Progetto EMSM: gestione energetica e manifattura sostenibile nelle fabbriche

Il contributo di One Team al progetto ECOFACT

Nel contesto di ECOFACT, un progetto di Ricerca & Innovazione (R&I) da 12.3 milioni di euro finanziato dal programma Horizon (2020) dell’Unione Europea, One Team ha contribuito alla realizzazione di un CEN Workshop Agreement (CWA) – cioè, un documento pre-normativo per la Commissione Europea.

Il documento definisce una metodologia per l'implementazione di progetti per la gestione energetica e la manifattura sostenibile nelle fabbriche di organizzazioni industriali – dall’inglese “Energy Management and Sustainable Manufacturing (EMSM) project in factories of industrial organizations”. L’obiettivo è migliorare le prestazioni energetiche e di manifattura sostenibile, ottimizzando l’uso delle risorse e riducendo l’impatto ambientale. Il documento si basa non solo sulle esperienze maturate in ECOFACT, ma anche su quelle del progetto E2COMATION – anch’esso finanziato dall'UE.

 

Consultazione e osservazioni al documento

La bozza del CWA è recentemente stata pubblicata sul sito web del Comitato Europeo di Normazione (CEN) e del Comitato Europeo di Normazione Elettrotecnica (CENELEC) e sarà commentabile fino al 10 marzo attraverso un apposito form: Draft CWA for comment: Energy Management and Sustainable Manufacturing (EMSM) project in factories of industrial organizations - CEN-CENELEC. Se costruttive, le idee proposte saranno integrate nel CWA prima della sua pubblicazione finale.

 

Obiettivo del documento CWA

Redatto grazie al coordinamento dell’Ente Spagnolo di Normazione (UNE), il documento stabilisce i requisiti per sviluppare un progetto per la gestione energetica e la manifattura sostenibile (EMSM) in qualsiasi organizzazione industriale (indipendentemente dal settore). Include criteri per la definizione delle misure di miglioramento, la verifica delle prestazioni e la valutazione economica.

 

Requisiti

1. Definizione delle misure di miglioramento: identificazione delle aree di intervento e delle risorse necessarie per intraprendere azioni mirate.
2. Studio tecnico preliminare: valutazione della fattibilità delle misure attraverso analisi tecniche e finanziarie.
3. Indicatori chiave di prestazione (KPI): utilizzo di parametri specifici per misurare i miglioramenti energetici, ambientali e di gestione ed uso di risorse in un progetto EMSM.
4. Piano di misurazione e verifica: definizione di una metodologia di monitoraggio dei risultati rispetto ai dati di riferimento.
5. Analisi dei miglioramenti: valutazione dei progressi raggiunti rispetto ai KPI.
6. Approccio economico: approvazione della sostenibilità economica delle azioni implementate nel progetto EMSM.
7. Documento di progettazione EMSM: raccolta documentata tutti i dati relativi al progetto per garantire trasparenza e replicabilità.

 

Indicatori di prestazione (KPI)

I KPI si suddividono nello specifico in tre categorie principali.

• KPI energetici: consumo e risparmio energetico, utilizzo di fonti d’energia rinnovabili;
• KPI ambientali: impronta di carbonio, consumo idrico, impatto ambientale complessivo;
• KPI di gestione delle risorse: efficienza produttiva, utilizzo delle materie prime, qualità manifatturiera e costi di produzione.

 

Digital Twin Platform (DTP)

Le funzionalità della Digital Twin Platform (DTP) sviluppate in ECOFACT da One Team sono state riprese nel CWA come strumento esemplificativo per la realizzazione di un progetto EMSM. In particolare, questa piattaforma web funge da sistema di gestione delle risorse e dell’energia della fabbrica – “Energy and Resource Management System (ERMS)” – e si presenta come uno strumento in grado di supportare il controllo di determinati KPI.

 

 

I gemelli digitali industriali (“industrial digital twin”) della DTP consistono in modelli 3D avanzati di linee di produzione e macchinari che integrano al loro interno dati di monitoraggio energetici e di altre risorse (sia in tempo reale che come informazione storica): per esempio energia elettrica e termica, gas naturale, acqua ecc. Ulteriori parametri riguardanti la performance di macchinari specifici sono accessibili dalla DTP: come temperatura, pressione, tempo di funzionamento ecc.

Il modulo di monitoraggio della DTP è associato ad uno di simulazione ed ottimizzazione che, in base allo scenario industriale, offre un vasto set di tool.

• Flessibilità energetica: come ottimizzatore di produzione programma la produzione settimanale di una linea di packaging, riducendo i tempi changeover tra un tipo di prodotto e l’altro (con conseguenti benefit in termini di uso energetico ed emissioni di CO₂); come ottimizzatore energetico pianifica invece la produzione di energia termica ed elettrica della fabbrica, minimizzando i costi della spesa energetica e gestendo al meglio gli asset energetici dell’impianto.
• Manutenzione predittiva: riduce i costi di manutenzione stimando il tempo di vita utile rimanente dei macchinari impiegati.
• Disaggregazione energetica industriale per prodotto: stima il consumo di risorse (come acqua, gas naturale ed energia termica o elettrica) disaggregandolo per il tipo di prodotto.
• Simulazione del flusso di materiali: prevede il volume di produzione col relativo consumo energetico.
• Programmazione e pianificazione della produzione: minimizza l’impatto ambientale simulando e migliorando l’organizzazione della produzione.
• Simulatore energetico: simula il comportamento di sistemi industriali complessi come il raffreddamento del mosto.

 

In conclusione, l’approccio EMSM proposto fornisce un framework strutturato per migliorare l’efficienza energetica e la sostenibilità delle industrie. L'adozione di questo modello consente di ottimizzare i costi, ridurre le emissioni e migliorare in generale la competitività aziendale.