Fusione tra automazione di edifici e produzione Abbinamento dei settori dell'automazione di fabbrica e della tecnologia degli edifici, per un controllo pilota della produzione ad efficienza energetica presso la sede di Bad Pyrmont.
Fabbrica ed edificio collegati in rete
Lo stabilimento, costruito nel 1996, è cresciuto notevolmente negli ultimi anni. La sfida consisteva nell'implementare cambiamenti in termini di digitalizzazione, maggiore efficienza e sostenibilità con gli impianti in funzione. Phoenix Contact ha lanciato questo nuovo approccio nel 2017 come parte di un progetto strategico a livello di gruppo. La trasformazione digitale è stata vista come un cambiamento fondamentale che ha richiesto un ripensamento all'interno dell'organizzazione. La base è stata la creazione di un gemello digitale per decine di migliaia di prodotti e la creazione di un'infrastruttura disponibile a livello globale. Invece di un sistema centralizzato, Phoenix Contact si basa su un'architettura a microservizi in cui i singoli processi utente comunicano tra loro tramite interfacce. L'obiettivo era quello di utilizzare in modo intelligente i circa 66.000 punti dati della produzione, ottimizzare i processi e attuare un accoppiamento settoriale attivo nell'interesse di un futuro sostenibile. A tal fine, anche i settori della produzione e dell'edilizia sono stati collegati in rete non solo in termini di prestazioni, ma anche di comunicazione.
Un passo avanti verso l'obiettivo di 1,5 °C grazie alla digitalizzazione
La sostenibilità è una componente chiave della strategia aziendale di Phoenix Contact. Con la visione della All Electric Society, Phoenix Contact persegue l'obiettivo di creare un mondo sostenibile con soluzioni e tecnologie per elettrificazione, collegamento in rete e automazione.
La All Electric Society descrive un mondo in cui non solo l'energia rinnovabile viene generata e utilizzata in modo costante, ma anche il fabbisogno di energia primaria viene ridotto grazie a misure di efficienza.
La digitalizzazione è un blocco essenziale per la visione della All Electric Society. Con l'accoppiamento settoriale, i flussi energetici possono essere collegati oltre i confini del settore e visti in modo olistico. L'obiettivo è rendere disponibile ovunque energia sufficiente, al momento giusto e nel posto giusto. L'interazione intelligente tra produzione ed edifici nel sito di Bad Pyrmont è un esempio vivente di accoppiamento settoriale nella pratica degli impianti esistenti.
Flussi di dati e informazioni coerenti
Ottimizzazione energetica del sito di produzione di Bad Pyrmont
I dati servono come base per un'automazione e un collegamento in rete completi. Affinché tutti i settori parlino la stessa lingua, sono necessari digitalizzazione, interfacce dati e formati dati armonizzati per consentire una comunicazione standardizzata tra la tecnologia tradizionale degli edifici e la produzione.
Vantaggi
- Flussi di dati e informazioni coerenti
- Produzione sicura ed efficiente dal punto di vista delle risorse
- Alimentazione elettrica sostenibile
- Ottimizzazione olistica per la protezione del clima
Data Collection Box: i dati come chiave
La produzione di Phoenix Contact Electronics GmbH a Bad Pyrmont, la PLCnext Factory, raccoglie informazioni tramite le cosiddette Data Collection Box. Queste raccolgono, ad esempio, i consumi di corrente o i dati dei sistemi I/O collegati a 15-20 sensori per macchina. I dati vengono analizzati e valutati utilizzando PLCnext Technology Ecosystem aperto e un algoritmo di apprendimento basato sull'intelligenza artificiale, al fine di rilevare e correggere scostamenti come perdite di energia nel sistema o anomalie nel processo.
PLCnext Technology Ecosystem aperto incontra il sistema di gestione degli edifici Emalytics basato su IoT
La soluzione del PLCnext Technology Ecosystem aperto si fonde con il nostro sistema di gestione degli edifici basato sull'IoT, Emalytics, la piattaforma per tutte le applicazioni e i processi nell'edificio. Prendendo in considerazione l'intera catena di processo e l'interazione intelligente tra produzione ed edifici, creiamo nuove opportunità per aumentare il valore aggiunto e persino ridurre i costi operativi degli edifici di circa il 50%. Questa fusione tra produzione e automazione di edifici significa che le infrastrutture, come gli impianti di ventilazione, l'illuminazione, l'acqua fredda e l'aria compressa, vengono messi a disposizione della produzione solo quando sono effettivamente necessari, in modo automatizzato e in base alle esigenze. Oltre all'ottimizzazione dei dati di consumo, l'uso intelligente delle energie rinnovabili nella produzione e negli edifici svolge un ruolo altrettanto importante. Combinando il PLCnext Technology Ecosystem aperto, Emalytics e l'uso di un'architettura a microservizi, possiamo reagire in modo flessibile alle esigenze del futuro. Questo ci pone in una posizione ottimale per raggiungere i nostri obiettivi di sostenibilità e di Carbon Neutrality.
Manufacturing X nella fabbrica digitale
Con la mentalità del Manufacturing X verso un nuovo modo di pensare nella fabbrica digitale: l'Asset Administration Shell (ASS), come gemello digitale dell'Industry 4.0, consente un'integrazione perfetta che incorpora anche lo standard di comunicazione OPC UA. L'architettura di base è in tal senso uguale per tutti e interoperabile. Su questo vengono costruite funzionalità comuni, che possono essere utilizzate da tutti e che consentono di creare uno spazio dati industriale comune. I singoli processi di applicazione comunicano tra loro tramite interfacce. Per raggiungere questo obiettivo, abbiamo dovuto lavorare in modo molto trasparente all'interno dell'organizzazione, imparare gli uni dagli altri e sfruttare le sinergie. Con questa soluzione possiamo aumentare la nostra competitività perché otteniamo punti con le innovazioni digitali e il valore aggiunto nelle soluzioni e negli ecosistemi. Rafforziamo la nostra resilienza perché possiamo ottimizzarci più rapidamente e reagire alle interferenze. Possiamo anche mappare meglio i requisiti normativi, come il Digital Product Passpower dell'UE o l'impronta di carbonio, l'economia circolare o la trasparenza nelle catene di approvvigionamento.
Risparmio di circa 200 kg di CO₂ all'anno
Efficienza e velocità caratterizzano l'intera produzione, che oggi impiega 550 persone e assembla 1,8 milioni di componenti al giorno.
Un fattore di successo è che ogni singola postazione di lavoro nella PLCnext Factory è ora collegata in rete. Il sistema accede ai dati in tempo reale, può raccogliere le cifre chiave dalle linee di produzione e utilizzarle per i miglioramenti. In questo modo vengono aggregati e analizzati circa 2,7 milioni di punti dati al giorno e quindi 270 TByte di dati operativi e di processo all'anno. In tre anni siamo riusciti ad aumentare la nostra produttività del 30% e a risparmiare circa il 30% di energia. Il miglioramento della produzione si traduce in un risparmio di circa 1,5 milioni di Euro all'anno.
L'edificio controlla autonomamente il proprio consumo energetico e risparmia così circa 500 kWh (circa 200 kg di CO₂).
Prospettive per un futuro più sostenibile
Utilizzando i nostri prodotti interni, soluzioni per elettrificazione, collegamento in rete e automazione nella nostra PLCnext Factory, il cliente riceve un prodotto con un'impronta di CO₂ chiaramente ridotta.
L'interazione intelligente tra edificio e fabbrica consente anche una trasformazione a prova di futuro di tutti gli impianti verso una fabbrica più sostenibile e più produttiva. Basate sulla fiducia, sulla trasparenza dei dati e sulla flessibilità, le divisioni aziendali lavorano quotidianamente per ottimizzare le operazioni di efficienza intersettoriale. Il sistema di gestione dell'edificio è collegato all'area di produzione, alla rete di ricarica della flotta elettrica dell'azienda e a una batteria di accumulo, il tutto alimentato da energia autoprodotta. La batteria può essere caricata anche attingendo energia dalla rete locale, ma nel migliore dei casi è alimentata dal proprio impianto fotovoltaico. Collaborando con aziende municipalizzate, depuratori e sfruttando le sinergie in tutto il distretto (ad esempio, la rete di riscaldamento), ci avviciniamo ogni giorno di più all'obiettivo di 1,5 °C. Allo stesso tempo, offriamo ai nostri clienti queste soluzioni collaudate e sperimentate per la digitalizzazione delle loro fabbriche, fornendo un'autentica "Proof of Concept". La motivazione è il potere dell'innovazione verso una All Electric Society.