Analisi delle soluzioni di identificazione automatica per tracking di persone ed oggetti (sviluppo software per il settore medico sanitario)

Analisi delle soluzioni di identificazione automatica per tracking di persone ed oggetti (sviluppo software per il settore medico sanitario)

Orientare la strategia di investimento tecnologico grazie ad un’analisi comparativa approfondita delle soluzioni di mercato

CLIENTE:

Azienda leader internazionale nel settore Healthcare

L’esigenza

Il cliente aveva la necessità di integrare sulla propria piattaforma software in ambito healthcare dei sistemi di rilevamento automatico che consentissero di tracciare la presenza o il passaggio in aree definite di persone e di oggetti in diversi scenari.

In virtù della nostra esperienza di lunga data in ambito RFID, argomento di cui ci occupiamo dagli esordi di questa tecnologia, ci è stato richiesto di operare un raffronto tra lo stato dell’arte delle tecnologie di identificazione automatica attualmente presenti sul mercato al fine di individuare quelle che meglio si adattassero agli scenari descritti.

 

Analisi

E’ stato condotto uno studio comparativo iniziale per il raffronto delle caratteristiche delle diverse tecnologie di identificazione automatica approfondendone caratteristiche, vantaggi e svantaggi in relazione alle criticità dell’applicazione specifica.

In particolare sono stati analizzati i seguenti sistemi:

  • BLE (Bluetooth Low Energy)
  • RFID passivo UHF/HF (Identificazione a radiofrequenza)
  • NFC (Near Field Communication)
  • UWB (Ultra Wide Band)
  • BARCODE

Per ognuno sono stati valutati vari parametri di confronto: memoria, densità di dati, interferenze nella lettura in caso di sporco o umido o con oggetti interposti, resistenza agli agenti chimici ed ambientali, sicurezza dei dati, possibilità di lettura multipla, velocità di lettura/scrittura, massima distanza di lettura, protocolli di comunicazione, precisione, presenza/durata delle batterie, costo dei lettori e dei tag, facilità di integrazione con i sistemi in essere.

 

Ricerca soluzioni

A seguito dei risultati dell’analisi comparativa è stata effettuata una ricerca di mercato per individuare i migliori fornitori delle tecnologie sulle quali è ricaduta la scelta, ponendo attenzione al rapporto qualità/prezzo delle soluzioni proposte e all’affidabilità del fornitore.

 

Test

Infine, una volta acquistati i prodotti “vincitori” del benchmark, è stata condotta una campagna di test in un ambiente che riproduceva il campo di applicazione reale durante la quale si è rilevato l’andamento della potenza del segnale ricevuto e l’efficacia della lettura simulando diversi scenari. 

Abbiamo prodotto un report dettagliato con tutte le valutazioni effettuate.

L’esito dei test effettuati ha consentito al cliente di orientare la propria strategia di business riguardo ai sistemi in oggetto.

 

Vuoi sviluppare un processo di system integration o di progettazione elettronica?

Operiamo a Pistoia, Firenze, Prato, Pisa, Livorno, Bologna, Piacenza, Milano e in tutta Italia

La testimonianza

“Questo lavoro di consulenza e valutazione delle soluzioni di mercato ha permesso al nostro cliente di orientare le proprie scelte selezionando la tecnologia più opportuna per l’esigenza specifica”

Ing. Lisa Morassi

Co-founder Kiwibit

La richiesta

  • Benchmark sulle tecnologie di identificazione automatica per applicazione in ambito healthcare

Il nostro contributo

  • Analisi dello stato dell’arte della tecnologia, ricerca delle soluzioni di mercato, prove in campo

Tecnologie usate

  • BLE (Bluetooth Low Energy)

  • RFID passivo UHF/HF

  • Barcode

Risultati raggiunti

  • Indicazioni per la strategia di business del cliente

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Smart Pallet: come abbiamo limitato l’errore umano e migliorato l’esperienza lavorativa degli operatori con un sistema economico di facile manutenzione

CLIENTE:

El.Co. Soc. Coop.

L’esigenza

El.Co. Soc. Coop. annovera tra le sue principali attività quella di assistenza su apparecchiature industriali, organizzata su più linee dedicate alla riparazione delle schede elettroniche. 

In ogni postazione, durante la lavorazione le schede elettroniche esaminate, dotate ognuna di codice a barre con serial number univoco, vengono collocate in pallet di riferimento in base al tipo di scheda, allo stato di lavorazione e all’esito della riparazione. 

Il cliente necessitava di un sistema di controllo che permettesse agli operatori di evitare gli errori nel collocamento delle schede nel relativi pallet e contemporaneamente tenere traccia del percorso delle schede all’interno dell’azienda.

Ciò è particolarmente importante per le schede non riparabili che devono essere inviate allo smaltimento: per farle uscire dallo stabilimento è necessario produrre una bolla contenente i serial number esatti. 

Al momento del nostro intervento questa operazione veniva fatta mediante registrazione manuale dei SN su di un file excel che veniva poi inviato, sempre manualmente, per email al responsabile della materia prima.

 

La soluzione

Abbiamo realizzato un sistema integrato semplice ed economico, di facile reperibilità e manutenzione, ma al contempo robusto ed avanzato.

Una postazione costituita da una staffa metallica che sorregge: una centralina elettronica connessa in Wi-Fi sulla rete intranet dell’azienda, un monitor touchscreen sul quale è visualizzata l’interfaccia uomo macchina (HMI) installata sul client che serve all’operatore per interagire con il sistema ed un barcode reader per la lettura dei codici a barre delle schede e del pallet. 

A valle di questa struttura è presente un software lato server che ha lo scopo di:

  • Acquisire ed archiviare, storicizzandoli, i dati letti dal client
  • Gestire la logica di business dell’applicazione che impedisce errori, ripetizioni, inserimenti indesiderati
  • Generare autonomamente il file .csv
  • Inviare automaticamente l’email contenente il file allegato ai responsabili 


Il risultato conseguito è strumento moderno e semplice da usare, user-friendly ed ergonomico, con una filosofia di utilizzo orientata a quella di un semplice smartphone, basata su una grafica accattivante, semplici gestures, messaggi all’utente chiari e un’interfaccia intuitiva, strettamente adattata a tutte le fasi di lavoro. 

In questo modo gli operatori possono controllare in ogni istante di aver eseguito correttamente le loro operazioni, e tutto il processo produttivo è più sicuro e meno soggetto ad errori: gli obiettivi del progetto Smart Pallet.

 

Le modalità del nostro intervento

In fase di analisi abbiamo prodotto dei mockup grafici interattivi per far provare al cliente quale sarebbe stato il look&feel dell’applicazione ed abbiamo definito le user stories, secondo i principi della modalità Agile con cui operiamo, in base alle quali abbiamo poi rilasciato al cliente in fase di sviluppo versioni incrementali del software da testare.

Per fornire al cliente una stima del costo di produzione abbiamo svoluto un’analisi di mercato e scelto i componenti adatti con il compromesso migliore tra prestazioni/qualità/ prezzo ponendo particolare attenzione alla reperibilità dei prodotti nel tempo. 

Infine abbiamo provveduto all’acquisto dei componenti necessari ed alla realizzazione del prototipo e del banco di test.

Durante tutto il processo di sviluppo l’interazione con il cliente è stata continua, in costante allineamento, sia tramite call in remoto che con visite di persona presso la sede operativa.

 

I vantaggi

I vantaggi raggiunti al nostro contributo sono stati:

  • Maggior robustezza nel processo di tracciabilità delle schede all’interno dell’azienda
  • Possibilità di mantenere un archivio, consultabile in ogni momento, dove sono presenti tutti i dati processati in lunghi archi temporali
  • Semplicità nella gestione dei processi di lavoro grazie all’introduzione di una applicazione web

La testimonianza

“Tracciare i Serial-Number delle schede era un problema del nostro processo produttivo.
Smart-Pallet lo ha semplificato, rendendolo intuitivo e a impatto minimo sulla filiera di riparazione.
Anche collaborare con Kiwibit è stato “Smart” proattivi nella progettazione, attenti e efficaci nella fase di debug.
Molto soddisfatto del progetto e della collaborazione” 

Simone Poggesi

El.Co. soc. coop.

La richiesta

  • Progettazione di un sistema integrato per migliorare l’esperienza lavorativa degli operatori ed aumentare la produttività

Il nostro contributo

  • Analisi del progetto, scelta dei componenti e definizione dell’architettura
  • Sviluppo dell’applicazione embedded
  • Realizzazione del prototipo
  • Supporto remoto e in sede nella fase di messa a punto finale

Tecnologie usate

  • Raspberry Pi4 
  • sistema operativo Raspbian
  • Display touchscreen 7”
  • Angular 8 e Node.js
  • Lettore barcode USB

Risultati raggiunti

  • Aumento della produttività
  • Drastica riduzione dell’errore umano
  • Semplificazione ed aumento dell’ergonomicità del processo
  • Progettazione ed implementazione di un prodotto efficiente, flessibile, facilmente configurabile e manutenibile

Vuoi sviluppare un progetto simile per migliorare le performace della tua azienda?

Operiamo a Pistoia, Firenze, Prato, Pisa, Livorno, Bologna, Piacenza, Milano e in tutta Italia

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Inclinometro per veicoli: il nostro servizio completo dall’idea al prodotto finito 

CLIENTE:

Importante realtà industriale italiana

L’esigenza

Il nostro cliente ha vinto una commessa per realizzare un nuovo dispositivo da montare sui veicoli del proprio cliente finale con l’obiettivo di monitorare in real time il pitch&roll del veicolo, ovvero l’inclinazione secondo gli assi di riferimento del piano di appoggio (o piano stradale).

La soluzione

Le attività che ci sono state commissionate prevedevano sia la progettazione elettronica della scheda del dispositivo, lo sviluppo del firmware del microcontrollore da noi scelto e del software di test e collaudo del prodotto finale.
I componenti principali della scheda elettronica oltre al microcontrollore sono stati i sensori MEMS, ovvero un accelerometro a 3 assi e un giroscopio che hanno fornito i dati da analizzare per determinare le inclinazioni del veicolo sui due assi. Il feedback visivo per l’utente è stato realizzato con due indicatori a lancetta pilotati dal micro tramite due motori stepper attraverso un canale di comunicazione seriale I2C.
La sfida del progetto è stata quella di sviluppare un algoritmo di BI che elaborasse i dati dei sensori MEMS riuscendo a discriminare le forze intrinseche dovute al moto del veicolo (accelerazioni e decelerazioni oltre alle accelerazioni centrifughe e centripete in curva) da quelle effettivamente imputate per l’inclinazione del veicolo.
Di fondamentale importanza è stata la fase di messa a punto dell’algoritmo nella quale abbiamo fatto una serie di acquisizioni di dati in campo che ci ha permesso di creare un database sufficientemente ampio da storicizzare i falsi positivi per poterli distinguere dalle situazioni in cui le inclinazioni erano reali. La raccolta dei dati è stata necessaria anche per apportare modifiche all’algoritmo come ad esempio la variazione del modulo del vettore di forza misurato dall’accelerometro in condizioni di zeroG (ovvero senza alcuna forza applicata oltre a quella gravitazionale) al variare degli angoli di orientamento del sensore.

I vantaggi

Tra i vantaggi principali raggiunti con lo sviluppo del nuovo dispositivo abbiamo: 
  • affidabilità della misura. Grazie all’algoritmo implementato la misura non risente delle forze in gioco che non concorrono all’inclinazione del veicolo e che invece solitamente alterano la misura degli analoghi indicatori realizzati con sensori analogici.
  • maggiore sicurezza del veicolo. L’introduzione dello strumento ha aumentato la sicurezza delle persone presenti sul veicolo fornendo un allarme ben visibile in caso di superamento delle soglie di sicurezza.

 

La testimonianza

“Progetto sfidante. L’essere riusciti a isolare i valori di inclinazione dalle altre forze agenti sul moto  del veicolo è stata la parte più complessa del lavoro fatto. Di notevole importanza è stata la fase di acquisizione dati in campo dalla quale siamo riusciti ad ottenere un sufficiente numero di informazioni per ottimizzare l’algoritmo di misura”

Lisa Morassi

Technical & Operation Manager
Kiwibit

La richiesta

  • Progettazione e realizzazione di nuovo dispositivo automotive per il monitoraggio del pitch&roll 

Il nostro contributo

  • Progettazione della scheda elettronica
  • Sviluppo del firmware
  • Prototipazione
  • Marcatura CE
  • Sviluppo della procedura e software di test e collaudo del dispositivo

Tecnologie usate

  • OrCAD per la progettazione schema e layout della scheda
  • linguaggi C e assembler per il firmware
  • C#.NET per il sw desktop di test e collaudo

Risultati raggiunti

  • Affidabilità della misura
  • Maggiore sicurezza del veicolo

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Hi-Tech Implant: come abbiamo migliorato le performance di un apparecchio medicale

CLIENTE:

Importante azienda del settore medicale

L’esigenza

Il nostro cliente produceva il dispositivo utilizzando una scheda di controllo progettata ad hoc molti anni prima. Al momento in cui ci ha contattato il progetto soffriva del fatto che molti componenti della scheda di controllo erano usciti di produzione e, più in particolare, il costruttore del microcontrollore a breve non avrebbe garantito più la produzione del componente. Inoltre l’algoritmo di controllo di coppia del trapano non riusciva ad essere performante su tutto il range di velocità di lavoro della punta (molto ampio da 40 a 40000 RPM).

 

La soluzione

Il progetto si presentava già all’avvio molto sfidante visto che, oltre a quanto già detto, il cliente considerava il prodotto in questione come di punta nella gamma di settore.

Forti delle nostre competenze abbiamo affrontato questo progetto con un approccio conservativo partendo da un’analisi in reverse enginnering sulla scheda esistente. L’obiettivo è stato quello di preservare le parti riutilizzabili del prodotto esistente per minimizzare le modifiche dei processi produttivi, visto che erano completamente sostenuti dal nostro cliente.

Ovviamente è stato necessario cambiare il microcontrollore e la scelta è ricaduta su un PIC Microchip della famiglia 24F dotato di tutte le periferiche necessarie alla gestione del controllo motore, pedaliera, connettività e display grafico in versione con e senza touchscreen.
La particolarità di questo progetto è stata quella di soddisfare la richiesta del cliente di realizzare un’unica scheda che fosse in grado di pilotare sia motori brush che brushless. Nel secondo caso, per soddisfare il requisito di range di velocità da 40 a 40000 RPM e di migliorare il controllo PID esistente è stato necessario scrivere parte del codice in linguaggio Assembler oltre che al linguaggio C utilizzato per il resto del programma.

 

I vantaggi

Tra i vantaggi principali raggiunti con l’introduzione di queste soluzioni sulla scheda Hi-Tech Impant abbiamo: 
  • riduzione dei costi. Oltre il 20% dei costi è stato abbattuto grazie all’utilizzo di componentistica allo stato dell’arte in sostituzione di quella obsoleta.
  • maggiori ergonomia, funzionalità, efficienza e flessibilità del prodotto. L’interfaccia digitale permette una maggiore semplicità di utilizzo per l’operatore
  • migliori prestazioni. Grazie al nuovo algoritmo di controllo PID sulla velocità e coppia dei motori brush e brushless abbiamo reso più fluida la sensazione di utilizzo del trapano da parte dell’operatore eliminando gli scatti della punta presenti nella versione precedente del prodotto.

 

La testimonianza

“L’iniziale fase di reverse engineering ci ha permesso di individuare le criticità del prodotto esistente e le soluzioni da apportare alla nuova versione. Siamo dovuti ricorrere alla nostre competenze di sviluppo firmware in linguaggio macchina per ottenere un driver fluido del motore brushless nell’ampio range di RPM richiesto dal cliente.“

Lisa Morassi

Technical & Operations Manager
Kiwibit

La richiesta

  • Riprogettazione della scheda di controllo di un trapano per implantologia dentale

Il nostro contributo

  • Reverse engineering del prodotto esistente
  • Progettazione della scheda elettronica
  • Sviluppo del firmware
  • Prototipazione
  • Marcatura CE

Tecnologie usate

  • OrCAD per la progettazione schema e layout della scheda
  • linguaggi C e assembler per il firmware

Risultati raggiunti

  • riduzione dei costi
  • maggiori ergonomia, funzionalità, efficienza e flessibilità del prodotto
  • migliori prestazioni

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Come abbiamo portato l’industria 4.0 nel settore dell’edilizia

CLIENTE:

Trimmer

L’esigenza

Trimmer, azienda leader nella progettazione e produzione di macchinari per il trattamento di superfici dal 1979, ci ha chiesto di partecipare al processo di innovazione e restyling in ottica Industria 4.0 di uno dei propri modelli di punta della sua gamma. L’obiettivo era quello di introdurre nuove funzionalità tecnologiche all’avanguardia sulla loro pallinatrice elettromeccanica XT30 dgt. In particolare ci è stato richiesto di progettare e realizzazione la nuova interfaccia uomo-macchina digitale con lo scopo di migliorare il controllo, la precisione e il monitoraggio dei dati raccolti sul macchinario attraverso l’introduzione di nuovi sensori digitali.

La soluzione

In Kiwibit, grazie alle nostre competenze sia di sviluppo software e ingegnerizzazione e industrializzazione del prodotto, abbiamo potuto proporre a Trimmer, azienda dalle alte competenze meccaniche, la possibilità di seguire il processo di innovazione e digitalizzazione della XT30 in modo completo ed efficace.
Dopo una prima fase di analisi benchmark abbiamo individuato il prodotto sul mercato che meglio si adattasse alle esigenze del cliente.
Abbiamo scelto un panel HMI con microprocessore NXP i.MX6 a 582MHz basato su architettura ARM Cortex-A7 dotata di GPIO e periferiche di connettività come Ethernet, Wi-Fi, seriale che ci ha permesso di sviluppare la soluzione nei tempi concordati e avere la predisposizione a rientrare nei parametri dell’Industria 4.0.
Il prodotto, dotato di un housing compatto ed IP65 sulla superficie frontale, ha dato modo al cliente di minimizzare la procedura di montaggio dell’HMI sul macchinario permettendo di adottare una filosofia “plug and play”.

Per quanto riguarda le scelte dell’architettura software, abbiamo optato per una tecnologia Open Source con sistema operativo basato su Linux Embedded, il packet manager Yocto che, grazie alla sua struttura a layers, ci ha permesso di essere flessibili e reattivi verso le esigenze del cliente. Abbiamo infatti potuto generare l’immagine a partire dalla nostra configurazione, una serie di Meta data (o reciepe) presenti nel repository centrale e dal repository del costruttore dell’hardware.
Per quanto riguarda gli strumenti di sviluppo abbiamo optato per le librerie QT (versione 5). Il motivo principale è la capacità di ottimizzazione delle risorse utilizzate dal software che si riesce ad ottenere con questo strumento, oltre alla grande flessibilità dei componenti grafici che ci hanno permesso di creare una GUI moderna, intuitiva e con una grafica accattivante.

I vantaggi

Tra i vantaggi principali raggiunti con l’introduzione di queste soluzioni sulla pallinatrice XT30 dgt abbiamo: 
  • riduzione dei costi. Oltre il 30% dei costi è stato abbattuto grazie all’introduzione dell’interfaccia uomo-macchina e alla scelta di un hardware competitivo
  • maggiori ergonomia, funzionalità, efficienza e flessibilità del prodotto. L’interfaccia digitale permette una maggiore semplicità di utilizzo per l’operatore
  • maggiori informazioni e incremento della produttività. Grazie alla digitalizzazione dell’interfaccia l’operatore riesce a gestire un numero maggiore di informazioni che garantiscono un aumento della produttività 

 

La testimonianza

“Progetto al quale teniamo molto perché esempio di come anche la PMI italiana può implementare il paradigma dell’Industria 4.0 in modo concreto. Un cliente attento alle tematiche di innovazione che porta avanti lo sviluppo tecnologico dei propri prodotti per essere competitivo sul mercato nazionale e aprirsi a nuovi mercati internazionali”

Alessandro Paoli

Business Development Manager
Kiwibit

La richiesta

  • Progettazione e realizzazione interfaccia uomo-macchina digitale su macchinario industriale 

Il nostro contributo

  • Analisi sul mercato del panel computer più idoneo alle esigenze
  • Sviluppo dell’applicazione embadded
  • Supporto nella messa a punto 

Tecnologie usate

  • ARM Cortex-A7 based HMI con micro i.MX6 
  • SO Linux Embedded con Yocto packet manager
  • librerie QT5
  • linguaggio di programmazione C++

Risultati raggiunti

  • riduzione dei costi. 
  • maggiori ergonomia, funzionalità, efficienza e flessibilità del prodotto. 
  • maggiori informazioni e incremento della produttività.

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