Logistica 4.0 ed efficienza energetica negli immobili logistici - Sara Perotti - Politecnico di Milano - Musp
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Logistica 4.0 ed efficienza energetica negli
immobili logistici
Sara Perotti - Politecnico di Milano
Agenda • La Logistica nel contesto internazionale • Il contesto di Industry 4.0 e il ruolo della Logistica 4.0 • L’efficienza energetica degli edifici logistici
La Logistica nel contesto internazionale
Soluzioni Nuovi player della
software Logistica
Soluzioni
Piattaforme
hardware
Fonte: Osservatorio Contract Logistics «Gino Marchet» del Politecnico di Milano (2018)
Il contesto di Industry 4.0 e il ruolo della Logistica 4.0
Il Piano Nazionale Industria 4.0, coinvolgendo non solo macchinari ma anche sistemi logistici,
ha dato e può ancora dare un impulso alla trasformazione della logistica
«Beni strumentali il cui «Dispositivi per
funzionamento è controllato da l’interazione uomo-macchina e
sistemi computerizzati o gestito tramite per il miglioramento dell’ergonomia e
opportuni sensori e azionamenti» della sicurezza del posto di lavoro»
Sistemi di Robot (collaborativi) Interfacce uomo-macchina
movimentazione intelligenti a supporto di Postazioni di lavoro
automatizzati e/o Magazzini automatizzati sicurezza ed efficienza ergonomiche
dotati di sensori interconnessi con i
sistemi gestionali Dispositivi wearable …
…
«Sistemi per l’assicurazione
della qualità e della sostenibilità»
Sistemi per la
tracciabilità e Soluzioni intelligenti per
l’identificazione gestione e monitoraggio
automatica dei dei consumi
prodotti
…
Fonte: Osservatorio Contract Logistics «Gino Marchet» del Politecnico di Milano (2018)
Logistica 4.0
La Logistica 4.0 è l’applicazione dell’Industry 4.0 al mondo della Supply Chain, con nuovi sistemi di
stoccaggio, movimentazione e trasporto che sfruttano i pilastri dell’Industry 4.0
PRODUZIONE MAGAZZINO DISTRIBUZIONE
Indoor Outdoor
• Smart warehouse
SISTEMI DI SISTEMI DI
• Smart pallet
STOCCAGGIO MOVIMENTAZIONE
• Carrelli trilaterali semi-automatici
FISICO
• Carrelli con Sistema di guida ibrido
• Tecnologie di navigazione: Filo
DIGITALE
guida, Laser (LGV), Marker, Natural
navigation
• Sensoristica – Fleet Management
• COBOT (COllaborative roBOT) SISTEMI DI ALLESTIMENTO • Sistema di frenata automatica
• postazioni ergonomiche ORDINI • Interazione tra macchinari e AGV
• Autonomous Intelligent Vehicle
Fonte: Osservatorio Contract Logistics «Gino Marchet» del Politecnico di Milano (2018)
Efficienza energetica degli edifici logistici: il contesto
I numeri del fenomeno:
• Emissioni GHG worldwide = 50.000
mega ton CO2eq/anno
• Logistica e trasporti sono responsabili
del 5,5% delle emissioni GHG totali
• Gli edifici logistici rappresentano
l’11% del totale emissioni GHG
derivanti dalle attività logistiche
Fonte: Supply Chain Decarbonization, World Economic Forum (2009)
Rilevanza della tematica sotto il profilo economico (consumi e relativi costi) ed
ambientale (emissioni ed impatto in termini di ton CO2eq)
Efficienza energetica degli edifici logistici: il contesto
Principali aree di consumo energetico: illuminazione, sistemi di movimentazione
ed automazione, climatizzazione (riscaldamento, refrigerazione)
Consumi energetici nei magazzini non Consumi energetici nei magazzini
refrigerati refrigerati
Office HVAC
Cooling and ventilation Hot water 10%
3% 4%
Computing Other Refrigeration
Warehouse door 50%
2% 12%
heat
Catering Lighting 5%
7% 20%
Miscellaneous
8%
Battery chargers
Heating 12%
52%
Lighting
15%
Fonte: McKinnon, Green logistics: Improving the Environmental
Fonte: US Department of Energy (2016)
Sustainability of Logistics (2015). Nota: dati UK.Efficienza energetica degli edifici logistici
Strategie di riduzione dell’impatto ambientale delle attività logistiche
• Illuminazione • Sistemi di movimentazione
Sistemi di
Fotovoltaico Acquisto da
Illuminazione material Ricarica batteria Automazione
in fonti
«intelligente» handling ad alta frequenza «intelligente»
autoconsumo rinnovabili
«green»
Lampade LED vs. ad incandescenza • Carrelli con batterie agli • AS/RS con motori a
ioni di litio: -36% recupero di energia in
• fino a 80% risparmio energetico e 20% consumo energia elettrica frenata e in discesa: fino a
riduzione emissioni (Ries et al., 2017) e -36% emissioni CO2 28% riduzione di energia
(Oss. Contract Log., 2017) (Meneghetti et al., 2013)Efficienza energetica degli edifici logistici: lo studio • Nell’ambito dell’Osservatorio Contract Logistics «Gino Marchet» del Politecnico di Milano è stato attivato un Tavolo di lavoro sui temi dell’efficienza energetica degli edifici logistici. Obiettivi: • Valutare l’efficienza dei magazzini in Italia in termini di consumi energetici (kWh) ed emissioni (ton CO2eq) mediante un metodologia univoca • Impostare un confronto «oggettivo» delle performance, segmentando i siti logistici secondo diversi parametri (es. dimensioni, posizione geografica, funzione d’uso) • Identificazione e mappatura delle soluzioni adottate per il risparmio energetico
Efficienza energetica degli edifici logistici: i risultati
Le soluzioni adottate negli edifici logistici esaminati per la riduzione
dell’impatto ambientale: una «vista» di insieme
▪ Illuminazione a basso consumo
(lampade a led)
Illuminazione ▪ Sensoristica per la riduzione delle
inefficienze
▪ Fotovoltaico in autoconsumo
▪ Sistemi di material handling
Sistemi di «green»(carrelli con batterie agli
ioni di litio)
movimentazione
ed automazione ▪ Ricarica batteria ad alta
frequenza
▪ Isolamento termico dell’edificio
Climatizzazione
(riscaldamento, ▪ Sistemi di climatizzazione
«smart»
refrigerazione)
ed impiantistica ▪ Pannelli solariEfficienza energetica degli edifici logistici: i risultati
• Il 44% degli edifici logistici esaminati adotta almeno una soluzione per la riduzione
dell’impatto ambientale. Le più diffuse risultano essere relative all’impianto di
illuminazione: lampade a led (35%) e fotovoltaico in autoconsumo (11%).
Ancora scarsamente impiegati i sistemi di material handling «green»(carrelli con
batterie agli ioni di litio) e ricarica batteria ad alta frequenza.
Soluzioni per il risparmio energetico adottate vs. Settore merceologico
Illuminazione a basso consumo (lampade a led)
Isolamento termico dell'edificio Alimentare fresco
Alimentare secco
Fotovoltaico in autoconsumo Arredamento
Automotive
Pannelli solari
Farmaceutico
Ricarica batteria ad alta frequenza Fashion
Multi-settore
Sensoristica per la riduzione delle inefficienze
Retail no-food
Sistemi di climatizzazione "smart" Surgelato
Sistemi di material handling "green" (carrelli con batterie agli Altro
ioni di litio)
0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35%
Fonte: Osservatorio Contract Logistics «Gino Marchet» del Politecnico di Milano (2018)Efficienza energetica degli edifici logistici: i risultati
• Se l’installazione di lampade a led appare una strategia comune anche in magazzini
di non recente costruzione, sensoristica e impiantistica «green» appaiono più
diffuse nei nuovi magazzini.
Anno di costruzione
Prima del 2000-
Anni ’80 Anni ’90 Dal 2010
‘80 2009
Illuminazione a basso consumo
x x x x x
(lampade a led)
Illuminazione Sensoristica per la riduzione delle
x
inefficienze
Fotovoltaico in autoconsumo x x
Sistemi di material handling
Sistemi di «green» (carrelli con batterie agli x
movimentazione ioni di litio)
ed automazione Ricarica batteria ad alta frequenza
x x
Isolamento termico dell’edificio x x
Climatizzazione
(riscaldamento, Sistemi di climatizzazione «smart»
x
refrigerazione)
ed impiantistica
Pannelli solari x x
Fonte: Osservatorio Contract Logistics «Gino Marchet» del Politecnico di Milano (2018)Efficienza energetica degli edifici logistici: i risultati
• Sono stati confrontati i consumi medi di energia elettrica per unità di superficie
in immobili logistici refrigerati o almeno in parte refrigerati: è emerso che il
consumo medio in immobili logistici che adottano almeno una soluzione di
risparmio energetico è, in media, inferiore del 23% a quelli che non ne adottano.
Consumi medi per unità di superficie in immobili logistici almeno in parte
refrigerati
230
210
-23%
kWh/anno
190
170
150
130
Media kWh/m2 per immobili logistici almeno in parte refrigerati Media kWh/m2 per immobili logistici almeno in parte refrigerati
che NON adottano soluzioni di risparmio energetico che adottano soluzioni di risparmio energetico
Fonte: Osservatorio Contract Logistics «Gino Marchet» del Politecnico di Milano (2018)Efficienza energetica degli edifici logistici: i risultati
• La ripartizione del mix di consumi elettrici varia significativamente al variare della
temperatura da garantire all’interno dell’edificio. L’energia elettrica impiegata per
alimentare gli impianti di refrigerazione risulta la componente principale negli
immobili logistici con prodotti «freschi» e «freddi» (dal 65% al 85%), mentre nei
magazzini a temperatura ambiente è la movimentazione a rappresentare la
quota principale (55%).
Ripartizione mix consumi energia elettrica vs. Temperatura
Ambiente
41% 55% 3% 1%
7-15 °C
10% 5% 65% 20%
0-4 °C
7% 4% 82% 7%
-25 °C
8% 1% 85% 6%
Multi-temperatura 9% 7% 79% 5%
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Fonte: Osservatorio Contract Logistics «Gino Marchet» del Politecnico di Milano (2018)In sintesi • Le soluzioni di Logistica 4.0 sono • Crescente interesse verso soluzioni implementate sia in produzione sia in volte a migliorare l’efficienza contesti di logistica distributiva energetica degli immobili logistici (magazzino e distribuzione) • Focus prevalente su sistemi di • Il livello di sviluppo di una soluzione di illuminazione «smart» e a basso Logistica 4.0 dipende da differenti consumo, oltre che a soluzioni per la combinazioni nelle scelte di climatizzazione automazione fisica, connessione e • In sviluppo i sistemi di processo decisionale movimentazione ed automazione • I principali benefici attesi delle soluzioni «green» di Logistica 4.0 riguardano il miglioramento di produttività, visibilità/tracciabilità e sicurezza
Grazie per l’attenzione
Sara Perotti – Politecnico di Milano, sara.perotti@polimi.itPuoi anche leggere
