Evitare costosi picchi della domanda

ZF sfrutta i vantaggi della gestione personalizzata dei picchi di carico per realizzare risparmi significativi sui costi energetici

Sistema autonomo

Prevede i fabbisogni energetici e gestisce i sistemi autonomamente per evitare picchi della domanda

Risparmi a lungo termine sui costi energetici

Ammortamento rapido e riduzioni costanti dei costi

Efficienza produttiva

Nessun disturbo o interruzione della produzione

Cliente

ZF Friedrichshafen AG

ZF è un'azienda tecnologica globale e fornisce sistemi per autovetture, veicoli commerciali e tecnologia industriale. La società permette ai veicoli di vedere, pensare e agire. Spaziando in quattro campi della tecnologia - controllo del movimento del veicolo, sicurezza integrata, guida automatizzata e veicoli elettrici - ZF offre prodotti e software completi non solo ai produttori di veicoli affermati, ma anche ai nuovi fornitori emergenti di servizi di trasporto e mobilità. Elettrizza un'ampia gamma di tipi di veicoli. Con i suoi prodotti, l’azienda contribuisce a ridurre le emissioni, a proteggere il clima e a migliorare la mobilità sicura.

La sfida

ZF sfrutta i vantaggi della gestione personalizzata dei picchi di carico per realizzare risparmi significativi sui costi energetici

Con una crescita continua dei prezzi dell’energia, i picchi di carico possono trasformarsi facilmente in un problema costoso. Per un’azienda, superare anche solo di un megawatt il carico di base indicato sul contratto può comportare un aumento a sei cifre della bolletta elettrica. Per quale motivo? Ogni picco di domanda genera un carico aggiuntivo sulla rete elettrica, che si ripercuote sulle bollette a causa del prezzo elevato dell’energia. Quindi, per contenere i costi, è necessario mantenere un consumo elettrico stabile. Ciò significa usare un sistema in grado di prevedere e segnalare l’andamento dei fabbisogni prima che si rischi di superare i limiti? Per molti anni questo è stato il sogno di ogni energy manager, ossia un sistema che non si limitasse a prevedere i consumi eccessivi, ma che li prevenisse in maniera autonoma, senza compromettere l’andamento della produzione. Fantascienza? Niente affatto. È esattamente la soluzione che GFT ha proposto a ZF, il fornitore di tecnologia per l’automotive.

ZF si è posta l’obiettivo di perseguire un'ottimizzazione continua del consumo energetico delle proprie attività a livello internazionale. Un’analisi preliminare dei consumi ha rivelato dei picchi nel fabbisogno elettrico, che facevano aumentare i costi e richiedevano quindi un pronto intervento. Ora l’azienda si avvale di una soluzione di gestione energetica intelligente basata sulla piattaforma IoT SPHINX OPEN. Oltre a fornire previsioni accurate, lavora autonomamente in background per evitare picchi di carico in due stabilimenti di produzione.

Per prevenire i picchi di carico in maniera efficace, ZF necessitava della massima trasparenza in tempo reale, ovvero di previsioni accurate del fabbisogno energetico che consentissero di intraprendere azioni preventive se e quando si rendevano necessarie, senza compromettere l’andamento della produzione.

Dopo un’analisi attenta e dettagliata, GFT ha proposto l’introduzione di un sistema autonomo per la gestione dei picchi di carico basato su SPHINX OPEN. Inoltre, questa soluzione rule-based è in grado di prevedere il fabbisogno energetico attraverso processi di machine learning nel cloud.

L’impegno

Evitare i picchi di consumo energetico senza compromettere la produzione

ZF disponeva già di solide basi, grazie a un’eccellente rete digitalizzata in grado di individuare i sistemi che consumavano o generavano energia. Pertanto, abbiamo potuto sfruttare un’architettura uniforme preesistente con collegamenti bidirezionali tramite OPC. Ora il sistema di gestione dei carichi SPHINX OPEN consente a ZF non soltanto di prevedere il fabbisogno energetico, ma anche di monitorarlo e gestirlo di conseguenza. A tale scopo, gli energy manager stabiliscono delle regole per l’arresto temporaneo dei sistemi che consumano energia o l’avvio di quelli che invece la producono. Anche gli operatori possono definire dei parametri da rispettare e, se necessario, apportare regolazioni in modo indipendente. Il sistema è in grado di gestire i carichi in piena autonomia: non richiede alcun intervento manuale.

Riceve costantemente dati sulla produzione, il consumo e il fabbisogno di energia elettrica, oltre a informazioni su tutti i componenti collegati al sistema energetico. A questi si aggiungono i dati storici, le previsioni meteorologiche e i dati dei piani di produzione, consentendo di regolare le priorità minuto per minuto e stabilire quali componenti del sistema avviare o spegnere per mantenere i consumi entro certi livelli su un determinato arco di tempo.

Il cuore della soluzione è costituito da gemelli digitali, ossia una rappresentazione virtuale di tutti i macchinari rilevanti basata su SPHINX OPEN. Oltre all'update delle letture dei contatori, i digital twin forniscono informazioni costantemente aggiornate sulle fonti di energia e sull'attuale grado di flessibilità del sistema. Portando in correlazione i dati aggiornati al minuto con le letturestoriche e le informazioni provenienti da servizi esterni, il sistema elabora le previsioni richieste sulla base di stime intelligenti.

Per farlo, persegue un unico, semplice obiettivo: non superare determinati carichi. Tale obiettivo viene raggiunto raccogliendo dati da tutti i macchinari e i sistemi che producono o consumano energia, e controllando e rivedendo le informazioni ogni minuto. Il collegamento, la valutazione, il monitoraggio e la previsione dei dati sono effettuati dal sistema di coordinamento, il componente centrale della soluzione, ossia il “Model in the Middle”. La sua architettura consente di collegare bidirezionalmente le immagini digitali di tutte le fonti di dati, in modo che queste possano non solo inviare informazioni, ma possano anche trarre vantaggio dal loro utilizzo nell’esecuzione dei protocolli di ottimizzazione. Il Model in the Middle reagisce anche ai cambiamenti dei parametri operativi, ai problemi tecnici e ai guasti di sistema introducendo autonomamente dei rimedi predefiniti. Ad esempio, in caso di rischio di interruzione elettrica, l’azione correttiva potrebbe consistere nel posticipare i processi che richiedono più energia o nel mettere in pausa determinati macchinari. Queste regole predefinite vengono stabilite e catalogate dagli esperti di ZF, che svolgono regolarmente un confronto tra parametri e requisiti operativi. Le interfacce aperte del sistema consentono di collegare tutte le tecnologie di controllo necessarie ed anche fonti di dati esterne con le revisioni di temperatura, vento e ore di sole. Il risultato è un sistema di gestione energetica completo che può essere ampliato in qualsiasi momento.

Il vantaggio

Risparmi a lungo termine e una redditività degli investimenti imbattibile

Nel tempo, la soluzione implementata da ZF è diventata parte integrante della strategia energetica aziendale. Ogni giorno il sistema compie continui aggiustamenti che riflettono il variare delle condizioni e regola i parametri. Inoltre, consente di prevedere i potenziali picchi della domanda con una settimana di anticipo, fornendo a ZF dati importanti per la pianificazione della produzione.

Questa soluzione autonoma ha generato anche vantaggi sul lungo termine per la gestione energetica:

i picchi di domanda possono essere previsti e mitigati sulla base di regole predefinite, nell’ottica di un – abbattimento permanente dei costi
In conclusione, il picco di consumo è stato ridotto da 24 a circa 20 megawatt
L’investimento è stato ammortizzato nel giro di 18 mesi

“SPHINX OPEN è l’unico sistema in grado di aiutarci a raggiungere il nostro ambizioso obiettivo di gestione dei picchi di carico per la riduzione dei costi. Un vero USP.”

Christoph Weippert

Head of Energy Management

ZF Friedrichshafen AG