Sistema di monitoraggio IoT per la Marina Italiana
Informazioni sul cliente
Il cliente rappresenta la sede del genio della Marina Italiana, uno dei sei corpi delle Forze Armate italiane. La Marina Italiana ha una forza di circa 30.923 personale attivo con circa 184 navi in servizio. Le tre basi principali della Marina Italiana, ciascuna dotata di un arsenale, sono a La Spezia, Taranto e Augusta.
Riepilogo del progetto
Il nostro team Industries eXcellence ha collaborato con la Marina Italiana a un’iniziativa pionieristica per infrastruttura smart, incentrata sul ponte girevole di San Francesco di Paola a Taranto, in Puglia. Per aiutare la Marina Italiana a ottimizzare i processi di monitoraggio e manutenzione delle prestazioni del ponte girevole, il nostro team ha costruito e implementato un innovativo sistema di monitoraggio del ponte basato su sensori Internet of Things (IoT), acquisizione dei dati in tempo reale e analitica avanzata.
Attività del progetto
- Progettazione e costruzione di sensori IoT personalizzati installati sul ponte per monitorare e raccogliere in continuo dati sulle vibrazioni.
- Sviluppo di una piattaforma digitale integrata per l'acquisizione dei dati in tempo reale e analisi avanzata dello stato di salute del ponte.
- Sviluppo di un’applicazione basata sul web per vedere e analizzare le tendenze di risposta del ponte e i KPI strutturali rilevanti.
- Abilitazione di avvisi automatici per la manutenzione se le risposte dinamiche del ponte escono dalla soglia di sicurezza.
- Supporto dei piani futuri per AI e integrazione dell’analisi delle immagini video per ampliare le funzionalità del sistema fornito.
Fattori trainanti del business del cliente
- Sviluppo rapido e flessibile della piattaforma
- Incremento di affidabilità e prestazioni dell’infrastruttura
- Ottimizzazione della pianificazione e degli interventi di manutenzione sul ponte
- Riduzione dei costi di manutenzione dell’infrastruttura navale
- Possibilità della raccolta dei dati in tempo reale e monitoraggio del ponte
- Fornitura di analisi accurata sullo stato di salute del ponte per promuovere continui miglioramenti e decisioni più informate
- Facilitazione del monitoraggio delle strutture critiche che non sono facilmente raggiungibili (ponti, tralicci, ferrovie, turbine eoliche, ecc.)
Maggiori informazioni sull’infrastruttura
Costruito nel 1887 e rimodernato nel 1958, il ponte girevole San Francesco di Paola di Taranto è lungo 88,9 metri e largo 9,3 metri. Quando è aperto, il ponte permette il passaggio di grandi navi militari nell’arsenale marittimo. L’importanza di questo ponte per le operazioni navali ha portato all’applicazione di un programma rigoroso di controlli fisici e interventi di manutenzione in grado di garantirne il continuo funzionamento secondo le aspettative.
Data la struttura unica e gli aspetti fisici del ponte girevole, questi frequenti interventi sono condotti da operatori altamente specializzati con l’utilizzo di apparecchiature molto costose. Oltre ad essere costosi, i controlli interrompono drasticamente il normale flusso del traffico urbano sul ponte. Di conseguenza, la sede del genio della Marina Italiana a Taranto ha deciso di investire in nuove tecnologie per facilitare e migliorare le attività di monitoraggio, gestione e manutenzione del ponte di San Francesco di Paola. Grazie alla nostra competenza nella progettazione, implementazione e integrazione di soluzioni digitali per un lungo elenco di clienti leader nei settori aerospaziale, spaziale, navale e difesa sia negli Stati Uniti che in Europa, il cliente ha chiesto la collaborazione di Engineering per questa iniziativa.
Altre informazioni sul progetto
1. Potenti sensori IoT per monitorare il ponte navale.
Il nostro team ha innanzitutto progettato e costruito potenti sensori che sono stati installati sul ponte per monitorare costantemente la struttura e raccogliere dati di vibrazione in tempo reale. I sensori sono in grado di elaborare una mole di dati di dimensioni e volume di gran lunga superiori alle capacità di raccolta manuali. Il sistema IoT campiona le vibrazioni del ponte a 200 Hz, il che significa che i sensori raccolgono 4.000 casi di vibrazione ogni 5 secondi.
2. Raccolta dei dati in tempo reale nella piattaforma centrale.
Mentre i sensori misurano le vibrazioni del ponte, essi raccolgono e inviano automaticamente queste informazioni a una piattaforma integrata per la gestione dei dati e l’analisi in tempo reale. Progettato e implementato dal nostro team di sviluppo software, il sistema è un repository sicuro e centrale per tutti i dati delle vibrazioni raccolti, creando un data lake in continua crescita legato alle prestazioni del ponte girevole, con possibilità di accesso, studio e utilizzo da parte del cliente ora e in futuro.
3. Prestazioni del ponte intelligenti e valutazione dello stato di salute per ottimizzare la manutenzione.
La piattaforma è in grado anche di analizzare i dati delle vibrazioni e utilizzarli per trarre informazioni sulla stabilità del ponte. Gli eventi vibrazionali sono utilizzati da un algoritmo sofisticato sviluppato dal tenente di vascello Fabio Campeggio, ingegnere navale e civile della Marina Italiana. L’algoritmo si basava sui risultati di uno studio pilota di 6 mesi che utilizza il metodo FEM, o Metodo degli elementi finiti, un metodo potente per calcolare gli spostamenti, le sollecitazioni e le tensioni in una struttura sotto una serie di carichi. Se la risposta dinamica del ponte varia eccessivamente nel tempo o esce da una soglia specifica, il sistema invia notifiche automatiche per avvisare il personale competente. Tali informazioni saranno usate dalla Marina per ottimizzare la pianificazione e gli interventi di manutenzione per il ponte girevole, risparmiando costi e risorse. Consentirà anche di identificare le problematiche precocemente e di chiudere il ponte per evitare eventuali cedimenti imprevisti.
4. Dashboard di monitoraggio per Key Performance Indicator (KPI) e analisi dei dati avanzata.
La soluzione utilizza i dati raccolti per calcolare e fornire analisi delle prestazioni del ponte a cui il personale navale può accedere tramite un’applicazione web. Qui gli utenti autorizzati possono vedere e capire le risposte dinamiche del ponte su diversi archi temporali. Possono svolgere analisi drill-down per i KPI che i sensori sono stati configurati per estrarre dai segnali di vibrazione, tra cui tempo di smorzamento, trasformata di Fourier, frequenza di picco, vibrazione di picco, velocità, spostamento e risposta dinamica.
Il vantaggio di Engineering
Il nostro team è molto orgoglioso del successo nel completamento e nella fornitura di questo progetto di Asset Performance Management (APM), che è stato il risultato di una stretta collaborazione tra la Marina Italiana, i team di Engineering Industries eXcellence e Engineering Italia. Il sistema di monitoraggio dinamico è ora attivo con successo sul ponte di Taranto e il cliente sta analizzando i risultati dei dati raccolti dal sistema. Non vediamo l’ora di proseguire la collaborazione con il cliente su iniziative future che amplieranno ulteriormente le capacità del suo nuovo sistema di monitoraggio, tra cui l’integrazione dell’Intelligenza Artificiale e dell’analisi delle immagini video per permettere il riconoscimento avanzato di modelli e l'analisi predittiva.
Riteniamo che la soluzione fornita sia una potente vetrina del valore che la digitalizzazione può conferire alle prestazioni, alla stabilità, al miglioramento e alla prevenzione dei disastri nelle infrastrutture. Il progetto è stato perfino menzionato in Parlamento dal Ministro della Difesa italiano come iniziativa esemplare per modernizzare i sistemi di controllo elettrici e l'automazione dei ponti nel paese. Siamo fermamente convinti che questa iniziativa sarà un caso d’uso critico per il futuro delle infrastrutture intelligenti, che mostra come e perché progetti come questo devono essere ampliati al fine di garantire la stabilità di ponti, edifici e strutture critiche non solo in Italia ma anche negli USA e nel resto del mondo. Volete avere maggiori informazioni su questo case study del cliente? Contattateci all’indirizzo info@indx.com.
