Progettazione e prototipazione di un sistema di telemanutenzione intelligente per impianti tecnici: definizione dell’architettura per i sistemi elettro-idraulici

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA

MECCANICA E AEROSPAZIALE

Il GrAMS 2020

Relatore: Lorenzo Fedele

A.A. 2019/2020

Candidato: Alessandro D’Angelo

27/03/2020GrAMS 2020 Pagina 2

Il percorso del progetto

Stato dell’arte

GrAMS 2009

GrAMS 2020sviluppo hardware

GrAMS 2020sviluppo software

GrAMS 2020prototipo

GrAMS 2020per ascensori oleodinamici

Prospettive future

Modello di business per la commercializzazione

Nel 2018Fatturato totale: 2,4 miliardi €Vendite all’estero: 630 milioni €

Parco ascensori: ~1 milione1 ogni 130 abitanti

(Da ANIE AssoAscensori)

(Da Thyssenkrupp Elevator Italia)

Manutenzione predittiva: -50% h guastoRiparazioni: 700 €/anno per ascensoreConsumi energetici: ~10% dell’edificio

Manutenzione da parte della ditta:almeno 1 semestraleVerifica da parte di tecnici esperti certificati: biennale

Lo stato dell’arte

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BlueEye by RedZinc

T-Systems

(Da ‘Design of Elevator Monitoring and Alarm System Based on WiMAX’, progetto di ricercar cinese del 2015)

MAX di thyssenkrupp

Schindler Ahead

Otis ONE

KONE 24/7

GrAMS 2009

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1. Albero d’impianto2. Analisi FMECA3. Scelta dei parametri4. Definizione della rete neurale5. Output della rete neurale

• Meno interventi• Vita utile allungata• Sistema solido• Bassa potenza computazionale• Pochi dati streaming• Potenzialità commerciale• Semplicità• Adattabilità

• Nuova normativa• Avanzamento tecnologia• Solo ascensore a frizione• Avanzamento reti neurali

GrAMS 2020 HW - alberi

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Diagrammi ad albero

Analisi FMEA

Normativa vigente Statistiche d’incidente

Fault tree analysis

GrAMS 2020

GrAMS 2020 HW - FMEA

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Idra

ulic

oEl

ettr

ico

GrAMS 2020 HW - normativa e statistiche

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D.P.R. 162/99(95/16/CE)

D.P.R. 23/2017(2014/33/UE)

Rimangono esclusi gli impianti antecedenti al 01/07/99

(Dati assicurativi da C.A. Broker)

(Dati di una ricerca effettuata tra il 1998 e il 2007 in Corea del Sud – “An implementation of risk-based inspection for elevator maintenance” del

18/09/2010)

compongono il 52,1% dei guasti

compongono il 51,8% dei guasti

GrAMS 2020 HW - FTA

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Dislivello38%

Esecuzione lavori37%

Chiusura porte19%

Discesa cabina

6%

Definizione dei parametri da misurare necessari al monitoraggio

Accelerometro

Microfono

Sonda effetto Hall

Encoder incrementale

Encoder assoluto o metro laser

Cella di carico

GrAMS 2020 HW - G.DAB

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Copertura di ~88% dei guasti previsti

Connessi al SBCRaspberry Pi 3 B+

+

=

• Tetto cabina• Basamento motore elettrico• Pareti centralina oleodinamica

• Cavo operatore porte• Cavo quadro generale• Cavo motore elettrico• Cavo centralina

oleodinamica

• Puleggia motrice• Puleggia deviatrice• Taglia

• Vano corsa (tetto cabina)

• Pavimento cabina• Attacco funi sull’arcata

GrAMS 2020 SW - architettura

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1. Acquisizione dati tramite G.DAB2. Trasmissione dei dati (micro SD)3. Analisi dei dati (tramite rete neurale)4. Aggiornamento parametri G.DAB

GrAMS 2020 SW - acquisizione dati

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1. Programmazione acquisizione segnali

2. Elaborazione dei segnali3. Memorizzazione dei dati

• Filtraggio• Correzione onda• Divisione in frequenza

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GrAMS 2020 SW - simulazione d’acquisizione

Partenza

Velocità costante

Arrivo

Errore

Impianto fermo

GrAMS 2020 -Il prototipo

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Aggiungendo il resto dei componenti il costo totale preventivato è di ~150 € a scatola

G.DAB Hydra - perchè

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(Dati da ‘European Statistics of the Lift Industry’, International Lift

Technology & By-Industries Fair, 2004)

• Specifico per gli ascensori idraulici

• Rimangono una percentuale

importante delle nuove installazioni

• Sono facili da installare e compatti

• L’Italia è un paese a basso sviluppo

verticale

• Rappresentano una quota di mercato

non indifferente

G.DAB Hydra - la centralina

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1. Gruppo valvole di controllo2. Pompa a mano3. Filtro silenziatore4. Motore elettrico5. Pompa a vite6. Smorzatore di pulsazioni7. Sostegni del gruppo motore8. Tubo di raccordo9. Tubo di mandata

G.DAB Hydra - l’olio idraulico

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Viscosità

I contaminanti dell’olio causano ~80% dei guasti nelle pompe(Da ‘Management of Hazardous Energy: Deactivation, De-

Energization, Isolation, and Lockout’ di T. N. McManus, 2017)

Da ISO 4406:2017:

ISO 16/14/11 - olio pulito

= +75% vita utile dei componenti

ISO 19/17/14 - olio nuovo

VegetaliMineraliSintetici

AciditàPercentuale d’acqua

Particelle solide

SEN0189 Torbidità ottico

SHT-10 Temperatura e umidità

A02YYUW Distanza ad ultrasuoni

FPS2800B12C4 Viscosimetro

G.DAB Hydra - sensori

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= 461 ۥ Dentro al serbatoio in

immersione nell’olio

• Superficie interna superiore del serbatoio non a contatto con l’olio

• Superficie inferiore esterna a contatto con il serbatoio

Sguardo sul futuro

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Tecnologie emergenti:• Rilevazione stress funi tramite campi

magnetici• AI nella cabina• Block chain• Ottimizzazione del percorso in base ai

passeggeri

Nuovi ambiti:• Scale e marciapiedi mobili• Singoli macchinari per l’industria

Benessere sociale:• Riduzione dei costi di manutenzione• Impianti più efficienti• Trasparenza sullo stato d’impianto• Maggiore sicurezza

Proposta di business

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1. Costituire una società di capitali2. Segnalazione Certificata di Inizio Attività3. Richiesta dell’iscrizione alla sezione speciale

delle start-up innovative4. Redazione del Modello S5

Start- up Sapienza

Si ringrazia per l’attenzione

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