Insieme è meglio: migliorare la gestione dei “sistemi di sistemi”

Il nostro futuro probabilmente dipenderà da molti “sistemi di sistemi” – reti di operazioni tecniche che funzionano in modo indipendente, ma devono agire insieme. Creare le condizioni per permettere ai sistemi di ogni tipo di lavorare insieme potrebbe essere il prossimo passo per ottimizzare l’efficienza tecnologica. Il progetto DYMASOS (Dynamic Management of Physically Coupled Systems of Systems), finanziato dall’UE, che si concluderà a settembre 2016, ha sviluppato nuovi metodi di gestione e strumenti tecnici per questi sistemi di sistemi “cyber-fisici”. Una migliore gestione porta a migliori prestazioni e potrebbe ridurre notevolmente il nostro consumo di risorse e la nostra impronta del carbonio.

“Il progetto ha dato un importante contributo per fare i primi passi concreti verso la realizzazione e la concretizzazione di un nuovo campo di ricerca: l’Internet delle cose,” dice il dott. Iiro Harjunkoski, della ABB Corporate Research in Germania e membro del consorzio DYMASOS. Questo permetterà agli oggetti di uso quotidiano di essere collegati in rete via internet, il che permetterà loro di inviare e ricevere dati e di dare a qualsiasi sistema la capacità di essere “intelligente” e coordinato con altri sistemi.

Casi di studio industriali reali

DYMASOS si basava su casi di studio industriali reali, i quali avevano alla base un’analisi completa dei mercati, delle esigenze industriali e delle sfide dei partner industriali del progetto. “La ricerca era guidata dai casi di applicazione ma era comunque volta a ottenere risultati fondamentali e nuove conoscenze.” spiega il coordinatore del progetto, il prof. Sebastian Engell della Technische Universität Dortmund.

Il centro d’interesse dei casi di studio era nel campo della produzione chimica, da parte di due società, BASF e INEOS, che sono tra le più grandi produttrici di sostanze chimiche al mondo, e nel campo dell’operazione e dell’ingegneria di infrastrutture per la distribuzione dell’energia elettrica e per la carica di veicoli elettrici, usando dati di HEP ODS (Croazia) e AYESA (Spagna). “La modellazione e la simulazione realistiche di DYMASOS sono una delle principali questioni affrontate dal progetto,” dice il dott. Patrick Panciatici, consulente scientifico presso RTE (Francia).

DYMASOS ha sviluppato quattro diversi approcci per creare modelli di sistemi di sistemi. In confronto al comportamento dei sistemi biologici, ETH Zurich ha cercato di capire e controllare il comportamento della popolazione. Hanno provato, per esempio a fare un modello del comportamento notturno di ricarica dei proprietari di auto elettriche, conoscendo solo informazioni sul comportamento medio della popolazione. Un caso di studio su un veicolo elettrico nella città di Malaga svolto dall’Università di Siviglia, ha fatto un modello del controllo di coalizione: come ottimizzare congiuntamente il comportamento di diversi elementi in un processo.

La TU Dortmund ha creato un modello anche di meccanismi simili al mercato che cercano di ottimizzare i risultati mediante una determinazione dei prezzi dinamica o obbligando le risorse a equilibrare domanda e offerta, questo è stato applicato a un sito petrolchimico di INEOS a Colonia e a un sistema di reattore di BASF. L’Università di Zagabria ha sviluppato un modello di controllo gerarchico, nel quale la configurazione della rete può cambiare in modo dinamico per ridurre al minimo le perdite di energia, sulla base dello studio di una rete di distribuzione elettrica fornito da HEP ODS.

Un’implementazione più ampia

Le simulazioni su larga scala di questi sistemi complessi sono riuscite a convalidare la gestione e il controllo degli algoritmi prodotti. La piattaforma di ingegneria di DYMASOS fornisce linee guida per la progettazione di sistemi di sistemi in evoluzione in grado di equilibrare l’autonomia locale e la gestione globale.

Uno dei membri di DYNAMOS, Mark Lewis, consulente in materia di bassi livelli di carbonio presso la Tees Valley Unlimited nel Regno Unito, dice: “Il progetto ha sviluppato una serie di dimostrazioni pratiche che riguarderanno altri complessi all’interno e tra varie società e organizzazioni suscitando un maggiore interesse.”

I membri del progetto industriale stanno adesso implementando le soluzioni sviluppate da DYMASOS e daranno agli operatori europei di grandi sistemi tecnici e ai fornitori di soluzioni di gestione e automazione vantaggi competitivi strategici, come riduzione dei costi, efficienza energetica, maggiore stabilità e migliore resilienza in caso di problemi e cambiamenti della domanda.

Per maggiori informazioni, consultare:
Sito web del progetto