ARTISAN: Energy-aware enterprise systems for low-carbon intelligent operations The ARTISAN project envisions significant reductions (at least 10%) in energy consumption and CO2 emissions of the European Textile Industry by integrating data-capturing technologies, process-based energy measurement and real-time optimization of operations. It will provide enterprise management systems with services for monitoring and operational decision making, available at each supply chain partner, and, additionally, trading services for energy and carbon permits forging collaboration across supply networks. Relying on a service-oriented architecture and data capturing through sensors and energy metering devices, expected achievements and technologies to be used of ARTISAN include: - an information infrastructure, enabled by AUTO ID, WSN or other hardware components, for efficient capture, storage and communication of energy consumption data; - energy performance indicator structures and services for the textile industry; - services monitoring, reporting and analyzing energy performance per process; - real-time optimization algorithms for planning and scheduling of supply chain processes and enterprise operations in terms of cost reductions and minimum consumption of energy; - tools for evaluating overall energy efficiency based on productivity assessment of processes and implicitly of products; - intra- and inter-organisational services for energy consumption forecast and trade of energy and CO2; - a layered architecture interconnecting the modules in a seamless way, enabling interoperability both internally and among supply chain partners. Field trials based on representative use-cases drawn from the European textile industry will demonstrate the functionality of the modules and the interconnections in a real context. Hence, each company is encouraged to become an ARTISAN in energy management, but mostly an ARTISAN in decisions based on energy and environmental indicators in both its day-to-day operations and business partnerships. Aspects related to energy trade are in the perspective of a smart energy grid. http://www.artisan-project.eu/ Altre slide in: http://www.slideshare.net/UTT-PMI/6-branchetti-cw453006v3i-tooldienergysavingsesec e http://www.slideshare.net/UTT-PMI/5-de-sabbata-2-di452033v6presentazione-artisanesesecperem2m-1326-32769061 (queste slide: file DI452-042)

1. ARTISAN
Energy-aware enterprise systems for
low-carbon intelligent operations
1Energia su Misura per l’industria Tessile Abbigliamento

2. 2Energia su Misura per l’industria Tessile Abbigliamento
ARTISAN
• Progetto di Ricerca e Sviluppo cofinanziato dal 7° PQ della Commissione
Europea, coordinato da ENEA.
• Coinvolge 9 partner in 5 nazioni
• Scopo: uso di tecnologie ICT per promuovere la riduzione del consumo
energetico e delle emissioni di CO2 nell’industria Tessile Europea.
• Inizio 1 Novembre 2012, conclusione 30 Aprile 2014
05/06/2014

3. 3Energia su Misura per l’industria Tessile Abbigliamento
Quanto consuma l’industria
tessile?
• Energia elettrica per filatura: dai 3,6 ai 5 MWh/t,
energia (elettrica e termica) per tingere filato 8,41 MWh/t (*)
• Energia (elettrica e termica) per tessitura 2,80 MWh/t,
per tintura tessuto: 5,54 MWh/t
per finissaggio 5,68 MWh/t (*)
• Spesa energetica per una piccola impresa di tessitura
(ATECO 13200000) pari a € 513.045 per energia elettrica e
€ 606.382 per gas (**)
(*) Dati dal progetto EMS-Textile
(**) Elaborazione dati forniti da SMI
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4. 4Energia su Misura per l’industria Tessile Abbigliamento
L’approccio di ARTISAN
• ARTISAN si propone di lavorare principalmente sull’operatività
quotidiana dell’azienda:
– Dando coscienza dei consumi reali dei macchinari e di quelli indiretti,
anche riaggregandoli per processo e/o prodotto
– Permettendo la previsione dei consumi futuri
– Ottimizzando la schedulazione della produzione al fine da minimizzare
gli sprechi energetici (per esempio minimizzando i tempi in cui le
macchine restano accese ma inattive…)
• A questo scopo ARTISAN individua e propone un modello di
servizi informatici (divisi in 5 livelli), un tool di autovalutazione
delle prestazioni energetiche (ENCORE) e un prototipo
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5. Flussi informativi da integrare
Operational flow
Production process flow
Energy consumption
flow
Energy and carbon
footprint flow
ERP
systems
WMS
systems
MES
systems
EMS
systems

6. MONITORAGGIO CONSUMI DI PROCESSO
COMMERCIO DI ENERGIA E DI PERMESSI DI EMISSIONE
STIMA E PIANIFICAZIONE DI CONSUMI ENERGETICI ED EMISSIONI
DI CO2
MONITORAGGIO CONSUMI AZIENDALI
05/06/2014
ServizioIServizioIIServizioIII
6
ServizioIV
6
ServizioV
OTTIMIZZAZIONE «ENERGETICAMENTE CONSAPEVOLE» DELLA
SCHEDULAZIONE DELLA PRODUZIONE

7. 8Energia su Misura per l’industria Tessile Abbigliamento
Monitoraggio consumi di processo
(Servizio I)
• Raccolta e l’immagazzinamento dei dati di consumo
attraverso sensori, gestione di allarmi, calcolo del
consumo per step di processo e per ordine…
Per esempio, il manager di
produzione potrebbe
accorgersi che, in intervalli
diversi ci sono consumi
diversi o che due macchine
simili hanno consumi
diversi, rendendosi conto di
un’anomalia
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8. 9Energia su Misura per l’industria Tessile Abbigliamento
Monitoraggio consumi aziendali
(Servizio II)
• Modellazione dei consumi a livello aziendale,
aggregazione consumi diretti e indiretti per articolo
Questo dà la percezione
del consumo per articolo
(e, per esempio, permette
una comparazione con i
valori di benchmark)
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9. 10Energia su Misura per l’industria Tessile Abbigliamento
Energy and Carbon estimating and
planning (Servizio III)
• Stima dei consumi futuri di energia per step di processo,
per processo, per ordine di produzione
Esempio di previsione dei
consumi su base
settimanale
05/06/2014

10. 11Energia su Misura per l’industria Tessile Abbigliamento
Energy-aware optimization of
production scheduling (Servizio IV)
• Riduzione dei consumi di energia diretta e indiretta tramite
ottimizzazione dello scheduling di produzione
(*) tempo che passa da quando il primo pezzo da produrre entra nella prima macchina a quando
l'ultimo pezzo in produzione esce dall'ultima macchina
Scenari di ottimizzazione:
Minimizzazione del makespan(*)
con conseguente
minimizzazione dei consumi
indiretti, minimizzazione del
tempo di inattività per tutte o
alcune macchine, ottimizzazione
gerarchiche con entrambi i casi
05/06/2014
Diagramma di
Gaant che mostra
la schedulazione

11. 05/06/2014 12Energia su Misura per l’industria Tessile Abbigliamento
Energy-aware optimization of
production scheduling (Servizio IV)
• L’idea è di usare l’energia consumata come
variabile di schedulazione
• Il risultato del servizio è una possibile
schedulazione ottimizzata dal punto di vista
energetica che potrà essere inviata al MES

12. 13Energia su Misura per l’industria Tessile Abbigliamento
Trading of energy and carbon
permits (Servizio V)
• Piattaforma per acquisto e vendita di energia e permessi
si emissione
• Unica piattaforma per entrambi
i tipi di prodotti
• Test di invio dati alla
piattaforma GME
• Servizio che guarda al futuro
(Smart Grid)
05/06/2014

13. 14Energia su Misura per l’industria Tessile Abbigliamento
EnCoRe
• EnCoRe (Energy Consumption Reduction Tool): permette di auto-
analizzare il rendimento energetico dell’azienda, lo confronta con valori di
benchmark e suggerisce Best Practice per migliorarlo
• rappresenta il punto di ingresso ad ARTISAN (prima di lavorare
sull’operatività quotidiana, bisogna ottimizzare l’esistente)
05/06/2014

14. 15Energia su Misura per l’industria Tessile Abbigliamento
Primi risultati
• Attraverso analisi dati di consumo in tempo reale dei macchinari, da rete
di sensori, Marc Cain (partner del progetto) ha individuato nuove regole
operative per le macchine elettriche con un risparmio medio di circa il
10% nei consumi.
• Attraverso ottimizzazione, Marc Cain ha individuato possibile riduzione
dei tempi di stand-by delle macchine con possibile risparmio del 20% di
energia elettrica ed analogo risparmio nell’uso del condizionatore
• Attraverso ottimizzazione, Fratelli Piacenza (partner del progetto) ha
individuato promettente area di ottimizzazione dei consumi termici
intervenendo su programmazione produzione nel reparto di finissaggio al
fine di ridurre i tempi di stand-by
05/06/2014

15. 16Energia su Misura per l’industria Tessile Abbigliamento
Grazie a tutti
per l’attenzione
Sito SESEC: www.euratex.eu/sesec
Sito ARTISAN: www.artisan-project.eu
Sito EM2M: euratex.eu/index.php?id=282
Sito EM2M italiano: www.artisan-project.eu/?li=it&p=557
05/06/2014