Gestione dei “sistemi di sistemi”

by redazione 0

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Il progetto di ricerca triennale Dymasos,  finanziato dall’Unione Europea, si è occupato di un tema di grande attualità e interesse: la gestione dei sistemi di sistemi, ovvero come tecnologie indipendenti possono essere controllate affinché lavorino insieme per ottimizzare i risultati generali. Con lo sviluppo di Internet delle cose, questa capacità di intercorrelazione di macchine e sistemi sta diventando sempre più importante.

PRODUTTIVITÀ E CONSUMI. Acronimo di Dynamic Management of Physically Coupled Systems of Systems, Dymasos si è concluso lo scorso settembre con lo sviluppo di nuovi metodi di gestione e strumenti tecnici per sistemi di sistemi “cyber-fisici” volti ad aumentare la aproduttività, minimizzando i consumi energetici e di materie prime.  “Il progetto ha fornito un importante contributo concreto verso la realizzazione e la concretizzazione di un nuovo campo di ricerca: l’Internet delle cose”  – commenta Iiro Harjunkoski, ricercatore presso i laboratori centrali di ABB in Germania e membro del consorzio Dymasos -.  In questo modo, gli oggetti di uso quotidiano potranno essere collegati in rete via internet: ciò permetterà loro di inviare e ricevere dati e di dare a qualsiasi sistema la capacità di essere ‘intelligente’ e coordinato con altri sistemi”.

CASI DI STUDIO REALI. Il progetto di ricerca europea si basa su casi di studio industriali reali, con alla base un’analisi completa dei mercati, delle esigenze industriali e delle sfide dei partner industriali del progetto. “La ricerca era guidata dai casi di applicazione ma era comunque volta a ottenere risultati fondamentali e nuove conoscenze” spiega il coordinatore del progetto, il prof. Sebastian Engell della Technische Universität di Dortmund. Il focus dei casi di studio era nel campo della produzione chimica,  con i gruppi BASF e Ineos, e in quello dell’ingegneria di infrastrutture per la distribuzione dell’energia elettrica e per la carica di veicoli elettrici, sulla base dei dati forniti da HEP ODS (Croazia) e Ayesa (Spagna).

APPROCCI DIVERSI. I ricercatori hanno utilizzato quattro diversi approcci per creare i modelli dei “sistemi di sistemi”. Sulla base del comportamento dei sistemi biologici, ETH Zurich ha cercato di capire e controllare il comportamento della popolazione. Ad esempio, è stato sviluppato un modello comportamentale per la ricarica di auto elettriche private, conoscendo solo informazioni sul comportamento medio della popolazione. Un caso di studio su un veicolo elettrico nella città di Malaga, svolto dall’Università di Siviglia, ha portato ad un modello del controllo di coalizione: come ottimizzare congiuntamente il comportamento di diversi elementi in un processo.
La Technische Universität di Dortmund ha creato un modello di meccanismi simili a quelli di mercato per ottimizzare i risultati mediante una determinazione della dinamica dei prezzi o equilibrando domanda e offerta, applicato a un sito petrolchimico di Ineos a Colonia e ad un reattore chimico di BASF. L’Università di Zagabria, invece, ha creato un modello di controllo gerarchico, nel quale la configurazione della rete può cambiare in modo dinamico per ridurre al minimo le perdite di energia, sulla base dello studio di una rete di distribuzione elettrica fornito da HEP ODS.

DALLE SIMULAZIONI AL MODELLO. Le simulazioni su larga scala di questi sistemi complessi hanno convalidato gli algoritmi ottenuti. In questo senso, la piattaforma di ingegneria di Dynasos fornisce linee guida per la progettazione di sistemi di sistemi in evoluzione, in grado di equilibrare l’autonomia locale e la gestione globale. “Il progetto ha sviluppato una serie di dimostrazioni pratiche che riguarderanno altri complessi all’interno e tra varie società e organizzazioni suscitando un maggiore interesse”, commenta uno dei partner del progetto, Mark Lewis, consulente in materia di bassi livelli di carbonio presso la Tees Valley Unlimited nel Regno Unito.
I ricercatori stanno adesso implementando le soluzioni sviluppate per fornire agli operatori europei di grandi sistemi tecnici e ai fornitori di soluzioni di gestione e automazione vantaggi competitivi strategici in termini di riduzione dei costi, efficienza energetica, maggiore stabilità e capacità resilienza in caso di problemi e cambiamenti della domanda.