IoT – Una guida per avviare il vostro primo progetto [GUIDA]

State pensando di avviare un progetto IoT ? Allora probabilmente vi starete ponendo diverse domande… Cosa realizzo ? Come si costruisce ? E cos’è di preciso un progetto “Internet of Things” ? In questo articolo che vuole essere una guida introduttiva al tema (liberamente tradotta dall’articolo  “The Ultimate Guide To Starting Your First IoT Project” di Jeffrey Lee sul sito hackernoon.com) iniziamo l’analisi affrontando proprio quest’ultima domanda !

Che cos’è un progetto IoT ?

Un “progetto IoT”, cioè un “progetto che utilizza l’Internet delle Cose”, consiste sostanzialmente nel collegare un qualsiasi dispositivo/oggetto fisico ad Internet per raccogliere, condividere ed utilizzare (in una maniera dipendente dallo scopo dello specifico progetto) i dati da esso prodotti . Che si tratti di collegare mulini a vento per monitorare i dati sulle loro prestazioni, o di collegare dei macchinari per monitorarli in tempo reale alla ricerca di guasti, i dati generati da questi progetti possono essere utilizzati in diversi modi. Con il giusto hardware, software, connettività e know how è possibile collegare ad Internet qualsiasi dispositivo della vostra casa, di una fabbrica o di una azienda agricola e trasmetterne ed utilizzare i dati.

Le sfide dei progetti IoT

L’industria dell’Internet delle Cose offre alle Aziende di ogni settore l’opportunità di ottimizzare le loro operazioni, di sviluppare nuovi flussi di reddito e di migliorare le relazioni con i Clienti. Secondo uno studio di Gartner il 60% degli utenti prevede che la tecnologia IoT trasformerà le loro organizzazioni, ridurrà le spese e genererà nuove entrate sostanziali entro i prossimi cinque anni, mentre il 40% degli adottanti si aspetta di vedere un ritorno significativo in soli tre anni.

Tuttavia le Aziende che tentano di saltare il processo di ricerca e sviluppo e passare direttamente all’implementazione di un prodotto quasi certamente non otterranno risultati ottimali. Infatti lavorando alla rovescia, immaginando cioè prima il prodotto e poi la sua value proposition, non hanno quasi mai il successo sperato perché l’Azienda non si è presa il tempo di comprendere appieno il problema che cercava di risolvere.

Come implementare con successo un progetto IoT

Al contrario i progetti di successo nel mondo dell’Internet delle Cose analizzano e comprendono innanzitutto i problemi e le esigenze quotidiane dei Clienti e dell’Azienda e solo poi immaginano un prodotto che può aiutare a risolverli. Dopo aver compreso a fondo le esigenze è possibile avviare una strategia di implementazione fattibile, fissare obiettivi e aspettative realistiche ed ottimizzare il processo di sviluppo.

In questo articolo viene tracciato un processo attuabile passo dopo passo per comprendere a fondo come l’Internet delle Cose può essere di supporto ad una Azienda e le modalità per iniziare a realizzare un progetto.

1. Imparare le basi

Prima di iniziare un progetto IoT è necessario sviluppare una conoscenza di base sul funzionamento della relativa tecnologia. Prendetevi il tempo di studiare come gli altri creatori di prodotti e le altre Aziende utilizzano l’Internet delle Cose, ed approfondite a sufficienza il tema ponendovi diverse domande, come ad esempio:

    • Quali sono i casi di uso comune per l’Internet delle Cose ? (ad esempio manutenzione preventiva, monitoraggio delle risorse, monitoraggio ambientale, monitoraggio a distanza, rapporti di conformità, ecc.) Il vostro progetto IoT rientra in uno di questi casi d’uso ?
    • Posso creare un modello di business basato sulla connettività che giustifichi i costi ricorrenti sostenuti dai dispositivi connessi ?
  • Quali sono le scelte e le considerazioni tecnologiche importanti di cui devo tenere conto ?

2. Identificare il vostro caso d’uso

Relativamente alla prima domanda del paragrafo precedente, l’Internet delle Cose è incredibilmente versatile e può essere utilizzato in diversi modi, semplicemente non c’è modo di elencare tutti i possibili casi d’uso, ma esistono metodi collaudati che generano valore continuo e ricorrente per le Aziende che li utilizzano. Tra i casi d’uso più comuni e diffusi dell’IoT troviamo:

Manutenzione preventiva o predittiva – È possibile collegare dispositivi ed apparecchiature e ricevere avvisi nel momento in cui qualcosa non funziona correttamente.
Asset Tracking – Le tecnologie IoT consentono alle aziende di monitorare in tempo reale beni in costante movimento (come attrezzature o veicoli) e possono risolvere i problemi ancor prima che si verifichino.
Monitoraggio ambientale – Sensori IoT possono essere utilizzati per l’agricoltura commerciale, il monitoraggio delle acque, come antifurti e altro ancora. Proteggendo risorse preziose le Aziende possono generare valore ricorrente per i Clienti e il loro business.
Rifornimento automatico – Le tecnologie IoT consentono alle Aziende di ricevere automaticamente avvisi quando gli elementi di consumo (come carburante, olio, ecc.) scendono al di sotto di un certo livello, consentendo loro di prevedere la domanda.
Smart Metering – I dispositivi IoT possono tener traccia del consumo di energia, acqua e gas di edifici e abitazioni, riducendo i costi operativi e migliorando previsioni e prestazioni.
Consumer Upsell – Le aziende possono creare anche prodotti connessi “di fascia alta” e commercializzarli a prezzi vantaggiosi. Tuttavia tali  prodotti devono introdurre nuove funzionalità o migliorare i servizi forniti al Cliente perché questo approccio funzioni.

Questi modelli di business stanno supportando i costruttori di prodotti e le imprese a guadagnare con i loro progetti IoT, ma naturalmente è prima necessario associare i diversi possibili modelli con le risposte alle domande della prima fase affinchè il vostro progetto produca per Voi e per i Vostri Clienti un valore continuo e ricorrente.

3. Ricerca e selezione di una piattaforma e di strumenti IoT

Prima di avviare il vostro progetto IoT cercate le migliori piattaforme, strumenti ed applicazioni che potrebbero aiutarvi ad implementare con successo il vostro prodotto. La scelta del framework ottimale è una parte fondamentale di un progetto IoT e la piattaforma giusta sarà in grado di crescere con il vostro business ed adattarsi ai futuri progressi tecnologici.

Quando si esaminano le varie piattaforme IoT i seguenti aspetti devono essere analizzati sulla base della vostra soluzione:

    • Hardware – Il fornitore selezionato offre applicazioni standard, kit di sviluppo o pacchetti chiavi in mano per il caso d’uso specifico che si sta analizzando ? Probabilmente saranno comunque necessarie alcune personalizzazioni, ma non dover ricominciare da zero può farvi risparmiare tempo e sforzi significativi.
    • Gestione dei dispositivi – In che modo il fornitore selezionato consente di monitorare, segmentare e gestire i dispositivi IoT che sono in campo?
    • Connettività – In che misura la copertura di rete del fornitore si adatta alle iniziative attuali e future della Vostra Azienda ?
    • Metodo di connettività – Di che tipo di connettività avete bisogno? Avete bisogno di una soluzione Wi-Fi o cellulare per il vostro prodotto IoT? È necessario valutare queste esigenze e vedere come il fornitore può soddisfarle.
    • Copertura geografica – Il fornitore fornisce una SIM integrata con supporto globale ? La piattaforma IoT selezionata copre tutte le regioni in cui sono presenti le vostre esigenze aziendali ?
  • Tipo di servizio – Come si descrive e si vende la piattaforma IoT selezionata ? Alcuni servizi offrono puramente piattaforme di connettività, mentre altri sono soluzioni end-to-end che offrono l’hardware, il software e la connettività. È necessario valutare quali sono le esigenze della vostra Azienda, come cambieranno le vostre esigenze nel tempo?

4. La scelta dell’hardware giusto per il Vostro progetto IoT

Le schede hardware ed i moduli di sviluppo sono al centro di ogni progetto IoT. Con lo sviluppo dell’Internet delle Cose la varietà e le caratteristiche tecniche di queste schede hardware sono diventate sempre più complesse. Quando si avvia un progetto IoT si può iniziare con un semplice kit di prototipazione, ma man mano che si procede nello sviluppo dell’hardware e nel processo di progettazione sarà necessario investire in hardware specifico e progettato per la scalabilità.

Questo potrebbe indurvi a chiedervi: ma qual è la differenza tra prototipazione e hardware di produzione ? Proviamo a vederne un esempio ed i loro scopi previsti:

Kit hardware di prototipazione – Kit di sviluppo (DKs)

I kit di sviluppo sono di facile utilizzo e ottimizzati per l’espandibilità, la modularità e la facilità d’uso. Di conseguenza, possono essere utilizzati per scalare il vostro progetto a seconda del caso d’uso e dell’applicazione, ma ragionevolmente è meglio utilizzarli solo come PoC (Proof of Concept – prototipo) a breve termine e con utenti “amici”.

Uso previsto – Utili per la prototipazione/evoluzione rapida di sistemi hardware e firmware. Forniscono una soluzione di avvio rapido per un progetto IoT.
Caratteristiche – Connettività USB, ecosistema di accessori hardware, basette sperimentali, LED di stato RGB, antenna, costi accessibili.
Pubblico – Sviluppatori e hobbisti, ingegneri
EsempiArgon, Boron

Hardware di produzione – Moduli di produzione di massa (MPM)

I moduli di produzione sono ottimizzati per l’impiego in un prodotto di produzione di massa, non per lo sviluppo, destinati ad un impiego continuativo per 5-10 anni in ambienti ostili e piccoli spazi. Questi prodotti hanno poca utilità fino a quando non vengono integrati nel prodotto finale.

Uso previsto – Impiego in un prodotto di produzione di massa
Caratteristiche – Certificazione, garanzia e supporto, robustezza ambientale, ottimizzazione per dimensioni e riproducibilità
Pubblico – Aziende che producono prodotti di massa
EsempiSerie E

Per il vostro progetto IoT inizierete ragionevolmente utilizzando un qualche kit di sviluppo per mettere in funzione il primo prototipo. Ma dopo aver provato il concept passerete alla fase di produzione dei necessari moduli/componenti per garantire implementazioni a lungo termine.

5. Costruire il primo prototipo del progetto IoT

Lo sviluppo di un prototipo vi permette di identificare i parametri minimi necessari per il vostro progetto IoT prima della sua piena implementazione. Per creare un prototipo completo, che simuli correttamente i componenti più importanti del prodotto finale, è necessario porsi le seguenti domande:

    • Posso convalidare il caso d’uso in analisi misurando accuratamente i dati che sto analizzando ?
    • Quali caratteristiche e dati sono più importanti per il successo dell’iniziativa ?
    • Quali sono i requisiti di progettazione più costosi e impegnativi ?
    • Ci sono caratteristiche del progetto che passeranno inosservate e non utilizzate ?
  • Quali sono i requisiti che il progetto non soddisfa e quanto ciò è problematico ?

Ma in realtà, quando si tratta di prototipazione, non c’è una tabella di marcia predefinita da seguire. Se non si ha familiarità con lo sviluppo del prodotto  questo processo può essere veramente impegnativo. Tuttavia sono disponibili in rete innumerevoli risorse per ottenere ispirazione e supporto da veri esperti dell’IoT:

Particle Community – La comunità offre un team di esperti dell’IoT che possono rispondere a qualsiasi domanda o dubbio relativa al vostro progetto.
Hackster.io – Offre una comunità di sviluppo per l’apprendimento e la costruzione di un progetto IoT. Potrete trarre ispirazione dalle migliaia di progetti descritti sul loro sito web.
Adafruit – E’ il luogo ideale per iniziare ad imparare qualcosa sui progetti IoT. Offrono una miriade di risorse, hardware e guide per aiutarvi ad iniziare.
Stackoverflow – Anche se principalmente per programmatori, Stackoverflow ha una grande comunità di supporto che può rispondere alle vostre domande relative all’IoT.

6. Identificare un partner IoT (cioè determinare le vostre capacità e ciò che vi manca)

Questo passo ha una collocazione variabile e potrebbe essere necessario completarlo prima ancora di iniziare a costruire il primo prototipo. Indipendentemente da ciò, se state progettando di sviluppare un progetto IoT di produzione, potrebbe essere necessario trovare un partner o esperti di settore che possano aiutarvi a realizzare il vostro prodotto.

Secondo un sondaggio Cisco (del 2017) oltre il 60% degli intervistati ha ammesso di aver sostanzialmente sottovalutato la complessità della gestione delle proprie iniziative IoT. Dato ancora più allarmante è che lo stesso sondaggio ha anche rilevato che il 75% dei progetti  IoT auto-gestiti è stato considerato un fallimento.

Tuttavia lo stesso sondaggio Cisco ha rilevato che la maggior parte delle Aziende che invece consultano esperti del settore durante l’intero ciclo di vita del progetto lo terminano in tempo, mentre le Aziende che procedono da sole spesso superano i tempi inizialmente pianificati e scoprono di non avere le competenze interne necessarie per mantenere il progetto in vita. E purtroppo nel momento in cui le Aziende si rendono conto di aver bisogno di competenze aggiuntive sono già in una fase avanzata del processo di sviluppo, rendendo la rilavorazione esponenzialmente più costosa.

Per implementare con successo un prodotto IoT è anche necessario valutare le competenze necessarie per realizzarlo. Di seguito un breve elenco dei più importanti set di competenze necessari per completare un progetto IoT:

Competenze di Embedded Firmware: Gli ingegneri di embedded firmware sviluppano e implementano il contenuto riprogrammabile (firmware) che viene elaborato sui dispositivi elettronici. Si può pensare al firmware come al sistema operativo che consente ai dispositivi integrati di eseguire le loro funzioni di base. Un ingegnere  esperto di embedded firmware può aiutarvi a definire e realizzare correttamente un’architettura firmware stabile progettata per sistemi chiusi.

Competenze in Ingegneria Elettronica: Ingegneri elettronici progettano, sviluppano, testano e supervisionano la produzione di apparecchiature elettriche. Sono esperti delle migliori pratiche DFM (design for manufacturing) e possono aiutarvi a progettare un prototipo di circuito stampato con i componenti più performanti e meno costosi.

Competenze di Ingegneria Meccanica: Il vostro ingegnere meccanico è il responsabile del funzionamento fisico del  dispositivo, in termini di come si interfaccia con eventuali altri sistemi meccanici e, potenzialmente, con gli utenti umani.

Competenze nel processo produttivo: Quando distribuite un dispositivo IoT sul mercato avete bisogno di un responsabile della produzione che vi aiuti a trovare il modo di ottimizzare i costi di realizzazione dell’hardware.

Competenze nel processo di test: I collaudi richiedono esperienze e competenze diverse dalla produzione,  l’implementazione di metriche di test di qualità è un lavoro a se stante.

Conclusioni

Il successo di un progetto IoT richiede un’analisi accurata ed una pianificazione approfondita. Le Aziende che non svolgono le loro ricerche e non attuano valide strategie di implementazione dovranno affrontare sfide aggiuntive e complicazioni, che spesso portano a risultati insoddisfacenti.

Per avviare un progetto IoT di successo nella vostra Azienda è necessario innanzitutto capire come funziona la tecnologia e cosa può fare per voi. Ogni settore è servito al meglio da un insieme unico di applicazioni e strumenti per l’IoT ed un buon partner tecnologico specializzato vi aiuterà a determinare le vostre esigenze specifiche, definire le vostre aspettative ed evitare le insidie in cui incorrono le Aziende che tentano di implementare progetti IoT in autonomia.

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