o malfunzionamenti hardware.

Nel settore navale, la sfida della connettività è ancora più complessa, soprattutto perché le navi operano in ambienti che sono isolati geograficamente, ostili come condizioni, dove la comunicazione tra i sistemi di bordo e i centri di controllo a terra diventa essenziale per garantire la sicurezza e l’efficienza delle operazioni. Le tecnologie di connettività a banda larga satellitare e le reti mesh wireless stanno rivoluzionando la gestione delle flotte, consentendo il monitoraggio in tempo reale di parametri operativi critici, come il consumo di carburante, le condizioni meteorologiche e lo stato dei sistemi di navigazione.

L’implementazione di reti edge e architetture cloud-ibrido rappresenta un ulteriore passo avanti nella digitalizzazione industriale e navale. Grazie all’elaborazione distribuita dei dati direttamente nei dispositivi di campo (edge computing), è possibile ridurre la dipendenza dai server centrali, migliorare la reattività dei sistemi automatizzati e ridurre la latenza nelle operazioni critiche. I data center decentralizzati consentono di ottimizzare la gestione delle informazioni, fornendo ai decisori aziendali insight in tempo reale per migliorare l’efficienza operativa e prevenire eventuali anomalie nei processi produttivi.

Tuttavia, la crescente interconnessione tra dispositivi e infrastrutture porta con sé una serie di sfide legate alla sicurezza informatica. Le reti industriali e navali sono sempre più esposte a minacce cyber, come attacchi ransomware, intrusioni nei sistemi di controllo e furti di dati sensibili. Per mitigare questi rischi, è necessario adottare firewall industriali, VPN sicure, sistemi di intrusion detection e segmentazione della rete, garantendo un accesso controllato ai dati critici e proteggendo le infrastrutture da minacce esterne.

Robotica e intelligenza artificiale: l’automazione avanzata per l’efficienza e la precisione

Quello che ha determinato la vera evoluzione nell’automazione dei due settori industriale e navale è stata la convergenza tra robotica avanzata e intelligenza artificiale (AI), garantendo livelli di efficienza e precisione che fino a pochi anni fa sarebbero stati impensabili. L’integrazione di robot autonomi, cobot collaborativi, visione artificiale e AI predittiva sta ottimizzando ogni aspetto della produzione industriale e della logistica marittima.

Uno dei settori in cui la robotica sta avendo il maggiore impatto è la manifattura intelligente, grazie alla possibilità di disporre dei robot industriali, dotati di sistemi di controllo avanzati e algoritmi di apprendimento automatico, per svolgere operazioni di assemblaggio, saldatura, verniciatura e movimentazione con una precisione millimetrica e una velocità superiore a quella umana.
I cobot (collaborative robots), invece, stanno ridefinendo il ruolo degli operatori nelle fabbriche, permettendo un’interazione sicura e flessibile tra esseri umani e macchine. I cobot possono lavorare fianco a fianco con gli operatori senza necessità di barriere di sicurezza, migliorando l’efficienza e riducendo il rischio di infortuni.
Nel settore navale, la robotica sta rivoluzionando le operazioni di manutenzione e ispezione. I droni sottomarini autonomi (AUV, Autonomous Underwater Vehicles) e i ROV (Remotely Operated Vehicles) vengono impiegati per monitorare lo stato delle strutture sommerse, come scafi, eliche e condotte subacquee, riducendo la necessità di immersioni umane rischiose. E i robot per la pulizia degli scafi invece sono in grado di rimuovere le incrostazioni marine in modo completamente automatizzato, migliorando l’idrodinamica delle imbarcazioni e riducendo il consumo di carburante.

Un altro ambito di applicazione della robotica avanzata è quello della logistica industriale e marittima. Esempio lampante ne sono i magazzini automatizzati e i terminal portuali, dove l’uso di AGV (Automated Guided Vehicles) e AMR (Autonomous Mobile Robots) sta ottimizzando la movimentazione delle merci, riducendo i tempi di carico e scarico, cosa che fa beneficiare la produttività.
L’intelligenza artificiale sta assumendo un ruolo sempre più strategico nella gestione delle operazioni industriali e navali e infatti grazie a sistemi di AI basati su reti neurali e machine learning, è possibile analizzare enormi volumi di dati provenienti dai sensori di bordo e dagli impianti produttivi per ottimizzare i processi decisionali. Nel settore marittimo, è possibile ottimizzare le rotte di navigazione, minimizzando l’impatto ambientale delle navi. Le piattaforme di analisi AI vengono utilizzate per monitorare in tempo reale il consumo di carburante, le emissioni di CO₂ e l’usura dei componenti critici, permettendo di implementare strategie di manutenzione predittiva e di ridurre l’impatto ambientale delle flotte.

I sistemi di AI per il monitoraggio ambientale possono inoltre analizzare i dati meteorologici in tempo reale, prevedere condizioni avverse e suggerire percorsi alternativi più sicuri ed efficienti.
Le navi autonome rappresentano il futuro della navigazione commerciale: grazie a un’integrazione avanzata di sensori LIDAR, radar, telecamere AI e reti neurali, queste imbarcazioni possono operare senza equipaggio, migliorando la sicurezza e riducendo i costi operativi.

L’intelligenza artificiale sta trasformando anche il controllo qualità e la gestione della produzione, lo dimostrano i sistemi di visione artificiale basati su AI che sono in grado di rilevare difetti nei prodotti con un’accuratezza superiore a quella umana, migliorando la qualità e riducendo gli scarti.
Un’altra innovazione emergente è l’uso dell’edge computing per il processamento locale dei dati generati da robot, sensori IoT e dispositivi industriali che consente di eseguire analisi avanzate direttamente nei sistemi di bordo, senza necessità di trasmettere dati a server remoti. Questo approccio riduce la latenza delle decisioni, migliorando l’efficienza operativa e garantendo la continuità delle operazioni anche in ambienti con connettività limitata, come piattaforme offshore e cantieri navali remoti.

Manutenzione predittiva e cybersecurity: due pilastri per la continuità operativa

La crescente interconnessione tra macchinari, sensori IoT e piattaforme di controllo digitale ha portato enormi benefici in termini di efficienza e produttività, ma ha anche aumentato l’esposizione a guasti imprevisti e minacce informatiche. Per garantire continuità operativa e proteggere le infrastrutture da attacchi malevoli, le aziende devono adottare soluzioni tecnologiche all’avanguardia in grado di monitorare lo stato delle apparecchiature in tempo reale e di prevenire anomalie prima che si traducano in criticità operative. Grazie all’impiego di sensori IoT, analisi dei big data e modelli di apprendimento automatico, è possibile monitorare continuamente i parametri critici come vibrazioni, temperatura, pressione e consumo energetico dei macchinari, dati che, una volta raccolti, vengono elaborati da algoritmi predittivi, che identificano pattern anomali e prevedono con estrema precisione quando un componente rischia di guastarsi, permettendo di programmare interventi di sostituzione o riparazione nel momento ottimale.

Nel settore navale, la manutenzione predittiva è fondamentale per garantire la sicurezza e l’affidabilità delle flotte. Le moderne navi da trasporto, dotate di sistemi di sensoristica avanzata, possono monitorare costantemente lo stato di motori, turbine, sistemi idraulici e impianti di navigazione e l’analisi predittiva consente di individuare in anticipo eventuali anomalie, e grazie alla connessione con reti edge e cloud, gli operatori possono accedere in tempo reale a report diagnostici dettagliati e intervenire tempestivamente prima che un problema comprometta l’efficienza della nave, riducendo il rischio di avarie durante la navigazione e migliorando la gestione della manutenzione nei porti di attracco. 

Parallelamente alla manutenzione predittiva, la cybersecurity industriale sta diventando un elemento chiave per la protezione delle infrastrutture critiche, poiché gli attacchi informatici ai sistemi SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) e ai PLC (Programmable Logic Controller) sono in costante aumento, con l’obiettivo di sabotare le operazioni o sottrarre informazioni sensibili. Malware avanzati, ransomware e attacchi DDoS (Distributed Denial of Service) possono causare danni economici ingenti, paralizzando interi impianti produttivi o mettendo fuori uso le infrastrutture di navigazione. Per questo motivo, la protezione delle reti industriali è diventata una priorità assoluta.

Le soluzioni di cybersecurity per l’industria e il settore navale si basano su un approccio multilivello, che include. l’adozione di firewall industriali e switch sicuri, l’utilizzo di sistemi IDS (Intrusion Detection System) e IPS (Intrusion Prevention System), l’implementazione di protocolli di autenticazione a più fattori (MFA) e crittografia end-to-end, aggiornamenti di sicurezza, VPN industriali, e sistemi di monitoraggio degli accessi.

Un altro aspetto critico della cybersecurity industriale riguarda l’adozione di zero trust architecture, un modello che si basa sul principio di verificare sempre e non fidarsi mai. Questo approccio prevede controlli rigorosi su ogni dispositivo e utente che tenta di accedere alla rete, limitando i privilegi di accesso solo ai sistemi strettamente necessari. In combinazione con l’intelligenza artificiale per la detection delle minacce, questa strategia consente di identificare e neutralizzare le intrusioni in tempo reale, proteggendo i sistemi di automazione industriale e navale da attacchi malevoli.

Moxa Distry Shop: connettività e infrastrutture per un’automazione industriale e navale all’avanguardia

Senza una rete solida, scalabile e sicura, anche le più avanzate innovazioni tecnologiche rischiano però di non esprimere il loro pieno potenziale e per questo noi di Moxa Distry Shop, grazie alla nostra expertise nelle soluzioni di connettività industriale, ci poniamo come il partner ideale per tutte quelle aziende che intendono trasformare il proprio sistema produttivo in una piattaforma integrata, sicura e performante.

Le esigenze dell’automazione industriale e navale impongono reti ad alta affidabilità, capaci di operare in ambienti estremi, con condizioni critiche e di garantire la continuità delle operazioni senza interruzioni e solo alcune soluzioni si rivelano flessibili e in grado di adattarsi alle esigenze produttive in continua evoluzione, proprio come i nostri switch industriali, i gateway edge, i router avanzati e le soluzioni di cybersecurity, progettati per fornire connettività affidabile, monitoraggio intelligente e protezione dei dati. In più le tecnologie integrate di Power over Ethernet (PoE) consentono di alimentare dispositivi IoT e sistemi di automazione senza la necessità di cablaggi complessi, riducendo i costi di installazione e migliorando l’efficienza operativa.

Nel settore navale, l’affidabilità della rete è ancora più critica, poiché le imbarcazioni smart e le piattaforme offshore connesse devono poter comunicare in tempo reale con i centri operativi a terra e tra i vari sistemi di bordo e per questo proponiamo le soluzioni di connettività marittima avanzata, con switch Ethernet, router marini, e gateway 4G/5G industriali che consentono la trasmissione di dati tra navi, terminal portuali e flotte autonome, migliorando la gestione della logistica e la sicurezza delle operazioni in mare.

Per garantire una perfetta integrazione tra automazione industriale, navigazione intelligente e connettività avanzata, le nostre soluzioni sono scalabili e altamente personalizzabili, in grado di adattarsi alle esigenze specifiche di ogni azienda: che si tratti di una smart factory, di un porto automatizzato o di una flotta navale interconnessa, l’infrastruttura di rete è il pilastro su cui costruire un sistema produttivo efficiente, sicuro e pronto per il futuro.