La Green Smart Factory è un nuovo modello di impianto iperconnesso e a basso impatto ecologico, basato sulla rivoluzione dell’Industria 4.0 (da cui deriva il termine “intelligente”) e la green economy (da cui riprende i concetti di tutela dell’ambiente e alta efficienza energetica).
Oggi le infrastrutture di produzione devono assolvere a una serie di requisiti al fine di garantire la riduzione dei consumi e l’aumento delle performance.
La messa in sicurezza dell’impianto contro eventuali fermi macchina rappresenta un primo obiettivo già in fase di progettazione dell’impianto green. L’indisponibilità dei sistemi a causa di un guasto o di un malfunzionamento, infatti, arreca un danno all'azienda in termini di:
bloccare la produzione significa avere asset tecnologici e risorse umane inutilizzate, con conseguente spreco anche energetico;
ritardare o mancare una consegna significa perdere una vendita e in certi casi addirittura un cliente;
sforare le tempistiche di delivery inficia l’immagine che l’azienda ha presso il pubblico, soprattutto nel mercato attuale estremamente veloce e competitivo.
Al fine di garantire l’efficienza e la continuità operativa, gli impianti devono essere alimentati da un’energia elettrica costante evitando i black out che si possono verificare più o meno frequentemente a seconda dell’area geografica (se in Italia e Europa il problema è ridotto, nei Paesi asiatici o sudamericani diventa all'ordine del giorno).
Sotto il profilo energetico e ambientale, le aziende manifatturiere hanno anche l’esigenza di tagliare i costi dell’elettricità (banalmente optando per soluzioni che riducono il costo del kilowattora), di ricorrere a energie rinnovabili meno impattanti sull'ambiente e di eliminare i picchi energetici richiesti alla rete dalle macchine in produzione.
La tecnologia e in particolare le soluzioni di Internet Of Things e Analytics diventano un potente abilitatore della fabbrica green.
Collezionare centralmente e analizzare i dati provenienti dai contatori permette di tenere sotto controllo lo stato di salute e di esercizio dell’impianto, con la possibilità di individuare sprechi energetici, instabilità dovute a picchi di richiesta e imminenti crolli della rete elettrica.
Ovviamente, l’implementazione tout court della tecnologia non è sufficiente per raggiungere gli obiettivi di efficienza, ma piuttosto serve un lavoro a monte di razionalizzazione dei processi e pulizia dei dati al fine di sviluppare un progetto IoT di successo. Non bisogna “buttare nel calderone” analitico tutti i dati multisource utili al monitoraggio degli impianti, ma piuttosto scegliere i right data, ovvero le informazioni rilevanti e pertinenti al terreno di indagine.
Una volta consolidate le procedure di data management, le informazioni vengono quindi storicizzate ed elaborate per identificare trend e definire intervalli di confidenza (in statistica, il range di valori possibile che sottende la stima di un parametro); da qui la possibilità di formulare previsioni sugli eventi e sugli scenari futuri, aprendo la strada a numerose applicazioni come la manutenzione predittiva.
L’analisi dei dati permette anche di tenere sotto controllo l’andamento delle energie rinnovabili (tra i fattori principali che contribuiscono all’ecosostenibilità dell’impianto produttivo) in termini di prezzo e disponibilità sul territorio. Gli analytics permettono quindi decisioni strategiche più consapevoli anche in merito alle scelte energetiche dell’azienda e agli obiettivi di efficienza.
Il ricorso a soluzioni che permettono di immagazzinare l’energia rigenerativa prodotta dall'impianto, che tipicamente viene dissipata sotto forma di calore, è un’altra chiave importante per il disegno delle fabbriche green. L’energia accumulata infatti può essere ridistribuita opportunamente in caso di necessità: ad esempio, per sostenere l’aumento improvviso delle richieste di elettricità da parte delle macchine oppure per garantire la continuità operativa in caso di interruzioni della rete.
In sostanza, costruire un impianto green significa innanzitutto rivedere le strategie di approvvigionamento energetico, scegliendo oculatamente le fonti rinnovabili secondo le esigenze aziendali e i limiti geografici (ad esempio, nel Nord Europa ha senso sviluppare impianti eolici, meno in Italia). Il secondo step riguarda invece l’impianto tecnologico, con il ricorso a tecnologie che possono garantire maggiore efficienza e continuità operativa come i sistemi IoT, i software analitici per il monitoraggio dei consumi e del funzionamento dell’impianto e le soluzioni per il riutilizzo dell’energia dissipata in calore.