Internet of Things

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Come un mondo di prodotti intelligenti connessi sta trasformando le aziende
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James E. Heppelmann
Presidente e Chief Executive Officer, PTC Inc.
complessi che combinano processori, sensori, software e interfacce utente
digitali e sono ora connessi a Internet e tra loro. Con questa evoluzione, le
funzionalità dei prodotti si sono moltiplicate, generando nuove forme di valore
e arrivando a eseguire operazioni che esulano dalle funzioni primarie.
Viviamo in un mondo intelligente e connesso. Il numero di oggetti connessi
a Internet è attualmente superiore al numero totale di esseri umani sul
pianeta e sta accelerando in modo da raggiungere addirittura 50 miliardi di
dispositivi connessi entro la fine del decennio1. Per le aziende, l'emergente
"Internet of Things" comporta implicazioni enormi.
Questo ha trasformato il modo in cui i produttori creano e scambiano valore
con i clienti. Questa trasformazione determina uno spostamento delle fonti
di valore e di differenziazione verso il software, il cloud e i servizi dando luogo
a modelli di business completamente nuovi.
Secondo un recente report di McKinsey Global Institute, l'Internet of Things (IoT)
racchiude un potenziale in grado di generare entro il 2025 un nuovo valore
economico globale di addirittura 6,2 trilioni di dollari all'anno2. In base alle
proiezioni della società, entro tale data una percentuale compresa tra l'80
e il 100% di tutti i produttori utilizzerà applicazioni IoT, con un potenziale
impatto economico di addirittura 2,3 trilioni di dollari per il solo settore
manifatturiero globale.
Per cogliere questa eccezionale ondata di opportunità di generazione di
valore, le aziende devono urgentemente riconsiderare molti ambiti, a partire
dalle modalità di creazione, vendita, funzionamento e gestione dei prodotti,
se non intendono compromettere l'attuale vantaggio competitivo.
L'ascesa dell'IoT è riconducibile alla convergenza di forze di mercato e alla
parallela innovazione delle tecnologie di supporto. I prodotti si sono evoluti
passando da un insieme di componenti meccanici ed elettrici a sistemi
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FORZE DI TRASFORMAZIONE
PERSONALIZZAZIONE
Efficiente adattamento di prodotti e servizi a preferenze regionali e personali,
alla crescente influenza dei consumatori e alla consumerizzazione dell'IT.
Sono ora in atto le prime fasi di una profonda trasformazione, che potrebbe
rappresentare uno degli sconvolgimenti più significativi dai tempi della
rivoluzione industriale. Come siamo giunti a tale trasformazione?
PTC ha identificato le forze di trasformazione, principali, di origine più o meno
recente. Già singolarmente, ognuna di queste forze è dirompente.
Complessivamente, determinano una trasformazione profonda e hanno
dato origine al mondo di prodotti intelligenti connessi dell'IoT.
Nel tentativo di soddisfare con maggiore efficienza la crescente
diversificazione della domanda dei clienti, le aziende ricorrono sempre
più al software.
DIGITALIZZAZIONE
PRODOTTI CON UN ELEVATO IMPIEGO DI SOFTWARE
Sostituzione delle informazioni analogiche sui prodotti e di supporto ai
servizi con una rappresentazione virtuale di precisione facilmente sfruttabile
dall'intera catena del valore (progettazione tecnica, officina, servizi).
Sistemi integrati di hardware e software che supportano sofisticati livelli di
interazione uomo-macchina, diagnostica e acquisizione di dati di supporto
ai servizi, con distribuzione di valore aggiuntivo tramite miglioramenti
a livello di software.
Con la digitalizzazione delle informazioni sui prodotti e di supporto ai servizi
e lo sfruttamento di Internet, le aziende abbattono i confini.
Con l'offerta da parte delle aziende di un valore esteso mediante prodotti
intelligenti, si sono affermati nuovi modelli di business incentrati sui servizi.
GLOBALIZZAZIONE
Generale rimpicciolimento del mondo determinato dalla tecnologia che
elimina le divisioni economiche e geografiche e apre nuovi mercati.
SERVITIZZAZIONE
Cambiamento fondamentale del modello di business che prevede l'evoluzione
dei prodotti da semplici a pacchetti integrati, completi di servizi in grado
di garantire costantemente nuovo valore lungo tutto il ciclo di vita
dell'esperienza del cliente.
Con la progettazione, la produzione, la vendita e la fornitura di servizi
a livello globale alla ricerca di nuovi mercati, le aziende devono
affrontare una crescente necessità di rispettare delle regole.
Nel tentativo di generare maggiore valore tramite prodotti sempre più
intelligenti, le aziende aggiungono connettività ai prodotti.
REGOLAMENTAZIONE
Applicazione di norme governative, regole di organizzazioni non governative
e standard di settore relativi ad ambiente, salute, sicurezza e commercio.
CONNETTIVITÀ
Reti diffuse di "oggetti" dotati di sensori incorporati e gestibili singolarmente
per supportare sofisticati livelli di monitoraggio, controllo e comunicazione.
Il tentativo di differenziarsi nei mercati globali induce le aziende
a differenziare e scalare l'offerta.
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TECNOLOGIA DI SUPPORTO
Sullo sfondo di queste forze di trasformazione, è stata individuata una
serie di innovazioni tecnologiche che rende oggi l'IoT tecnologicamente e
finanziariamente attuabile. Si è infatti verificata la convergenza di innovazioni
tecnologiche nelle infrastrutture di elaborazione e di comunicazione nonché
negli oggetti stessi, poiché Internet connette ora automobili, elettrodomestici
e palazzi di uffici.
•
Infrastruttura di elaborazione: strumenti di acquisizione e analisi dei dati
e nuove applicazioni software e aziendali generano nuove forme di valore.
–
Espansione delle funzionalità di memorizzazione dei dati: nel 1956,
l'IBM 305 RAMAC conteneva 5 MB su cinquanta dischi di 24 pollici, pesava
una tonnellata e costava 3.200 dollari al mese. Oggi, i consumatori
possono acquistare un'unità disco da 1 TB di 3,5 pollici (le dimensioni
e il peso di un piccolo libro) per 85 dollari. Questa innovazione tecnica
ha supportato una maggiore creazione di dati. Il 90% dei dati nel mondo,
infatti, è stato creato soltanto negli ultimi due anni.
–
Incremento dell'efficienza e delle prestazioni dei processori: l'innovativo
processore Intel Pentium, rilasciato nel 1993, consumava 8 watt con una
velocità di clock di 75 Mhz. Oggi, il processore Core i7 Haswell di Intel
consuma 84 watt con una velocità di clock di 3,5 Ghz. In questi vent'anni,
il consumo energetico delle CPU è decuplicato mentre le prestazioni di
elaborazione delle CPU sono incrementate di 47 volte.
–
Evoluzione degli strumenti di cloud computing e big data: in base alle
proiezioni di Gartner, il settore IaaS (Infrastructure as a Service), che
include risorse di elaborazione su richiesta, di memorizzazione e di rete,
crescerà fino al 2016 del 41%, diventando un settore da 24 miliardi
di dollari. Framework emergenti come Hadoop, un framework di
elaborazione dati con file system distribuito, promuovono un'analisi
efficiente di insiemi di dati in continua espansione.
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Infrastruttura di comunicazione: reti cablate e wireless (Wi-Fi, 4G,
Bluetooth o ZigBee) connettono gli oggetti all'infrastruttura di elaborazione
e tra loro.
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Evoluzione della connettività: la rete a banda larga wireless 4G LTE,
attualmente in espansione, offre velocità di downstream e di upstream
rispettivamente di 100 e 50 Mbps, mentre standard di tecnologia wireless
emergenti come ZigBee supportano reti efficienti in termini energetici
e di costi su lunghe distanze tramite reti mesh.
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Introduzione dello schema di indirizzi IPv6: in risposta all'esigenza
di un pool di indirizzi in grado di supportare la crescita esponenziale degli
oggetti connessi a Internet, è stato creato IPv6. Questo schema Internet
a 128 bit, ora ampiamente accettato, offre circa 3,4×1038 (340 trilioni di
trilioni di trilioni) indirizzi univoci per soddisfare i requisiti dell'IoT.
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Onnipresenza della connettività: i produttori di chip progettano ora la
connettività direttamente nell'hardware (ad esempio, con la crittografia
SSL), riducendo le esigenze di codice software. Nonostante la frammentarietà
della gamma ancora oggi esistente, le tecnologie di comunicazione wireless
sono in crescita. Entro il 2015, ad esempio, è prevista una crescita degli
hotspot Wi-Fi pubblici del 350%.3
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Framework di sviluppo software: la richiesta di software all'interno
e parallelamente ai prodotti e delle applicazioni aziendali necessarie
per fornire soluzioni a valore aggiunto è in drastico aumento. I rapidi
strumenti di sviluppo di applicazioni, le community di sviluppo e il
riutilizzo hanno semplificato e velocizzato l'innovazione e lo sviluppo
di software e applicazioni.
Oggetti: prodotti intelligenti connessi e altri oggetti combinano processori,
sensori e software con la connettività.
–
Miniaturizzazione ed efficienza dei componenti: i progressi nella
tecnologia di produzione e nell'architettura dei chip consentono ai
produttori di incorporare componenti senza compromettere il livello
di percezione e interazione dell'utente. Le soluzioni System-on-Chip
ospitano tutti i componenti di un sistema elettronico in un singolo chip
di 28-48 nm, mentre i microcontroller a 32 bit a basso consumo
consentono ai dispositivi di funzionare con singole batterie AA per anni.
–
Calo dei prezzi di processori, sensori e componenti: le economie di scala,
ad esempio nella produzione di dispositivi come smartphone, hanno
ridotto il costo di sensori e processori. Nel periodo 2012-20154,
Gartner prevede che il costo della maggior parte dei componenti
tecnologici continuerà a subire una diminuzione tra il 15 e il 45%.
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INTERNET OF THINGS (IoT)
Per le aziende (che si occupano degli oggetti), queste innovazioni non solo
racchiudono un potenziale in grado di generare incredibili quantità di nuovo
valore, ma sconvolgono anche lo status quo. Le funzionalità create e i dati
generati da questa nuova generazione di prodotti intelligenti connessi
richiedono una nuova mentalità in relazione alle applicazioni aziendali
e all'ecosistema connesso in modo da ottimizzare i processi aziendali,
promuovere un migliore processo decisionale ed espandere
le aree di innovazione.
L'IoT comprende tre componenti di base: un insieme di prodotti intelligenti
connessi, sistemi di prodotti e altri oggetti connessi tramite un'infrastruttura
di comunicazione di tipo Internet a un'infrastruttura di comunicazione per
generare nuove forme di valore. I dati relativi alla condizione, al funzionamento
e all'ambiente del prodotto vengono forniti in tempo reale, consentendo di
controllare il servizio e aggiornare le prestazioni del prodotto e del sistema.
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OGGETTI
INFRASTRUTTURA DI COMUNICAZIONE
INFRASTRUTTURA DI ELABORAZIONE
Prodotti intelligenti connessi e altri
oggetti combinano processori, sensori
e software con la connettività.
Reti cablate e wireless (Wi-Fi, 4G,
Bluetooth o ZigBee) connettono gli
oggetti a Internet e tra loro.
Strumenti di acquisizione e analisi dei dati
e nuove applicazioni software e aziendali
generano nuove forme di valore.
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FUNZIONALITÀ DEI PRODOTTI INTELLIGENTI CONNESSI
Con i prodotti intelligenti connessi dell'IoT, la linea di demarcazione tra prodotti
e servizi diventa indistinta e viene supportato un insieme completamente nuovo
di funzionalità in grado di creare valore sia per le aziende che per i clienti.
Le aziende devono considerare e adottare strategicamente sei esclusive
categorie di funzionalità.
•
Personalizzazione: i prodotti possono essere efficientemente adattati
dall'utente finale o dal produttore prima o anche dopo la vendita del prodotto.
- Esempio: la Ford Model T era tristemente famosa per essere disponibile
esclusivamente in nero. Un secolo più tardi, il Droid Maxx di Motorola
presenta limiti simili a livello di diversificazione fisica, ma è personalizzabile
all'infinito tramite la piattaforma mobile AndroidTM e le applicazioni che
possono essere aggiunte e configurate in modo da creare un prodotto
realmente personalizzato al costo di un prodotto di massa.
•
Monitoraggio della condizione e del funzionamento: i prodotti sono in grado
di valutare la propria condizione, le proprie prestazioni e gli input e lo stato
dell'operatore.
- Esempio: la tecnologia WorkSight di John Deere connette le attrezzature
ai dashboard di monitoraggio in modo che i responsabili aziendali possano
vedere dove si trova un'intera flotta di veicoli in qualsiasi momento
e possano valutare in tempo reale le prestazioni delle attrezzature. I dati
di diagnostica vengono trasmessi in modalità wireless a un tecnico che
potrebbe presentarsi in un cantiere con una parte di sostituzione ancor
prima che un conducente si accorga del problema.
•
Monitoraggio dell'ambiente: i prodotti sono in grado di valutare l'ambiente
esterno tramite sensori e origini dati.
- Esempio: Continental AG, fornitore che opera nel settore automobilistico,
produce sistemi tergicristalli con sensori per la pioggia e software
in grado di controllare la rapidità con cui i tergicristalli puliscono il
parabrezza a seconda del volume di pioggia. Continental consente
inoltre alle case automobilistiche di connettere i sensori ai sistemi
di controllo del veicolo che comunicano l'istruzione di chiudere i finestrini
o il tettuccio apribile quando inizia a piovere.
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Controllo remoto: il funzionamento dei prodotti può essere gestito in remoto
in tempo reale.
- Esempio: il General Atomics MQ-9 Reaper è un veicolo aereo senza equipaggio
in grado di eseguire operazioni di volo autonome o telecomandate, che offre
alle truppe una sorveglianza aerea 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Ogni velivolo
può restare in volo fino a 17 ore per volta, mentre la squadra addestrata,
stando al sicuro presso una base, pilota l'aereo, analizza le immagini
e interviene in base a quanto osservato. Il costo, inoltre, è circa 1/10 rispetto
a quello degli aerei da guerra tradizionali.
•
Gestione/aggiornamento: i prodotti possono essere gestiti, aggiornati
e migliorati in modo immediato e da qualsiasi luogo.
- Esempio: Trane, un produttore di sistemi di riscaldamento, ventilazione
e condizionamento dell'aria (HVAC) appartenente al gruppo Ingersoll Rand,
realizza sistemi che contengono complessi sensori digitali connessi al centro
Intelligent Services. Trane Intelligent Services è in grado di risolvere il 30%
dei problemi relativi ai sistemi HVAC in remoto senza inviare un furgone
del servizio di assistenza. Circa il 40% dei problemi viene diagnosticato
in 30 minuti al massimo. Ciò consente a Trane e ai clienti di ridurre i costi
e migliorare i tempi di attività delle apparecchiature.
•
Autonomia: i prodotti sono in grado di funzionare, apprendere, aggiornare
e correggere autonomamente analizzando dati in tempo reale.
- Esempio: nel 2010 Google ha annunciato per la prima volta di lavorare
allo sviluppo di auto senza conducente. Da allora, i veicoli Google hanno
percorso centinaia di migliaia di chilometri su strade pubbliche e i dati
indicano che le auto autonome guidano in modo più regolare e sicuro
rispetto ai conducenti umani. Espandendo la connettività in modo da
includere altri sistemi, le automobili potranno inoltre inviarsi reciprocamente
avvisi di pericolo, adattarsi in base alle informazioni su traffico e meteo
e anche interagire con i segnali in prossimità degli incroci.
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IMPATTO DELL'INTERNET OF THINGS SULLE AZIENDE
Oltre ad aver creato nuove fonti di vantaggio competitivo, questi tre
essenziali spostamenti di valore richiedono nuove competenze, una
nuova infrastruttura, nuove norme culturali e nuovi modelli operativi.
Per i produttori che attuano la trasformazione per soddisfare le esigenze
di un mondo intelligente e connesso, questa combinazione di software,
cloud e servizi sarà un crogiolo di innovazione e una base di differenziazione,
sconvolgimento e nuovi modelli di business, se non intendono compromettere
l'attuale vantaggio competitivo.
Con il moltiplicarsi delle funzionalità dei prodotti e dei servizi, si è verificato
uno spostamento delle fonti di valore e di differenziazione. Le aziende hanno
ora l'opportunità di creare nuove fonti di vantaggio competitivo, ma solo se
tengono conto di tre tipologie di riallocazione del valore.
•
Spostamento del valore dall'hardware al software: i prodotti si sono evoluti
da componenti esclusivamente fisici a sistemi complessi che combinano
processori, sensori, software e interfacce utente digitali. Nel tentativo di
velocizzare l'innovazione dei prodotti e soddisfare efficientemente la crescente
diversificazione della domanda dei clienti e delle normative, i produttori
ricorrono sempre più al software. Ad esempio, un'automobile è attualmente
dotata in media di 100 milioni di righe di codice per supportare modalità di
guida variabili, varie configurazioni del motore e delle emissioni, il controllo
della velocità di crociera adattivo e comandi a mani libere.
•
Spostamento del valore dal prodotto al cloud: per quanto i prodotti intelligenti
supportino nuove funzionalità, esiste comunque un limite al valore incrementale
generabile all'interno del prodotto. Con la connessione dei prodotti intelligenti,
un componente digitale del prodotto nel cloud può estendere le funzionalità
all'interno e fornire funzionalità completamente nuove parallelamente al
prodotto. I produttori riscontrano inoltre che il trasferimento delle funzionalità
del prodotto nel cloud consente di velocizzare i servizi, i miglioramenti
e l'innovazione. Nei sistemi musicali Wi-Fi, ad esempio, funzionalità di
base vengono spostate dal prodotto al cloud in modo da semplificare
considerevolmente la progettazione del prodotto e migliorare il livello
di percezione e interazione dell'utente e l'integrazione con altri servizi
e applicazioni.
•
Spostamento del valore dal prodotto ai servizi: le forze di mercato e la
concorrenza hanno ridotto l'applicabilità delle strategie incentrate sul
prodotto che massimizzano il rendimento al momento della vendita e hanno
determinato un crescente cambiamento del modello di business. I prodotti
sono integrati con servizi che garantiscono nuovo valore nell'intero ciclo
di vita del prodotto oppure forniscono semplicemente il risultato desiderato
tramite un servizio su richiesta. I produttori di motori per aerei, ad esempio,
vendono ore di volo anziché motori e ciò li induce a ottimizzare i tempi di
attività del prodotto, a sviluppare servizi a valore aggiunto e a consentire
una gestione più efficiente dei costi da parte degli operatori.
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RISPOSTA ALL'INTERNET OF THINGS
•
Le aziende devono iniziare a trasformare i processi aziendali esistenti
e a riconsiderare radicalmente le modalità di creazione, funzionamento
e gestione dei prodotti intelligenti connessi dell'IoT. Per le aziende che
troveranno la soluzione giusta, il futuro rappresenta un'enorme opportunità
di creare un vantaggio a livello di prodotti e di servizi.
•
•
Trasformazione dei modelli di business
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Le aziende devono riconsiderare i processi aziendali e i modelli di business
in modo da massimizzare il rendimento nell'intera vita utile del prodotto
e non solo fino al punto vendita.
–
Le aziende devono includere nella pianificazione la maggiore complessità
dell'esteso ecosistema di partner e fornitori e considerare le opportunità
e i rischi associati.
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Le aziende devono acquisire e analizzare le informazioni provenienti dal
prodotto per prevedere le esigenze di assistenza dei prodotti e i desideri
degli utenti in relazione a funzionalità e servizi aggiuntivi.
Trasformazione delle modalità di creazione dei prodotti
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Le aziende devono pianificare e progettare piattaforme flessibili che
consentano di fornire in remoto personalizzazione, servizi a valore aggiunto
e miglioramenti prima e dopo l'introduzione del prodotto sul mercato.
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Le aziende devono eliminare la complessità determinata dalla combinazione
di processori, sensori, software, interfacce utente digitali e connettività
e garantire semplicità nella percezione e nell'interazione dell'utente.
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Le aziende devono incorporare i dati di utilizzo dei prodotti nei processi
di ricerca e sviluppo e promuovere nuove funzionalità, definire specifiche
e incrementare la conoscenza dei clienti.
Per ulteriori informazioni, visitate il sito Web PTC.com, oppure contattate PTC
per discutere di come PTC può assistere la vostra azienda nella trasformazione
per l'IoT.
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Trasformazione delle modalità di gestione dei prodotti
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Le aziende devono pianificare e distribuire aggiornamenti remoti del
software e dei servizi in tempo reale, con interruzioni minime per i clienti
e costi marginali minimi.
1. The Internet of Things: How the Next Evolution of the Internet Is Changing Everything, Dave Evans, aprile 2011
2. Disruptive technologies: Advances that will transform life, business, and the global economy, McKinsey Global Institute, maggio 2013
3. Global developments in public Wi-Fi, Wireless Broadband Alliance e Informa Telecoms & Media, 2011
4. Falling Cost of Components Will Help Drive The Pervasiveness of the Internet of Things, Jim Tully e Hung LeHong, novembre 2011
Le aziende devono pianificare e ottimizzare la gestione delle parti dei
prodotti e di supporto ai servizi e il controllo del magazzino tenendo traccia
delle risorse e analizzando i dati di utilizzo dei prodotti in tempo reale per
prevedere le esigenze relative alle parti.
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J3220–IoT-eBook–214-it
Le aziende devono pianificare e ottimizzare i processi di gestione
dell'assistenza in loco combinando manutenzione proattiva e reattiva
e fornendo le informazioni ai tecnici in anticipo in modo da incrementare
la percentuale di risoluzione al primo tentativo.
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