Un passo verso una progettazione più consapevole, dove l’energia diventa una variabile strategica nei modelli decisionali.
Un nuovo paradigma nella simulazione industriale
Nel pieno della transizione energetica e digitale, l’industria si trova di fronte a una doppia sfida: migliorare l’efficienza produttiva e ridurre l’impatto ambientale. In un contesto in cui le emissioni indirette di CO₂ derivanti dall’uso di elettricità costituiscono una quota crescente dell’impronta carbonica complessiva, la pianificazione energetica non può più prescindere dalla comprensione dei processi industriali. È proprio da questa esigenza che Flexcon S.r.l. ha sviluppato Flexcon Helios, un modulo avanzato per il software di simulazione FlexSim – oggi integrato nell’ecosistema di soluzioni Autodesk – pensato per integrare l’analisi energetica all’interno dei modelli di simulazione esistenti.
L’esigenza: modellare non solo la produzione, ma anche il consumo energetico
Negli ultimi anni, l’evoluzione delle tecnologie di simulazione ha reso sempre più accessibile la creazione di digital twin per i processi industriali. Tuttavia, l’aspetto energetico è rimasto spesso escluso o trattato in modo marginale, a causa della complessità nel modellare la disponibilità delle fonti, la variabilità dei prezzi e l’intensità carbonica dell’energia consumata. Inoltre, l’adozione crescente di fonti rinnovabili introduce una componente di intermittenza e variabilità temporale che richiede strumenti capaci di rispondere dinamicamente alle condizioni reali del sistema energetico.
In questo scenario, la domanda non è più soltanto “quanto consuma il mio impianto?”, ma soprattutto “quando consuma?” e “con quale fonte?”. Le decisioni operative e strategiche dovranno tenere conto non solo dell’efficienza produttiva, ma anche dell’impatto ambientale ed economico legato al consumo elettrico.
Flexcon Helios: la risposta innovativa di Flexcon
Flexcon Helios è stato sviluppato per colmare questo vuoto. Si tratta di un modulo per FlexSim che consente di associare, a ogni fase del processo simulato, un consumo energetico specifico. Il cuore del sistema è rappresentato da tre elementi fondamentali:
- Risorse consumatrici di energia (Energy Consumers): componenti del modello FlexSim che variano il proprio stato.
- Pratiche di uso energetico (Energy Use Policies): definiscono i fabbisogni di potenza per gruppi di oggetti simili, monitorano i cambi di stato e aggregano statistiche di consumo.
- Fonti energetiche (Energy Sources): simulano disponibilità, costi e intensità carbonica, anche con variabilità temporale e priorità d’utilizzo.
L’approccio di Helios si basa su una logica event-driven, tipica della simulazione a eventi discreti, in cui il consumo di energia viene trattato come una funzione del tempo di attività e dello stato operativo degli oggetti. Questo consente di costruire curve di potenza dinamiche e realistiche, che riflettono l’effettivo comportamento del sistema produttivo.
Simulare scenari energetici: costi, emissioni e ottimizzazione
Una delle potenzialità più interessanti di Flexcon Helios è la possibilità di integrare nella simulazione dati esterni relativi a:
- prezzi dinamici dell’energia (ad esempio tariffe orarie);
- intensità carbonica della rete (variabile nell’arco di un dato periodo o ciclo di utilizzo);
- disponibilità di fonti rinnovabili on-site (come fotovoltaico).
Questo permette non solo di stimare il consumo e le emissioni, ma anche di valutare scenari alternativi di gestione energetica, confrontando diverse politiche operative o configurazioni impiantistiche. Ad esempio, è possibile simulare:
- l’impatto della pianificazione operativa su costi ed emissioni, valutando scenari alternativi in cui le attività sono concentrate in fasce orarie caratterizzate da minore intensità carbonica e/o costo energetico;
- la convenienza economica e ambientale di strategie di carico energetico modulato, con adattamento dinamico dei consumi;
- il fabbisogno energetico richiesto dalle risorse consumatrici di energia, in relazione a pattern di consumo variabili nel tempo.
Tra le applicazioni specifiche, si segnala anche la possibilità di simulare il consumo energetico dei nastri trasportatori (conveyor) in funzione del peso del materiale, della velocità di movimento e del dislivello.
Un modulo integrabile nei modelli esistenti
Flexcon Helios è stato progettato con una filosofia di integrazione progressiva. Può essere applicato a modelli FlexSim già esistenti senza stravolgerne la logica o la struttura. Il monitoraggio avviene tramite eventi di cambio stato, ed è del tutto non intrusivo: il digital twin originario resta invariato, ma acquista una nuova dimensione energetica. Questo rende Helios uno strumento ideale per trasformare un modello esistente in un gemello digitale esteso, in grado di supportare valutazioni energetiche, ambientali ed economiche in modo realistico e dettagliato.
Verso il digital twin energetico
Flexcon Helios rappresenta un importante passo avanti verso la modellazione integrata dei processi produttivi e dei flussi energetici, fondamentale per affrontare le sfide della decarbonizzazione e della sostenibilità industriale. Offrendo una visione completa che unisce simulazione operativa e simulazione energetica, consente alle aziende di fare scelte più consapevoli, ottimizzare i propri sistemi in funzione non solo della produttività, ma anche della responsabilità ambientale.
In un’epoca in cui ogni kilowattora conta, conoscere quando e come si consuma energia, e soprattutto da quale fonte essa proviene, è la chiave per progettare una fabbrica intelligente nel senso più concreto, operativo ed energeticamente efficiente.
Tag tematici: Manifatturiero SPS Italia
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