Cavenago, 12 Novembre 2015
@ANIEnergia | #industriaefficiente
Industry 4.0:
dall’efficienza energetica alle
tecnologie intelligenti
ANIE | chi siamo
ANIE Federazione è una delle maggiori organizzazioni di categoria del sistema
confindustriale per peso, dimensioni e rappresentatività.
Ad ANIE aderiscono oltre 1.200 aziende del settore elettrotecnico ed elettronico.
Il settore occupa 410.000 addetti con un fatturato aggregato (a fine 2014) di 55 miliardi
di Euro. Le aziende associate, fornitrici di sistemi e soluzione tecnologiche
all’avanguardia, sono espressione dell’eccellenza tecnologica del made in Italy, risultato
di importanti investimenti annui in Ricerca e Innovazione.
Dai settori ANIE proviene il 30% della spesa privata in Ricerca e Innovazione investita
ogni anno
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Ripartizione per settore dei consumi
energetici finali in Italia
Fonte: MiSE
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Potenziale risparmio di energia con le
soluzioni di efficienza nell’industria italiana
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Fonte: PoliMi-ANIE
I driver decisionali che motivano le imprese a
investire in efficienza energetica
Fonte: PoliMi
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Barriere agli investimenti in efficienza
energetica nelle imprese
Fonte: PoliMi
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Gli attori del
«movimento»:
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Motori elettrici
Inverter
Trasformatori
Organi meccanici
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Motori elettrici | Classi di efficienza
high
efficiency
IE4 Super
Premium Efficiency
NEMA Premium
Plus IESA (IE4)
IE3 Premium
Efficiency
NEMA Premium
IESA (IE3)
Grade 1
Grade 2
EFF 1
IE2 High
Efficiency
EPAct (IE2)
Grade 2
Grade 3
EFF 2
IE1 Standard
Efficiency
EFF 3
low
efficiency
Voluntary
Agreement
(Europa)
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Grade 1
Grade 3
Regolamento 640/2009/CE
IEC-motors
(international)
EISA
NEMA-motors
(USA, CAN,
MEX)
GB 18613-2006
(China)
GB 186132012?
(China)
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Motori elettrici | risparmio ed efficienza
Motori bassa tensione in tutte le applicazioni!
Sostituzione motori guasti
E’ quasi sempre conveniente sostituire i vecchi motori guasti con un nuovo motore ad
alto rendimento
risparmio energia 5 ÷ 15% payback ~ 1 ÷ 2 anni
Sostituzione motori funzionanti
risparmio energia 5 ÷ 15% payback ~ 1 ÷ 3 anni
Osservazioni
Tempi di payback interessanti soprattutto oltre 3.000 h/anno di funzionamento
Maggiori opportunità sotto i 110 ÷ 160 kW e su motori riavvolti
Priorità a motori standard dove la sostituzione è più semplice
Verifica eventuale sovradimensionamento
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Nuovo regolamento EU per i trasformatori
Eco design Directive 2009/125/EC e relativi regolamenti che
vietano la circolazione nello Spazio Economico Europeo di
prodotti poco efficienti (es regolamento 640/2009 sui motori
elettrici ad alta efficienza)
Trasformatori: è stato emanato il Regolamento 548/2014 che
vieterà l’immissione nel mercato dal 1 luglio 2015 di trasformatori
con perdite superiori a quelle indicate nelle tabelle.
Entro il 2017 la Commissione Europea raccoglierà e valuterà i dati
relativi ai trasformatori messi in servizio dopo il 1 luglio 2015 per
confermare i valori riportati nella fase 2 al 2021 o definire nuovi
congrui valori applicabili.
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Nuovo regolamento EU per i trasformatori
I normali interventi per ridurre le perdite consistono principalmente
nel ridurre:
l’induzione per le perdite a vuoto;
la densità di corrente per le perdite a carico.
Per rientrare nei valori di perdite definite dal regolamento é inoltre
possibile l’adozione di lamierini a minore perdita che permettono di
contenere massa e dimensioni del trasformatore
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Il passato è importante
per avere il corretto presente
William Shockley
Il transistor
1947
Le prime 3
rivoluzioni
industriali sono
state generate
da grandi
innovazioni
tecnologiche
Werner v. Siemens
Principio della
dinamo elettrica
1866
James Watt:
La macchina
a vapore
1769
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Il passato è importante
per avere il corretto presente
William Shockley
Il transistor
1947
Werner v. Siemens
Principio della
dinamo elettrica
1866
E la
quarta ?
James Watt:
La macchina
a vapore
1769
Gordon Moore –
µP Integrato?
Bill Gates –
PC SW?
Bob Kahn –
TCP/IP?
Tim Berners-Lee Internet?
Tutti questi?
Nessuno di questi?
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Caratteristiche comuni nei plant produttivi,
secondo il concept di «Industry 4.0»
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Caratteristiche comuni nei plant produttivi,
secondo il concept di «Industry 4.0»
Impastare
100 quintali
Servono
panettoni al
cioccolato !
Predisporre
la polvere
di cioccolato !
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Caratteristiche comuni nei plant produttivi,
secondo il concept di «Industry 4.0»
Ho bisogno
di 5 blister
Io ne ho
bisogno solo
di 2
Hey, l‘ordine del
Beauty Shop „K“
deve
essere il primo !
Courtesy ZVEI
Per favore miscela:
principio attivo,
sostanze emolienti
ed alghe marine
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Ooops, ci sono
un paio di tubetti
non conformi! Bisogna
eliminarli.
„Industry 4.0 ?“
Un progetto per costruire una fabbrica
INTELLIGENTE che possa essere:
• Adattativa e predittiva
• Efficiente (come materiali e persone)
• Ergonomica e sicura
• Interconnessa orizzontalmente (lungo la catena
del prodotto)
• Interconnessa verticalmente attraverso tutti i
processi produttivi
Courtesy ZVEI
mediante Sistemi Cyber-Fisici
(o Sistemi Tecnici intelligenti)
IL PROCESSO VIENE RIBALTATO: la macchina non produce qualcosa di
definito, ma il prodotto dice alla macchina come vuole che sia fatto.
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1. Conosco l’ambiente
in cui opero
La progettazione usa strumenti di modellazione,
algoritmi per la simulazione dei processi in tempo reale
Il costruttore di azionamenti deve poter offrire le
caratteristiche dei consumi energetici dei drive e
dei trasportatori che ha dimensionato,
I profili di moto negli Smart Drive dovranno essere
automaticamente ottimizzati con l’obiettivo di assicurare
l’efficienza energetica attesa in fase di progetto
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2. Coniugo la Meccatronica
in modo trasversale
L’elettronica permette di utilizzare motori più piccoli,
motorizzazioni con meno varianti, una maggior facilità d’uso;
 lo sviluppo di sistemi intelligenti
protegge oggi le risorse del domani.
L‘uso di “Smart-Device” e di semplici “App” consentono non
solo facilità di gestione, ma una sensibile riduzione dei
costi dei costi di produzione per un mercato sempre più
aggressivo ed in forte evoluzione.
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Fattori di influenza del Life-Cycle Cost
LCC
Costi di
acquisizione
• Prezzo di acquisto
• Ingegneria
• Installazione
• Training
• Trasporto
• …..
Costi operativi
• Manodopera
• Acqua/energia/
combustibili
• Materiali di
consumo
Manutenzione
preventiva e/o
predittiva
• Manodopera
• Materiali
• Riparazioni
• Mancata
produzione
• Mancata
produzione
• Gestione rifiuti
• …..
Manutezione a
guasto
Costi di
conversione
• Manodopera
• Costi di
conversione
• Materiali
• Riparazioni
• Mancata
produzione
• …..
• …..
• Smantellamenti
• Riciclaggio e
ristoccaggio dei
materiali
• Pulizia
• Gestione rifiuti
• …….
Il costo complessivo di un investimento o, più
costruttivamente, il suo Valore Presente Netto dipende da
molte voci, oltre che dal costo di acquisto.
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Il profilo di
Motion
Descrizione
macchina
progettazione
integrata
Dimensionamento
Energy
Invest
Life cycle
> 50.000h
Start up +
Service
Ottimizzazione
Analisi energetica
Documentazione
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Cosa occorre garantire, quindi:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Approccio a sistemi „aperti“
Calcolo „cloud“ sicuro
Reti con nodi idealmente wireless a basso costo
Sensori da campo economici
Standardizzazione di prodotto
Livelli di Sicurezza aumentata
Architettura modulare e ripetibile con facilità
Riduzione dei quadri elettrici
Configurazione innovativa, con Smart-phone
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Conclusioni
Prodotti
Servizi
+
Risparmio energia
=
:
 Motori
 Rilevazione consumi
 Drive
 Ottimizzazione design
 Engineering Tools
 Analisi meccatronica
 Field bus
 Interconnessione
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Benefici:
 < dimensioni
 < peso installazione
 Tecnologia Safety integrata
 < costi installazione e
service
 Recupero e bilancio
energia
 < consumo energetico
Grazie per l’attenzione