emanuela pala: internet of things & smart agriculture

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Internet of Things & Smart Agriculture 10 Settembre 2015 Emanuela Pala SeniorAdvisor, Osservatorio Internet of Things School of Management Politecnico di Milano [email protected]

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Page 1: Emanuela Pala: Internet of Things & Smart Agriculture

Internet of Things &Smart Agriculture

10 Settembre 2015

Emanuela PalaSeniorAdvisor, Osservatorio Internet of ThingsSchool of Management – Politecnico di Milano

[email protected]

Page 2: Emanuela Pala: Internet of Things & Smart Agriculture

www.osservatori.netInternet of Things & Smart Agriculture 10 Settembre 2015

1. Introduzione all'Internet of Things

2. Il ruolo dell'IoT nel settore agroalimentare

3. L'IoT per la Smart Agriculture

4. Il valore di soluzioni Smart Agriculture

Agenda

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SMART =• Standard

tecnologici aperti• Accessibilità dati

/ raggiungibilità oggetti

• Multifunzionalità

L’espressione Internet of Things descrive un percorso (già avviato) nello sviluppo tecnologico in base al quale, attraverso la rete Internet, potenzialmente ogni oggetto

della nostra esperienza quotidiana acquista una sua identità nel mondo digitale

Oggetti intelligenti (Smart objects)

SMART =• Identificazione• Localizzazione• Diagnosi stato• Metering• Sensing• Attuazione• Elaborazione • Comunicazione

Reti intelligenti (Smart networks)

Internet of ThingsLa definizione di riferimento

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Smart Metering & Smart Grid

Smart City & Smart Environment

Smart Home & Building

eHealthSmart Logistics

Smart FactorySmart Agriculture Smart AssetManagement

Smart Car

Internet of ThingsUn paradigma dai numerosi ambiti applicativi

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Fonti: Ricerche pubblicate nel 2014 riferite al mercato globale

“Total global M2M connections will more than treble from 106.4 million in 2012 to 360.9 million in 2018, at a CAGR of 22.6%" (Ovum, January2014)

“The worldwide IoT install base will see a compound annual growth rate of 17.5 percent from 2013 to 2020, and will encompass billions of connected devices in the world of "third platform" technologies” (IDC, June 2014)

“Smart Home services are set to reach a global market value of $71 billion by 2018, rising from $33 billion last year” (Juniper Research, February2014)

“The global Smart Cities market is expected to reach a value of USD 1,265 billion by 2019, growing at a CAGR of 14.0% from 2013 to 2019” (Trasparency Market Research, October 2014)

“The wireless M2M market will account for $196 Billion in revenue by the end of 2020, following a CAGR of 21% during the six year period between 2014 and 2020" (MarketWatch, September 2014)

“The US accounted for 35 million connections or 19 percent of all global M2M connections at the end of 2013, a figure that is expected to reach 41 million in 2014” (GSMA, September 2014)

Internet of ThingsLe dimensioni del fenomeno

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Mission:� Generare e condividere conoscenza sull’Internet of Things e contribuire allo

sviluppo del mercato italiano

Ricerca•Sviluppare analisi e ricerche che aiutino i player a comprendere il

fenomeno dell’Internet of Things (ambiti applicativi, evoluzione tecnologica, benchmark internazionale, struttura della catena del valore, analisi dei consumatori, normativa, etc.)

Comunicazione•Creare cultura e diffondere la conoscenza sui temi dell’Internet

of Things presso le aziende del settore e i potenziali utenti (organizzazioni pubbliche e private, consumatori)

Community•Creare occasioni di incontro e di confronto tra i principali player che

compongono questo mercato in un contesto pre-competitivo con l’obiettivo di promuovere lo sviluppo del mercato stesso

OBIETTIVI

L'Osservatorio Internet of ThingsMission e Obiettivi

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0,0

1,0

2,0

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9,0

2010 2011 2012 2013 2014

La diffusione dell’IoT in Italia nel 2014Gli oggetti connessi tramite rete cellulare

+13%

3,4mln

3,9mln

+25%

5,0mln

+20%

6,0mln

Num

ero

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rete

cel

lula

re

(mili

oni)

8,0mln

+33%

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Il mercato dell’IoT in Italia nel 2014Il fatturato generato dalle soluzioni ‟cellular”

0

200

400

600

800

1.000

1.200

2012 2013 2014

Mili

oni d

i eur

o

810mln

900mln

+11%

1,15mld

+28%

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Il mercato IoT 2014 in Italia - Rete cellulareIl confronto diffusione – valore di mercato

Mercato = 1,15 mld€

Smart Car

4%1%

Smart Home & Building

Smart Metering & Smart Asset Management (Utility)

Smart LogisticsSmart Asset ManagementSmart City & Smart EnvironmentAltro

14%

23%

38%

16%

4%

Diffusione = 8,0 mln

5%

8%2%1%

8%

55%

21%

Smart Car e Smart Home & Building rappresentano, con pesi diversi, oltre il 60% in

termini di diffusione e valore di mercato

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Il mercato IoT 2014 in ItaliaL’estensione della stima: il valore totale

0

200

400

600

800

1.000

1.200

1.400

1.600

Mercato basato surete cellulare

Mercato IoT totale

Mili

oni

Mili

oni d

i eur

o

1,15mld

1,55mld

400mln

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www.osservatori.netInternet of Things & Smart Agriculture 10 Settembre 2015

Smart Logistics: soluzioni per la tracciabilità di filiera, la protezione del brand e

il monitoraggio della catena del freddo, per la sicurezza in poli logistici complessi

e per la gestione delle flotte (tracciabilità del mezzo e delle sue condizioni)

Smart Agriculture: applicazioni per il monitoraggio di parametri microclimatici a

supporto dell’agricoltura per migliorare la qualità dei prodotti, ridurre le risorse

utilizzate e l’impatto ambientale

Principale tecnologia

abilitante: RFId

Principale tecnologia

abilitante: WSN

Sistema base

Tag Antenna Reader HW/SWMiddleware

Applicationlayer

Sensori Nodo wireless

IoT nel settore agroalimentareGli ambiti prevalenti

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Smart AgricultureLe principali funzionalità

Smart Agriculture

Agricoltura di precisione

Gestione delle risorse utilizzate

Gestione delle tecniche agricole

• Monitoraggio delle condizioni micro-climatiche • Monitoraggio dei parametri della pianta e del suolo • Monitoraggio dei parametri del prodotto

• Gestione delle risorse idriche• Gestione dei fertilizzanti• Gestione dei fitofarmaci

• Supporto al processo di semina• Supporto al processo di coltivazione• Supporto al processo di raccolta

Sens

ing

Act

ing

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Smart AgricultureL'architettura di riferimento

StazioneBase

Cam

po

Cen

tro

di

elab

oraz

ione

Temperatura Umidità

Temperatura UmiditàRadiazioni

Atmosfera

Suolo

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La tecnologia assume un ruolo abilitante, trasversale alle diverse applicazioni

Fertilizzazione

Climatici –Atmosfera

Climatici –Suolo

Coltivazione – Pianta

Temperatura

Umidità

Intensità del vento

Direzione del vento

Intensità delle precipitazione

Radiazioni solari

Pressione atmosferica

Temperatura

Umidità

Crescita diametrale fusto

TrattamentiFitosanitari

Irrigazione

Smart AgricultureL'architettura di riferimento: sensing

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www.osservatori.netInternet of Things & Smart Agriculture 10 Settembre 2015

� Numerose iniziative IoT avviate di recente, atteggiamento positivo e propositivo nei confronti della tecnologia da parte di agricoltori ‟illuminati”

� Diverse le tecnologie abilitanti (reti di sensori, analisi delle immagini), con un buon grado di sviluppo e sinergie potenziali

� Focus sullo sviluppo di modelli agronomici in grado di valorizzare al meglio le informazioni raccolte (data analytics)

Smart Agriculture

Smart AgricultureLo scenario applicativo: una visione di insieme

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www.osservatori.netInternet of Things & Smart Agriculture 10 Settembre 2015

Quanto vale l’impatto derivante

dall’applicazione delle tecnologie IoT a

supporto dei processi agricoli?

Il valore di soluzioni Smart AgricultureLo sviluppo di un modello di stima costi-benefici

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www.osservatori.netInternet of Things & Smart Agriculture 10 Settembre 2015

Sviluppo di un modello di stima costi-benefici per il settore viticolo biologico:

① Identificazione delle attività impattate dalla tecnologia

② Quantificazione dei benefici per ciascuna attività

③ Analisi dei costi di implementazione della tecnologia

Il valore di soluzioni Smart AgricultureLo sviluppo di un modello di stima costi-benefici

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IRRIGAZIONE

FITOSANITARI

FERTILIZZAZIONE

Il valore di soluzioni Smart AgricultureLe principali attività considerate nell'analisi

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52%Quota dei costi diretti oggetto di riduzione a fronte di adozione di soluzioni IoT

Manodopera

Macchine e attrezzi

Mezzi tecnici

Spese generali

Ammortamento

Interessi per anticipi

Costo capitale fondiario

Il valore di soluzioni Smart AgricultureLe principali voci di costo

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7%

18%

34%11%

30%

Fertilizzazione

Irrigazione

Manodopera

Prodotti Fitosanitari

Carburante

Il valore di soluzioni Smart AgricultureLa scomposizione dei costi interessati

*Riferimento ad azienda media di 10 ettari

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20%

30%

40%

FERTILIZZAZIONERiduzione delle sostanze fertilizzanti utilizzate a fronte della maggior accuratezza delle informazioni di cui l’agricoltore può disporre (efficienza)

IRRIGAZIONERiduzione dell’uso della risorsa idricagrazie alla possibilità di conoscere l’effettivo bisogno idrico (efficienza)

TRATTEMENTI FITOSANITARIRiduzione del numero di trattamentigrazie alla possibilità di anticipare o posticipare il trattamento (tempestività ed appropriatezza)

Il valore di soluzioni Smart AgricultureI benefici

*Riferimento ad azienda media di 10 ettari

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4%

15%

37%

12%

32%

37%

Fertilizzazione

Irrigazione

Manodopera

Carburante

*Riferimento ad azienda media di 10 ettari

Prodotti Fitosanitari

Il valore di soluzioni Smart AgricultureLa scomposizione dei benefici

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Sist

ema

base

Unità Gateway GPRS on centralina meteo

Unità ripetitore

Unità nodo wireless

Sens

ori

Pluviometro, intensità e direzione vento con solar shield

Sensore temperatura e umidità aria

Sensore bagnatura fogliare

Sensore crescita diametrale

Umidità del terreno

Prov

ider

Acc

esso

ri

Pannello solare 20W

Regolatore pannello solare

Paleria e supporti sensori meteo

Batteria 65 Ah

Portabatteria

Batterie per nodo wireless

Inst

alla

zio

ne e

se

rviz

i Costi di installazione

Servizi informatici

Software

Il valore di soluzioni Smart AgricultureL’analisi dei costi

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0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

Ann

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Dimensione azienda (ha)

Payback azienda piccola: 3,5 anni

Payback azienda media: 2 anni

Payback azienda grande: 1 anno

Il valore di soluzioni Smart AgriculturePayback time

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L'IoT per la Smart AgricultureConsiderazioni conclusive

� L'IoT rappresenta una interessante opportunità in ambito agroalimentare

� Le numerose iniziative Smart Agriculture avviate sono ancora condizionate però dallo stanziamento di fondi pubblici: necessità comprendere il valore

� Il settore vitivinicolo rappresenta un buon esempio di come l’investimento IoT si ripaghi in fretta

� I benefici di efficienza non solo tuttavia i soli abilitati dall'IoT: sicurezzaalimentare, qualità del prodotto, supporto alla certificazione e comunicazione al consumatore alcuni esempi di non minore interesse

� Fondamentale il ruolo di figure "specialistiche" quali gli agronomi nel raggiungimento dei benefici evidenziati dall'analisi

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Internet of ThingsLe tematiche correlate

Big Data

Modelli di Governance

Modelli di finanziamento

Nuovi modelli di business

Sicurezza

PrivacyInteroperabilità e standard

Regolamentazione