Predictive Maintenance per le aziende del nord-est con Azure e IoT

CLOUD CONFERENCE ITALIA2016

PREDICTIVE MAINTENANCE PER L'AZIENDA DEL NORD EST CON AZURE E IOTMarco Parenzan

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#cloudconferenceitalia

SPONSOR

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CHI SONO

Marco Parenzan – Cloud Academy/[email protected]: @marco_parenzanAzure MVP 2016

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DI COSA PARLIAMO?

+

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DI COSA PARLIAMO?

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CONTESTO E SCENARIO


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Contesto

Azienda di Produzione Industriale- 10-50M EURO

Presenza world-wide Mercato Pro

- Più sensibili al servizi- E poi discutiamo del privato

Su commessa- Assorbe I costi iniziali- E poi discutiamo della serie


Europa

Middle/Far east

Produzione

10M€

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Industial Stainless Steel Kitchen Applications


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Scenario: resistor performance loss Reference temperature is no more reachable Example

- fry-top: 400°C 300°C - human cannot verify the temperature- Mechanical thermostat shows only reference temperature, not

current temperature Effects

- Longer cooking- “Bad” cooking- Customer impact- Prelude to break

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Scenario: resistor break Typically after a loose of performances, resistor elements break

(days/weeks) Effects

- Appliance break- Kitchen mainly slow down (few cooking appliances)

- Kitched typically don’t stop | Many elements in cooking blocks can supply loss of other elements

- Long time in assistance (no SLA discussed)- Stop can vary from hours to days- Final customer impact/reputation

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Required solution Telemetry in industrial cooking plants Intelligent appliances that sends status/operational data Collect data world wide Group by

- Appliances- Temperature range- Daily/Seasonal data- Kitchen/Plant

Apply data analysis algorithms- Final analysis (analyze costs)- Forecast analysis (prevent uncontrolled failures, manage “planned”

failures)

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Proposizione

Assolvere ad una esigenza «immediata»- Manutenzione predittiva- Manutenzione preventiva- Abbattere i costi della manutenzione

Assolvere ad una esigenza «a lungo termine»- Offrire nuovi servizi alle aziende- Permettettere alle aziende di offrire nuovi servizi- Nuovo modello di business (CAPEXOPEX)


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Industria 4.0


http://www.slideshare.net/alexcurti/piano-industria-40-68702177

http://www.slideshare.net/alexcurti/piano-industria-40-68702177

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Benefici attesi dall’ Industria 4.0


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Tecnologie abilitanti Industria 4.0


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Embedded

È la tecnologia che rende intelligente un elemento prodotto Permette di creare azione ed interazione LOCALE Usa microprocessori o microcontrollori Microcrontrollori: I/O oriented, Atmel ATmeg328, ESP8266

- I/O, realtime- GPIO (5V, 3,3V)

Microprocessori: ARM Cortex, Intel Quark, Intel Atom- Gateway

Elementi tecnologici di riferimento- Consumo energetico

Si parla spesso di SOC: System On Chip- Integrazione cost effective

Può essere realtime


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I progetti Embedded IoT sono complessi

conoscenzeIncompatibile con la infrastruttura

corrente

conoscenzeTime consuming da avviare

Infrastruttura complessaProcedure

Difficile da mantenere

CostiInfrastruttura complessaDifficile da scalare


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Makers

Board con microcontrolloreArduino Board con microprocessoreRaspberry Prototipazione

- Verifichiamo che l’idea funzioni Focus on:

- Programming, Connecting- …non sull’elettronica…

Non industrial-grade Hanno cambiato il modo di interagire con il mondo embedded Queste schede sono «naturalmente» connesse a Internet

- Implementano sempre uno stack TCP/IP o almeno una connessione esterna evoluta (USB)


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Boards for makers


Arduino

Raspberry

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Industrial-grade Makers


Arduino

Raspberry

Olimex

Toradex

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Windows 10 IoT Core

Microsoft ha una storia nel mondo embedded

- Windows CE È una versione/subset di Windows 10 Condivide la stessa base di codice Portabile su Intel x86/x64 e ARM (gira

sulla Raspberry PI 2/3) Pro

- Condivide l’application model (Universal Windows Platform)

- .NET Core per ARM in arrivo Cons

- Non è ancora chiara la strategia di supporto (equivalente a Windows CE)

- «Lento» lo startup- No realtime


Comunque anche Windows 10 può avere delle cose da dire...

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Linguaggi e ambienti

Linguaggi- C e Processing per Arduino- Linux

- E un po’ Windows- C, JavaScript/Node.js, Python, C#- .NET Core

Ambienti- Visual Studio- On line prototyping


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Internet of Things

Embedded genera dati Dati vengono inviati attraverso Internet I dati solo archiviati non sono Internet of Things Se non ci facciamo niente, non servono a niente Questo per evitare che oramai qualsiasi cosa sia IoT I dati vengono Archivati, Elaborati, Presentati, Generano

feedback


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Non solo Raspberry…Hololens


http://arstechnica.com/gadgets/2015/01/hands-on-with-hololens-making-the-virtual-real/

http://arstechnica.com/gadgets/2015/01/hands-on-with-hololens-making-the-virtual-real/

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Non solo Raspberry…Industruino


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Energy ManagementVertical Cloud


MA DI CHI SONO I DATI?

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AZURE E IL CLOUD


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Azure

Infrastruttura pubblica Global presence (36 datacenter) Multitenant Self Service Pay as you Use

- CAPEX OPEX Certificazioni

- Trust


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Adopting Azure – alcuni fatti

1 su 3 macchine in Azure sono Linux Linux devs sono più affini dei Windows devs

- Internet Company vs. Enterprise 60%+ soluzioni Cloud sono IaaS Cloud != Hosting Tradizionale

- Hosting TradizionaleVM- CloudVM, Virtual Network, Storage

PaaS where possible, IaaS if needed


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Via da On Premise

Mi basta un server Quanto mi costa… Senza pensare a

- Disponibilità- Certificazioni


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Via da IaaSPaaS

Paragone con IaaS Focus su cosa si consuma del servizio

- Entità misurabili del NOSTRO servizio


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Azure IoT

È la strategia Microsoft con Azure per la realizzazione e la gestione dei progetti IoT

È un insieme di - Patterns- Servizi- Best practices

https://catalog.azureiotsuite.com/



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Azure IoT

È la strategia Microsoft con Azure per la realizzazione e la gestione dei progetti IoT

È un insieme di - Patterns- Servizi- Best practices


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Azure IoT Suite for Remote Monitoring


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Azure IoT Suite for Predictive Maintenance


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Azure IoT Hub

È un servizio di Gestione e comunicazione dei device- Qualunque device, non solo Windows 10 IoT Core

Lavorare con piattaforme note e protocolli standard- HTTPS, MQTT, AMQP

Stabilire una comunicazione bi-direzionale con i dispositivi IoT- Eventi (DeviceHub)- Comandi (HubDevice)

Gestisce l’autenticazione per device


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Funzionalità di Azure IoT Hub


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Function Apps (a.k.a. Azure Functions)

Serverless proposition Dynamic AppServicePlan Supporta .NET Core e Node.js script based (.csx)

- Stesso «modello» di ASP.NET Core: scripting+ core in package NuGet

Basato sui WebJobs (task runner) Trigger based

- Http Trigger (request, response)- Http Trigger (webhook)- Db Trigger- Storage Trigger- Queue Trigger

Supporto per la command line Backend generico per funzioni accessibili da server e da client


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Azure DocumentDb

HyperscaleHighly ingestionScale on write SSD based Geo replica readonly nativa, automatica, configurabile Database documentale basato su Json

- No-validazione dello schema (genericamente detto non strutturato)- Embedding di relazioni one-to-some

Developer-oriented- No impedance mismatch (ORM)

Container- Elemento di partizionamento- Elemento di scalabilità- Elemento di throttling

Elemento di costo- RURequest Unit («moneta» che media il costo di CPU, Memoria e IOPS)- https://www.documentdb.com/capacityplanner

Si interroga in un linguaggio simil-SQL Supporta Stored Procedures/Triggers/User Functions in JavaScript Per chi ha esperienza di Mongo, ha una API nativa per migrare progetti Mongo Si usa per tutto lo storage generico che non sia strettamente relazionale (one-

to-many o many-to-many) e non sia meno conveniente di altri storage


https://www.documentdb.com/capacityplanner


DEMO

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CONCLUSIONI


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Conclusioni

Nuovi Servizi Scuola Simulatori di hardware Mercato di Serie Tendenze Hardware Mercato Privato


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Nuovi servizi

SLA- 99.99%

Planned maintenance- Migliore gestione della forza lavoro distribuita

Pay per use- 50K CAPEX1K/month OPEX


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Scuola

Competenze informatiche Scuole post-diplomaLaurea Professionalizzante Pro

- Addictive (stesso effetto del Mobile Development) Cons

- Manca il contatto ScuolaAzienda


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Sperimentazione Hardware

Microsoft starter kits- https://azure.microsoft.com/en-us/develop/iot/starter-kits

/ Simulatori

- Raspberry Pi web emulator- https://www.raspberrypi.org/blog/sense-hat-emulator/

- Raspberry Pi emulator on the desktop (using QEMU)- https://blogs.msdn.microsoft.com/iliast/2016/11/10/how-to-em

ulate-raspberry-pi/

- Arduino web emulator- www.circuits.io

Catalogs- https://catalog.azureiotsuite.com/


https://azure.microsoft.com/en-us/develop/iot/starter-kits/

https://azure.microsoft.com/en-us/develop/iot/starter-kits/

https://www.raspberrypi.org/blog/sense-hat-emulator/

https://blogs.msdn.microsoft.com/iliast/2016/11/10/how-to-emulate-raspberry-pi/

https://blogs.msdn.microsoft.com/iliast/2016/11/10/how-to-emulate-raspberry-pi/

http://www.circuits.io/


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Mercato di Serie

Ingegnerizzazione hardware Siti on line per

- progettazione- Prototipazione/campionatura- Serie


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GRAZIE!


Marco Parenzan – Cloud Academy/[email protected]: @marco_parenzanAzure MVP 2016

Software

Predictive Maintenance per le aziende del nord-est con Azure e IoT