Bluetooth Low Energy per asset tracking e localizzazione

Alstom Italia: tracciabilità e localizzazione degli asset in fabbrica con il Bluetooth Low Energy
	Settore Applicativo BLE per l’Asset Tracing & Tracking Settore di Mercato BLE per il Manufacturing (settore ferroviario) Tecnologia BluEpyc Tag/Beacon, EchoBeacon e Reader/Gateway

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Alstom Italia SpA

Promotrice di una mobilità sostenibile, Alstom sviluppa e commercializza sistemi, apparecchiature e servizi per il settore ferroviario: l’azienda offre una gamma completa di soluzioni (da treni ad alta velocità a metropolitane, tram e autobus elettrici), soluzioni per i passeggeri, servizi personalizzati (manutenzione, ammodernamento) e soluzioni d’infrastruttura, segnalamento e mobilità digitale.

Con sede centrale in Francia, Alstom è presente in oltre 60 Paesi e conta attualmente 32.800 dipendenti.

Alstom è presente in Italia dal 1998, ha 8 sedi sul territorio nazionale e impiega circa 2.600 persone.

Alstom in Italia può vantare due centri d’eccellenza nei treni regionali e ad alta velocità Pendolino basati sulla tecnologia ad assetto variabile (Savigliano) e nelle apparecchiature di segnalamento ferroviario (Bologna). Il sito di Sesto San Giovanni Alstom ha effettuato importanti investimenti nella sua base industriale in Italia, mentre il sito di Savigliano (CN) è un esempio di Fabbrica 4.0, con una sala di realtà virtuale 3D d’avanguardia che consente agli ingegneri di progettare treni con una manutenibilità semplificata.

Dalle aspettative alla soluzione, passando per le sfide

La sede Alstom di Sesto San Giovanni (MI) è centro specializzato nelle attività di servizi e manutenzione e nella produzione, ingegneria e validazione per i sistemi di trazione di treni regionali e ad alta velocità, metropolitane, tram e tram-treno; negli ultimi anni il sito ha sviluppato forti competenze in area servizi, offrendo ai propri clienti assistenza e manutenzione con contratti a lungo termine ed avvalendosi delle più avanzate tecnologie del settore.

Photo: Roberto Zecchillo © Alstom; sito di Sesto San Giovanni (Mi)

Nella cornice di un rinnovamento sia organizzativo che tecnologico, ispirato al concetto lean, il sito Alstom di Sesto San Giovanni necessitava di automatizzare il tracking & tracing degli asset aziendali, ossia delle attrezzature impiegate per la produzione e manutenzione dei treni, continuamente movimentate nei diversi reparti aziendali, che si estendono su un’area complessiva di oltre 20.000mq suddivisi in 6 campate, di cui 5 destinate a reparti produttivi e di test. Ad oggi l’area monitorata dal BLE è di circa 3.000mq ed è in definizione il progetto di estensione all’intero shopfloor.

L’obiettivo è quello di individuare una tecnologia che sia poco invasiva, in grado di effettuare l’identificazione delle attrezzature (ad oggi sono 500 gli asset monitorati dal BLE) in modo implicito (hand-free), senza costringere il personale addetto ad azioni d’identificazione esplicita (volontaria). Tracciabilità automatica delle attrezzature e loro localizzazione, monitorandone il passaggio da un reparto all’altro, sono quindi, in sintesi, i bisogni espressi da Alstom.

LA SOLUZIONE

Lo studio di fattibilità, condotto in agosto 2016, ha permesso di individuare la configurazione BLE ideale e relativo data-flow, in linea con le aspettative sopra espresse di Alstom.

In particolare, la fabbrica di Sesto San Giovanni è suddivisa al suo interno in 13 aree, ciascuna adibita ad un preciso compito in base alla logica operativa della produzione o manutenzione del treno e con diversi format (area chiusa, delimitata da una griglia metallica oppure open space): tra queste, citiamo a titolo di esempio l’area assemblaggio meccanico e pneumatico, area officina, area climatica, accelerometrica e sabbiature.

BluEpyc BLE Echobeacon per la localizzazione degli asset in un’area della fabbrica Alstom

Sugli asset, tra cui chiavi dinamometriche, simulatori, strumenti di misura, stazioni di prova sottoposte a programmi di manutenzione e/o verifica, sono stati apposti Tag/Beacon BLE, che trasmettono i dati agli EchoBeacon fissati a soffitto o a parete a ridosso dei varchi d’ingresso/uscita, ciascuno logicamente attribuito all’ambiente (area) da monitorare: si tratta di mini-gateway BLE, ideati, progettati e realizzati da BluEpyc, in grado di presidiare e monitorare la presenza di Tag/ Beacon in aree circoscritte, quindi di rilevare in modo puntuale (hand-free) le attrezzature dotate di Beacon, ritrasmettendo poi tali informazioni al Reader Gateway BLE fino ad una distanza di 100 m (ed oltre).

Tra marzo e aprile 2019 la soluzione di Asset Tracking vive un’ulteriore estensione, aumentando l’area della fabbrica monitorata dal BLE grazie all’installazione di 29 wall-mounted EchoBeacon e oltre 20 Industrial Gateway.

Alstom Factory: il cerchio rosso evidenzia l’EchoBeacon

Benefici

La soluzione consentirà ad Alstom di risparmiare circa 160h/mese, precedentemente impiegate nel processo di gestione degli asset aziendali per i soli reparti in cui oggi la soluzione è implementata, consentendo agli operatori di focalizzarsi su aspetti produttivi e più legati al business; un dato, questo, che potrà essere migliorato estendendo la soluzione a tutto lo shopfloor: a marzo/aprile 2019 è prevista l’installazione dell’infrastruttura BLE per monitorare un’altra campata, con 29 EchoBeacon wall-mount e oltre 20 Gateway industriali.

Tra le doti del BLE maggiormente apprezzate spicca lo standard che supporta questa tecnologia wireless, abbattendo così limiti nella configurazione futura del sistema Bluetooth.

Architettura & Servizi Bluetooth Low Energy by BluEpyc

L’architettura BLE operativa in Alstom è firmata BluEpyc, la Business Unit che, accanto ad RFID Global, forma il Gruppo Softwork, ed è composta da:

BluEpyc BLE Industrial Gateway

BluEpyc Bluetooth Low Energy Gateway Industrial Wall Mount Ethernet: si tratta di un Observer BLE in grado di dialogare con Beacon ed iBeacon, opera come un reader RFID attivo e può essere installato a muro, a soffitto o su palo, protetto dal box IP67;

BluEpyc Bluetooth Low Energy EchoBeacon: è un dispositivo low cost, ideato, progettato e realizzato dal dipartimento R&D di BluEpyc per la micro-localizzazione e rilevazione di cambiamento della posizione della persona o dell’oggetto dotato da Tag Beacon; in Alstom l’EchoBeacon opera per identificare l’asset all’interno di una precisa area e per tracciarne la movimentazione da un’area ad un’altra;

BluEpyc Bluetooth Low Energy Tag Beacon: prodotto da EM, questo Proximity Tag/Beacon garantisce un’identificazione univoca ed è dotato di led, ideale per applicazioni di Indoor Positionig System (IPS) con il Metodo delle Zone; la caratteristica peculiare di questi Tag Beacon è la presenza del sensore accelerometro: il Beacon attiva la sua comunicazione solo quando l’accelerometro percepisce un movimento, diversamente è “dormiente”.

A corredo di una simile architettura (hardware) BluEpyc ha messo in campo un carnet di servizi di test ed assistenza tecnica per determinare la tipologia di Beacon più adatta, individuare la locazione ideale delle componenti BLE (esempio: EchoBeacon posizionati a soffitto o al centro del corridoio, evitando influenze e “falsi positivi”) ed il relativo settaggio, mentre i test radiometrici miravano a verificare eventuali interferenze del BLE con apparecchiature esistenti.

Il protagonista racconta…

«Il sistema di tracciabilità automatica degli spostamenti e localizzazione delle attrezzature ci consentirà di ridurre i tempi destinati alla gestione degli asset aziendali, garantendo una riduzione del “non valore aggiunto” sui processi industriali e migliorando l’efficienza dei reparti produttivi.

In aggiunta, tale sistema renderà ancora più sistematica e rigorosa la gestione di tutto ciò che è sottoposto a controlli ciclici come attrezzature, strumenti e stazioni di prova»

Ing. Donato Carlo Loguercio, Process & Manufacturing Engineering Manager in Alstom

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Press Release

• Asset sotto controllo con BLE – Automazione Oggi, aprile 2018
• Alstom, l’automazione del manufacturing con Bluetooth LE – Inno3, marzo 2019
• Bluetooth Low Energy per asset tracking e localizzazione: l’esperienza di Alstom – logisticamente.it, aprile 2020