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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
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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
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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
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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
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GrAMS 2020 HW - alberi
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Diagrammi ad albero
Analisi FMEA
Normativa vigente Statistiche d’incidente
Fault tree analysis
GrAMS 2020
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GrAMS 2020 HW - FMEA
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Idra
ulic
oEl
ettr
ico
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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
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GrAMS 2020 HW - FTA
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Dislivello38%
Esecuzione lavori37%
Chiusura porte19%
Discesa cabina
6%
Definizione dei parametri da misurare necessari al monitoraggio
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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
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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
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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
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GrAMS 2020 -Il prototipo
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Aggiungendo il resto dei componenti il costo totale preventivato è di ~150 € a scatola
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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Si ringrazia per l’attenzione
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