I porti intelligenti utilizzano tecnologie connesse e digitalizzate come i gemelli digitali per ottimizzare la manutenzione e ridurre i rischi di “fuori servizio”.
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I porti sono una delle infrastrutture più critiche del mondo e svolgono un ruolo centrale nell’economia globale. Ogni anno circa il 90% delle merci scambiate viene trasportato via nave. Molti porti sono in continuo “restyle” per sostenere la manutenzione di infrastrutture e attrezzature obsolete. Qualsiasi fuori servizio non pianificato, come quello causato da un guasto, influisce sulle operazioni portuali. E gli effetti negativi possono coinvolgere anche l’intera catena di approvvigionamento.
I tempi di inattività dei porti possono causare disagi su larga scala
Le gru sono, ad esempio, essenziali per caricare e scaricare container e merci nei porti. Spesso operano in condizioni difficili, comprese le alte temperature. Se i componenti elettrici, come un trasformatore obsoleto, non sono sottoposti a una manutenzione adeguata, i motori delle gru possono surriscaldarsi. La conseguenza diretta è l’interruzione delle operazioni di stivaggio delle navi – se il carico non può essere spostato in altro modo. Questo significa ritardi in tutta la supply chain e perdita di denaro.
La tecnologia rende i porti intelligenti
I porti stanno diventano sempre più digitalizzati e connessi. I cosiddetti “porti intelligenti” sono quelli in cui la modernizzazione di attrezzature, infrastrutture, processi e sistemi esistenti si accompagna all’utilizzo delle nuove tecnologie. Questi cambiamenti contribuiscono a ridurre i tempi di inattività dei porti e a facilitare la manutenzione di tutta l’infrastruttura nel tempo. La tecnologia utilizzata nei porti intelligenti comprende dispositivi connessi, come sensori, interruttori e relè comunicanti, software remoto per il monitoraggio e l’analisi e servizi digitali.
La raccolta e l’analisi dei dati è fondamentale in questo processo di digitalizzazione. I dati possono essere analizzati e utilizzati per monitorare le condizioni quotidiane di tutta l’infrastruttura portuale, monitorando in tempo reale asset e operazioni in corso. Ma sono anche molto utili per gestire la manutenzione basata sulle condizioni (CBM) che aiuta gli operatori a prevedere i guasti e a pianificare correttamente tutte le attività di manutenzione.
I vantaggi dei digital twins
I gemelli digitali (digital twins) sono rappresentazioni virtuali che possono essere utilizzate per la modellazione, l’analisi e la simulazione di vari asset portuali critici in un ambiente virtuale e sicuro. Quando i gemelli digitali sono implementati all’interno della rete elettrica del porto, i porti possono progettare, simulare e testare qualsiasi modifica o espansione del sistema elettrico attuale prima dell’implementazione sul campo. Ciò consente ai porti di tenere traccia dei dispositivi e dei componenti aggiunti al sistema di distribuzione elettrica in tempo reale, ottenendo una documentazione più precisa sia virtualmente che su carta.
Una caratteristica fondamentale del gemello digitale elettrico è quella di “simulare prima di operare”. Grazie alla simulazione, gli operatori dei porti e dei terminal possono verificare la validità delle modifiche apportate al progetto, controllare i potenziali problemi che potrebbero insorgere e simulare gli scenari peggiori quando le modifiche sono state implementate. Questa funzione non solo garantisce l’integrità dell’intera rete elettrica, ma stabilisce anche controlli di sicurezza per ridurre al minimo gli errori che potrebbero causare il fermo delle apparecchiature. Le simulazioni della rete elettrica promuovono anche l’efficienza, identificando i carichi critici del porto e mettendo in atto la corrispondente risposta alla domanda. Ciò consente ai porti di rispondere più rapidamente alle emergenze critiche e di allocare le risorse di conseguenza.
Il gemello digitale elettrico può essere utilizzato anche per tenere traccia dello stato attuale dell’intera infrastruttura elettrica portuale grazie alla sua funzione SCADA. La documentazione cartacea tradizionale diventa inefficiente, soprattutto quando esistono più revisioni e le informazioni non vengono aggiornate regolarmente. Ciò potrebbe causare errori e discrepanze con i progetti e le installazioni effettive sul campo. I gemelli digitali elettrici assicurano che tutto il personale portuale possa utilizzare le versioni più aggiornate di piani e disegni d’officina, stabiliscono un unico archivio di documenti tramite l’archiviazione digitale e riducono al minimo i rischi causati da una documentazione carente.
Due esempi dei vantaggi dei digital twins: il porto di Dover e una grande facility UK
Il porto di Dover sta conducendo uno studio per determinare la fattibilità di un corridoio di navigazione “verde” e decarbonizzato sullo stretto di Dover. Il progetto utilizza un digital twin per creare un modello digitale e scalabile dell’infrastruttura elettrica del porto.
L’uso di un gemello digitale riduce al minimo le interruzioni del servizio perché i nuovi sistemi di alimentazione a terra del porto possono essere progettati e testati virtualmente prima di essere costruiti e integrati nelle strutture esistenti del porto di Dover.
Una grande struttura portuale del Regno Unito, invece, voleva migliorare la propria resilienza energetica per ridurre i tempi di inattività, che costavano al porto circa 200.000 euro l’ora. L’ottimizzazione della manutenzione era una priorità anche perché il porto deve movimentare quasi 2 milioni di TEU all’anno in un ambiente costiero difficile.
Per risolvere questi problemi, il porto ha collegato oltre 300 asset di media tensione, ha migliorato i piani di manutenzione predittiva e preventiva e ha migliorato la manutenzione della rete di distribuzione elettrica. Grazie a queste soluzioni, il porto ha beneficiato di una maggiore affidabilità dell’elettricità e di una migliore manutenzione. Il porto prevede di collegare oltre 600 asset entro la fine del progetto.
Tutti i vantaggi della modernizzazione
I porti possono ridurre i tempi di fermo grazie a una migliore manutenzione delle apparecchiature. Modernizzando la tecnologia connessa, i porti possono implementare una manutenzione basata sui dati, che aiuta a identificare i problemi, a ridurre i rischi di guasto e a prolungare la durata di vita delle risorse. Gli operatori e i proprietari dei porti hanno ora a disposizione molte opzioni grazie alla tecnologia e ai servizi moderni per garantire che l’infrastruttura più importante del mondo sia al passo con l’evoluzione delle esigenze del commercio globale.
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Questo post è stato pubblicato originariamente sul blog global di Schneider Electric.
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