SEI - Smart supervisor for Energy efficiency optimization of Industrial processes

REGIONE PUGLIA PO FESR 2007 - 2013
PROGRAMMA PLURIENNALE DI ATTUAZIONE PERIODO 2007-2013
Asse I – Promozione, valorizzazione e diffusione della ricerca e dell’innovazione per la competitività
Azione 1.1.3: Aiuti alle nuove imprese innovatrici che investono in ricerca e sviluppo.
Aiuti alle piccole imprese innovative di nuova costituzione

OBIETTIVi

Efficientamento energetico continuativo

 

Riduzione dei costi di esercizio

 

Ottimizzazione investimenti in conto impianti

 

Valutazione online dei KPI

Soluzione

SmartSupervisor

Il sistema di supporto decisionale di Idea75

RISULTATI

6

impianti gestiti da SmartSupervisor

+3.100

equipment controllati

+3.800 k€

investimenti effettuati grazie al supporto decisionale

-1.100 k€

di consumi energetici

 
Real time iiot dashboard
 
Obiettivi
L'obiettivo del progetto è stato realizzare un sistema innovativo di decision support per l’efficientamento energetico continuativo e la manutenzione predittiva di impianti industriali energivori per:

 

ridurre i costi di esercizio

  • con minori consumi energetici,

  • con minori occorrenze dei fermi impianti non programmati,

 

ottimizzare gli investimenti in conto impianti

  • valutazione online dei KPI di efficienza delle parti/linee dell’impianto,

  • condivisione e certificazione dei dati per interventi in project financing da parte di ESCo, istituti di credito e/o bandi pubblici di cofinanziamento.

Plansichters del reparto macinazione controllati da SmartSupervisor

 
soluzione
Idea75 ha sviluppato SmartSupervisor, un cluster di calcolo distribuito progettato seguendo un approccio architetturale in grado di garantire grande flessibilità e modularità per aderire perfettamente alle tecnologie abilitanti dell'Industria 4.0.
Il cluster di calcolo è basato sul dispositivo SmartProcessor, un SBC (Single Board Computer) di dimensioni compatte incapsulato in un enclosure di tipo "USB form factor".
Il firmware degli elaboratori SmartProcessors è dotato di uSS (micro SmartScada) e uIOES (micro IOES), due algoritmi di System Identification-Optimization e Decision Support finalizzati all’efficienza energetica degli impianti industriali e opportunamente ottimizzati per la gestione di una singola macchina (equipment).

SmartSupervisor: il cluster di SmartProcessors

Ogni SmartProcessor è associato a un equipment

SmartSupervisor acquisisce informazioni dal campo e da altri sistemi di alto livello. Il sistema è interamente gestibile da remoto

 
risultati
SmartSupervisor:
  • è installato in 6 impianti del Gruppo Casillo, dislocati fra Corato, Altamura e Lucca;

  • monitora e gestisce 3196 equipment;

  • ha permesso di ottenere il 7% di risparmio attraverso la riduzione di consumi energetici, costi di manutenzione e ottimizzazione della produzione;

  • ha portato alla riduzione dell’EnPI del 4,48% rispetto al valore di baseline del 2013;

  • si è dimostrato un investimento efficace con un IRR (tasso interno di rendimento) pari al 41% e un ROI del 121% (valutati in quattro anni).

Tipologie di equipment monitorati

Installazioni di SmartSupervisor

 
PUBBLICAZIONI, ARTICOLI E PREMI

GRASPA 2015 (biennial conference of the Italian Research Group for Environmental Statistics): “Energy-efficiency optimization of the biomass pelleting process by using statistical indicators”

June 14, 2015

Biomass pelleting process strongly depends on a number of variables hard to be simultaneously controlled. This paper suggests a method to ensure pellets moisture optimization and process energy saving. An experimental testbed was arranged in order to validate the performance of the proposed strategy. It is based on a closed-loop control system that regulates material moisture and flow rate, but its robustness is affected by the control-loop delay (the actuator delay is about 10 minutes) and by the random arrangement of the pellets inside the cooler that strongly affects product moisture (the measurement errors are not negligible). To overcome those problems, a robust statistical approach was adopted to reach the best tradeoff between estimation accuracy and computational effort. It was derived by the well known Random Close Packing model and statistical estimator. Experimental results prove the effectiveness of the proposed approach that provides moisture errors less than 7.2% with a continuous limitation of energy consumption.

Giuseppe L. Cascella, Davide Cascella, Francesco Cupertino, "Energy Metering Optimization in Flour Mill Plants for ISO 50001 Implementation," 2016 IEEE Workshop on Environmental, Energy, and Structural Monitoring Systems, Bari, Italy, 13-14 June 2016

June 12, 2016

This paper proposes an innovative strategy to optimize the energy metering in large and energy-consuming plants such as industrial flour mills. The proposed solution deals with ISO 50001 implementation which represents a critical challenge for many companies because the benefits due to improvements in energy management could be potentially canceled by the costs of an Energy Management System (EnMS). In particular, the Key Performance Indexes (KPIs) monitoring is a crucial activity for several reasons: it is one of the early activities, it affects the measurement quality of KPIs and it deeply impacts the EnMS requirements and, consequently, the investment valuations. The proposed strategy supports the energy managers in the design of the energy monitoring system suggesting the points of the electrical network to be equipped with sensors and monitored. Moreover, the paper describes the results carried out in a real-world application: the energy sensor network of a 1.2MW flour mill plant sited in Italy has been designed and implemented with the proposed innovative solution.

Lovato Electric: “Per una trasformazione del grano più efficiente” [AUTOMAZIONE INDUSTRIALE n. 240 – marzo 2016]

March 06, 2016

"Fondamentale per raggiungere gli obiettivi di efficienza energetica è una rete di monitoraggio dei flussi energetici basata su strumenti di misura capaci di rilevare in tempo reale e registrare tutte le grandezze utili per qualificare il funzionamento dell'impianto. [...] Determinante per la realizzazione del progetto si è rivelata la collaborazione con l'azienda di progettazione ed engineering Idea75. Il decision support del sistema proprietario Smart Supervisor di Idea75 ha consentito la stima dei KPI più significativi".

Il Sole 24 Ore 24/11/2016: “Assemblee. Il presidente De Bartolomeo: Pronti al livello 4.0. Le tecnologie avanzate trainano l’industria di Bari”

November 23, 2016

"Industria 4.0 deve coinvolgere tutto il tessuto produttivo nazionale e consentire la digitalizzazione non solo delle grandi aziende, ma anche delle Pmi. Un obiettivo bilaterale che a Bari ha già molti buoni esempi. Come il gruppo Casillo (azienda leader nel settore del grano e delle farine) che opera in collaborazione strategica con la start-up Idea75, nata nel 2014, che propone soluzioni per l'ottimizzazione dei processi, l'efficientamento di impianti ed il monitoraggio/controllo di impianti industriali di aziende energivore."

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KEYWORDS

SmartScada

SmartProcessors

uSS

uIOES

Decision Support System

Energy Efficiency

Industry 4.0

Milling plants

Parallel computing

Distributed computing

Cluster

stakeholders & Credits

Giuseppe Leonardo Cascella, PhD

PROJECT COORDINATOR

Idea75

laurea con lode e PhD in Ing. Elettrica @Politecnico di Bari (IT)

EU Marie Curie Fellow @Nottingham University (UK)

40+ pubblicazioni internazionali

30+ progetti industriali e R&D

Francesco Cupertino, Full Professor

SCIENTIFIC DIRECTOR

Politecnico di Bari

laurea con lode e PhD in Ing. Elettrica @Politecnico di Bari (IT)

Professore Ordinario di Macchine ed Azionamenti Elettrici @Politecnico di Bari

Responsabile Scientifico @Energy Factory Bari

100+ pubblicazioni internazionali

Regione Puglia

Ente finanziatore

Ente finanziatore e promotore del Programma Operativo FESR 2007-2013 per la valorizzazione e diffusione della ricerca e dell'innovazione per la competitività regionale.

Puglia Sviluppo

Responsabile misura agevolativa

Puglia Sviluppo gestisce buona parte degli strumenti regionali di incentivazione per le imprese in qualità di organismo intermedio della Regione Puglia o di gestore diretto degli strumenti finanziari.

gruppo-casillo.png

Casillo Group

Il Gruppo Casillo, con una capacità di macinazione e movimentazione di oltre 2 milioni di t/annue di grano, rappresenta uno dei maggiori “Market Maker” del mondo nel settore del grano duro.

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