gen 31, 2020
Informazioni sul cliente
In una vera e propria vetrina sia delle nostre capacità globali che dell’ampia competenza industriale e tecnica, il team di Engineering Industries eXcellence collabora con la direzione del genio militare della Marina Italiana a un’iniziativa interessante e all'avanguardia per un’infrastruttura intelligente pensata per il ponte girevole di San Francesco di Paola a Taranto, in Puglia. Per aiutare a ottimizzare i processi di monitoraggio e gestione delle prestazioni del ponte girevole, il nostro team ha costruito e implementato un innovativo sistema di monitoraggio del ponte basato su sensori IoT (Internet of Things), acquisizione dei dati in tempo reale e analitica avanzata.
La sfida per il cliente
Il ponte girevole di San Francesco di Paola a Taranto è il nodo più importante di tutta la rete infrastrutturale della città. Costruito nel 1887 e rimodernato nel 1958, il ponte girevole 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 garantire il continuo funzionamento del ponte secondo le aspettative.
Alla luce della struttura unica e degli 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.
Il progetto
Il team di Engineering ha innanzitutto progettato e costruito potenti sensori IoT che sono stati installati sul ponte per monitorare costantemente la struttura e raccogliere dati di vibrazione in tempo reale. I sensori sono stati sviluppati per poter 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.
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, che crea 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.
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 dal cliente 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.
Inoltre, la soluzione utilizza i dati raccolti per calcolare e fornire analisi delle prestazioni del ponte a cui può accedere la direzione del genio militare della Marina Italiana 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 gli indicatori chiave di prestazione (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 futuro dell’infrastruttura smart
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. Siamo molto orgogliosi del successo nel completamento e nella fornitura di questa soluzione innovativa, che è davvero il risultato di una stretta collaborazione tra la Marina Italiana, i team di Engineering Industries eXcellence ed Engineering Italia. La soluzione fornita è una potente vetrina del valore che tecnologie di supporto e digitalizzazione possono 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 esempio di iniziative innovative per modernizzare i sistemi di controllo elettrici e l'automazione dei ponti nel paese. Gli sviluppi futuri comprenderanno l’aggiunta di funzioni di intelligenza artificiale (AI) e analisi delle immagini video, integrate con il sistema di monitoraggio per consentire il riconoscimento avanzato di modelli e le analisi predittive.
Il nostro team è molto orgoglioso del successo nel completamento di questo progetto e si augura di continuare la collaborazione con il cliente su iniziative future che amplieranno, miglioreranno e aumenteranno ulteriormente le capacità del loro nuovo sistema di monitoraggio. 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 debbano 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.
I fattori trainanti del business del cliente
- Sviluppo rapido e flessibile della piattaforma
- Maggiore affidabilità dell’infrastruttura
- Ottimizzazione della pianificazione e degli interventi di manutenzione sul ponte
- Riduzione dei costi di manutenzione per la struttura
- Possibilità di raccolta dei dati in tempo reale e monitoraggio del ponte automatici
- Fornitura di analisi sulle prestazioni dell’infrastruttura
- Realizzazione di un data lake sicuro per promuovere il miglioramento continuo e decisioni più informate
- Facilitazione e miglioramento del monitoraggio delle strutture che non sono facilmente raggiungibili (ponti, tralicci, ferrovie, turbine eoliche, ecc.)
