Industria 4.0 e soluzioni robotizzate: ecco perché la scelta di un pc non idoneo può danneggiare il tuo business (e come risolvere il problema)

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Hai realizzato un robot industriale favoloso, dalle enormi prestazioni, perfetto per progetti di industria 4.0. Purtroppo però, è capitato che provochi fermi macchina e l’interruzione delle lavorazioni in cui è integrato…

Ma quanto può resistere un tuo cliente con rallentamenti o blocchi produttivi dopo aver fatto investimenti importanti in industria 4.0 per l’acquisto dei tuoi robot?

Alla fine gli investimenti in questi progetti vengono fatti proprio per ottimizzare la produzione del tuo cliente finale… se al contrario la rallentano, deve suonare un bel campanello d’allarme.

Tutto questo infatti si ripercuote inevitabilmente sul fatturato della tua azienda, vanificando tutti gli sforzi fatti per raggiungere gli obiettivi prefissati.

E se invece potessi realizzare soluzioni robotizzate non solo innovative, ma anche altamente efficienti in termini di performance e consumi, in grado di lasciare a bocca aperta i tuoi clienti e fidelizzarli alla tua azienda?

La stessa cosa è successa ad un nostro cliente operativo nel settore dell’industria 4.0. In breve, era già successo che le soluzioni robotizzate che realizzavano per i loro clienti andassero in down, interrompendo i processi lavorativi in cui erano inserite. Oltre a non essere così ottimizzate in termini di consumi.

Adesso invece, le loro soluzioni sono incredibilmente efficienti sia per prestazioni che per consumi, e i loro clienti non sono mai stati tanto soddisfatti. Cos’hanno fatto di diverso? Hanno cambiato i PC che integravano nelle loro soluzioni.
In questo articolo tratteremo:

  1. l’analisi del problema e del contesto del cliente;
  2. quale PC scegliere per progetti di industria 4.0;
  3. i benefici ottenuti dal cliente.

Analisi del problema e del contesto del cliente: Industria 4.0

All’interno delle loro celle robotizzate, quest’azienda integrava dei comuni PC consumer (i computer tower da desktop, per intenderci), per applicazioni in:

  • HMI (Human Machine Interface)
  • Controllo di telecamere del robot
  • Laser scanner e stampanti
  • Scambio dati 4.0
  • Elaborazione sistemi di visione artificiale 2D e 3D

Ma quali sono le conseguenze dell’impiegare questo tipo di PC per questo genere di applicazioni?

1) Surriscaldamento

Nel quadro elettrico del robot, il PC consumer non riesce a dissipare correttamente il calore del processore. La ventola fa ricircolare l’aria calda, ma non la disperde nell’ambiente esterno, accumulandosi nella centralina; inoltre, inevitabilmente risucchia polveri e altre particelle nel PC.

Questo porta al surriscaldamento della macchina, che di conseguenza va in overtemperature protection e si spegne, causando l’interruzione delle lavorazioni in cui era impiegato il robot e rallentando l’intera produzione. Prima di tornare pienamente operativo, il computer deve tornare in temperatura.

Immagina Iginio Massari che ti fulmina con lo sguardo perché stavi provando a temperare il cioccolato che aveva superato il limite di 27°C: se superi la temperatura limite, devi per forza aspettare che si abbassi fino al livello consentito. Anche se non te ne intendi di pasticceria (nemmeno io, ma l’esempio mi pareva calzante), il ragionamento è lo stesso.

2) Consumi elevati

Uno dei principali motivi per cui i PC consumer non sono indicati per applicazioni di tipo industriale sono i consumi. Essendo nati come personal computer, sono progettati per un utilizzo non intensivo – per studio, lavoro in ufficio, guardare film su Netflix, eccetera. Tenerli operativi in modo continuativo per applicazioni industriali, come all’interno di robot nel nostro caso, comporta costi piuttosto elevati in termini di consumo energetico.

3) Dimensioni

Il classico PC tower che possiamo tenere sotto la scrivania dell’ufficio non è esattamente funzionale in una macchina all’avanguardia per progetti di industria 4.0. Vero, è un fattore principalmente estetico, ma anche l’occhio vuole la sua parte, anche se si tratta di progetti industriali.

Immagina di aprire il cofano di una Ferrari e trovarci il motore di un Hammer. Questo è cosa vuol dire integrare un computer così ingombrante all’interno di una soluzione robotizzata di questo livello.


Quale PC scegliere per progetti di industria 4.0?
Il confronto PC consumer – PC industriale e la soluzione

La soluzione per risolvere tutte queste problematiche è una sola: potenziare il core di questi robot industriali con l’hardware più idoneo per progetti di industria 4.0 – i computer industriali.

Abbiamo messo a confronto le prestazioni di un PC Kimera e di un comune PC desktop, analizzandone le temperature raggiunte, il consumo, e le dimensioni.

confronto tra uno standard PC desktop e il nostro Kimera Fast
A sinistra un PC desktop standard; a destra il Kimera Fast.

Ecco perché i computer industriali sono i più idonei per applicazioni 4.0:

1) Surriscaldamento -> Dispersione del calore con la tecnologia fanless

A differenza dei tradizionali consumer, i computer industriali sono fanless, cioè completamente privi di ventole o di componenti meccaniche che rischierebbero di danneggiarsi. Il calore viene dissipato attraverso il case del PC, realizzato con tecnologia fanless studiata per disperdere il calore nell’ambiente esterno.

La tecnologia fanless permette di:

  1. prevenire il surriscaldamento del computer, evitando così che si spegna e interrompa le lavorazioni
  2. prevenire l’accumulo di polvere o altre particelle che potrebbero danneggiare la macchina.

Abbiamo svolto dei test in laboratorio per confrontare le temperature raggiunte dai PC, testandoli a pieno carico per un’ora. Premesso che l’ambiente di test era un ambiente ottimale (spazio ampio), a parità di carico:

  • il Kimera Fast mantiene una T media di 37-38°C, con un aumento di solo 1°C dopo un’ora di utilizzo;
  • il PC desktop ha raggiunto un picco di 45°C, con un aumento di ben 4°C dopo un’ora di utilizzo.
TemperatureKimeraStandard PC Desktop
Temperatura CPU36.5°C 36°C
Temperatura Disco 37.5°C 41°C
Temperatura Motherboard 36.5°C 36°C

Temperature a confronto all’inizio del test


TemperatureKimeraStandard PC Desktop
Temperatura CPU37.5°C 40°C
Temperatura Disco 38.5°C 45°C
Temperatura Motherboard 37.5°C 40°C

Temperature a confronto dopo un’ora di test

Prova ad immaginare a quanto arriva la temperatura di un PC Desktop utilizzato per queste applicazioni dopo 5-6 ore di lavoro… Ecco spiegato il perché dell’overtemperature protection.

Ma da cosa dipende questa differenza?

Nel PC desktop, la ventola fa ricircolare l’aria per dissipare il calore del processore e dei componenti interni, ma non c’è uno scambio sufficiente di calore con l’esterno. Per questo motivo, la temperatura continua a salire.

Invece, nel PC industriale il calore viene disperso interamente nell’ambiente esterno attraverso il case, mantenendo una temperatura pressoché costante. Considerando che i PC integrati nelle soluzioni robotizzate del nostro cliente venivano inseriti in pannelli o centraline apposite (quindi spazi molto ristretti), questa differenza di temperatura è ancora più significativa.

2) Consumi elevati -> notevole risparmio energetico

Essendo studiati appositamente per l’operatività h24, i PC industriali si distinguono anche per il ridotto consumo energetico. Sempre confrontando i due PC facendoli lavorare al massimo delle performance (comunque a parità di carico), in un’ora di utilizzo:

ConsumiKimeraStandard PC Desktop
Consumo medio10-12 Watt33-35 Watt
Consumo massimo12 Wat35 Watt

Per un utilizzo di 8 ore per 5 giorni lavorativi, otteniamo:

  • Consumo Kimera Fast: 12 Watt/h x 8h x 5 gg = 480 Watt
  • Consumo PC desktop: 35 Watt/h x 8h x 5 gg = 1400 Watt

Il PC industriale ti permette quindi di ridurre i consumi energetici del 65%.

3) PC ingombrante -> computer industriale che sta in un palmo della tua mano

Prendi lo spazio che occupa un classico PC tower nella tua cella robotizzata e immagina di dividerlo per 3. Ora, dividilo ancora a metà. I PC industriali Kimera possono stare tranquillamente nel palmo della tua mano, con dimensioni di 140.6 x 111.5 x 51.3 mm. Restituiamo alla Ferrari di prima il motore che merita.

Kimera Fast FSC-7C1 che abbiamo realizzato per le applicazioni di industria 4.0 del nostro cliente
Il Kimera Fast FSC-7C1 che abbiamo realizzato per il nostro cliente

Dopo aver esaminato le problematiche e le esigenze specifiche del nostro cliente, gli abbiamo consigliato 2 modelli Kimera: il Kimera Fast FSC-7C1 e il Kimera Pro (ora sostituito dal Kimera Pro 2.0).


I benefici che il cliente ha ottenuto

Una volta integrati i Kimera all’interno dei loro Robot industriali, il nostro cliente ha:

  1. migliorato notevolmente le prestazioni delle sue soluzioni, risolvendo il problema del surriscaldamento del PC e dell’interruzione delle lavorazioni;
  2. ottimizzato i consumi dei suoi dispositivi, presentando all’utente finale una macchina che gli permette di risparmiare il 65% in consumi energetici;
  3. realizzato soluzioni ancora più all’avanguardia, che hanno sorpreso tutti i loro clienti.

Senza contare il sospiro di sollievo e la soddisfazione dei suoi clienti finali una volta saputi tutti i dispositivi che avrebbero potuto collegare direttamente al loro robot senza bisogno di mille altri cavi o adattatori, grazie alle porte aggiuntive del PC industriale:

  • Seriale
  • Thunderbolt
  • LAN
  • 2-3 porte video.

In parole sue:

Kimera Computers per sistemi di automazione e industria 4.0

Anche tu lavori nell’industria 4.0 e stai attualmente impiegando dei comuni PC consumer?

Le scelte che hai a disposizione sono 2:

  1. Continuare ad integrare questi PC come hai fatto finora, sperando che non subiscano guasti e non provochino rallentamenti della produzione da un momento all’altro;
  2. Decidere di potenziare ulteriormente le tue soluzioni, portandole al massimo delle performance e ottimizzandone i consumi, e conquistarti in questo modo clienti fedeli e soddisfatti.

Se hai ancora qualche dubbio, o semplicemente non sai quale PC possa fare al caso tuo, i nostri tecnici sono a tua disposizione per offrirti una consulenza gratuita:

Analizzeremo il tuo contesto di applicazione e ti consiglieremo il PC più adatto per le tue esigenze!

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