Le audaci ambizioni future di Anglian Water nel campo dell'asset performance management
"L'acqua è il nostro mestiere. La gestiamo con cura e non ci costa nulla". Questa è la missione dell'azienda idrica britannica Anglian Water. Situata nell'Inghilterra orientale, Anglian Water fornisce ogni giorno a quasi sette milioni di clienti l'accesso ad acqua pulita e servizi di riciclaggio dell'acqua. Con un forte impegno per la prosperità ambientale e sociale della regione, Anglian Water è il primo fornitore di servizi idrici a inserire questo scopo nello statuto della società. Ciò pone l'interesse pubblico al centro delle operazioni di Anglian Water, garantendo che le priorità ambientali e sociali vengano prese in considerazione per le generazioni a venire.
Gli stessi principi guidano gli obiettivi di Anglian Water nella gestione delle prestazioni degli asset. Per essere sicura di poter fornire acqua potabile pulita e riciclarla in modo sicuro, oggi e in futuro, con un impatto minimo sull'ambiente, Anglian Water si impegna a mantenere e migliorare la salute e le prestazioni dei suoi asset operativi. A tal fine, l'azienda investe in vari progetti, tra cui nuove tecnologie innovative per monitorare i suoi impianti remoti sia per l'acqua che per il riciclo dell'acqua. Le informazioni fornite, a loro volta, aiutano l'azienda a passare da ispezioni manuali basate sul tempo a una strategia di manutenzione più proattiva, a vantaggio dei clienti, dell'ambiente e dei profitti.
Nell'ambito di questa strategia di miglioramento della manutenzione, Anglian Water ha stretto una partnership con l'azienda tecnologica olandese Samotics, fornitore leader di informazioni in tempo reale per ottimizzare le prestazioni e l'efficienza energetica dei motori a corrente alternata e delle apparecchiature rotanti. Attraverso algoritmi basati sull'intelligenza artificiale e una tecnica chiamata analisi della firma elettrica (ESA), l'Samotics offre ad Anglian Water una tecnologia di rilevamento dei guasti robusta e di alta qualità, unita a informazioni sulle prestazioni e sull'energia, per aiutare l'azienda a eliminare i tempi di inattività non programmati, ridurre i rischi, i costi e risparmiare energia.
Siamo sempre impegnati ad aumentare l'affidabilità e l'efficienza delle nostre strutture e dei nostri asset critici. Per farlo in modo sostenibile, ci stiamo orientando verso un approccio alla manutenzione più proattivo, in cui i dati e le informazioni utili sono fondamentali per prendere decisioni aziendali positive.
Annesley Crisp, Responsabile del progetto vetrine e del coinvolgimento, Anglian Water
Implementazione dell'analisi predittiva su un'ampia gamma di asset sia nel settore idrico che in quello del riciclo dell'acqua.
Anglian Water gestisce più di 1.000 centri di riciclaggio dell'acqua e oltre 140 impianti di trattamento dell'acqua distribuiti su un'ampia area geografica, con molte delle sue risorse operative critiche in luoghi molto remoti e difficili da raggiungere. Prima dell'implementazione, Anglian Water si è riunita con il team di Samotics per una valutazione approfondita al fine di determinare dove la tecnologia predittiva avrebbe fornito il massimo valore nelle condizioni specifiche dei siti della sua rete.
È stato subito stabilito che il sistema SAM4 di Samotics per il monitoraggio della salute degli asset basato sull'intelligenza artificiale poteva aiutare Anglian Water ad affrontare le sfide uniche del monitoraggio della sua flotta di apparecchiature sommerse. Poiché SAM4 utilizza una serie di tecniche per analizzare la firma elettrica di un motore, i suoi sensori si installano all'interno dell'armadio di controllo del motore (MCC). Ciò consente all'azienda idrica di acquisire dati affidabili e fruibili sullo stato di salute e sulle prestazioni degli asset a distanza, senza doversi avvicinare all'asset sommerso. Queste funzionalità remote eliminano la necessità di ispezionare regolarmente le apparecchiature sommerse, consentendo al team di Anglian Water di passare da una manutenzione basata sul tempo a un approccio più proattivo.
Di conseguenza, un'ampia gamma di beni, tra cui pompe per pozzi, coclee di aspirazione e rotori di aerazione, distribuiti in oltre 25 siti, sono ora monitorati 24 ore su 24, 7 giorni su 7, dagli algoritmi di Samotics, dotati di intelligenza artificiale, in grado di rilevare e classificare i guasti in fase iniziale.
Per le nostre apparecchiature sommerse, che prima non eravamo in grado di monitorare in modo affidabile, ci siamo affidati a ispezioni di routine basate sul tempo o alla manutenzione reattiva, alle apparecchiature di riserva e alla mitigazione. Grazie a SAM4, ora possiamo monitorare in modo affidabile e remoto non solo le condizioni, ma anche le caratteristiche di funzionamento per capire se gli asset funzionano ancora in modo efficiente. Essere efficienti allunga la vita dell'asset, fa risparmiare energia e riduce il rischio operativo.
Tom Rust, Responsabile sviluppo tecnologico, Anglian Water
Come il rilevamento precoce di guasti al rotore di aerazione previene conseguenze catastrofiche
Anglian Water fornisce ogni giorno oltre 1 miliardo di litri d'acqua a più di 2 milioni di famiglie e 110.000 aziende. Per fornire acqua pulita, l'azienda si affida a processi biologici di trattamento dell'acqua che rimuovono il materiale organico solubile e l'ammoniaca. Per facilitare questi processi biologici, è necessaria un'ampia quantità di ossigeno affinché i microbi possano rimuovere gli inquinanti. È qui che entrano in gioco i sistemi di aerazione, che svolgono un ruolo importante.
I rotori di aerazione sono componenti critici di questi sistemi di aerazione; le loro pale innescano la miscelazione dell'acqua e le turbolenze portano l'aria negli strati inferiori del flusso d'acqua. I rotori di aerazione sono elementi essenziali all'interno dei processi di riciclo continuo delle acque reflue, il che li rende elementi di elevata criticità. Pertanto, se si verificasse un fermo macchina in un qualsiasi rotore di aerazione, si ridurrebbe immediatamente la capacità del sito. Ciò potrebbe comportare una perdita di servizio per i clienti e gravi rischi ambientali dovuti a episodi di inquinamento.
Per questi motivi, ricevere avvisi tempestivi di guasti in via di sviluppo ha un impatto significativo sulle operazioni di Anglian Water, come illustrato dai due casi di studio SAM4 che seguono.
Caso di studio sul rilevamento dei guasti 1
La segnalazione precoce di uno squilibrio meccanico in un rotore di aerazione ha permesso di pianificare la manutenzione in un momento ottimale.
Nel luglio del 2021, gli algoritmi di SAM4, guidati dall'intelligenza artificiale, hanno iniziato a segnalare la presenza di segni di squilibrio meccanico e/o di allentamento del rotore in uno dei siti di Anglian Water. Il sistema ha notificato ad Anglian Water il guasto in corso (Figura 1), ma poiché SAM4 è stato in grado di individuarlo in una fase iniziale, non è stato necessario intervenire immediatamente. Due settimane dopo, una misurazione delle vibrazioni ha confermato l'allarme inviato da SAM4.
Nei 3 mesi successivi, SAM4 ha continuato a monitorare le condizioni del rotore, che presentava sporadici aumenti di energia. A dicembre si è presentata una buona occasione per effettuare la manutenzione, durante la quale il team di Anglian Water ha sostituito il motore, il giunto e il riduttore del rotore. Quando Anglian Water ha ispezionato il gruppo smontato, ha riscontrato un chiaro sbilanciamento del rotore, che ha confermato la segnalazione iniziale di SAM4. Dopo queste sostituzioni, il rotore è tornato a funzionare normalmente (Figura 2).
Grazie ai dati in tempo reale sullo stato di salute degli asset di SAM4, il team di Anglian Water ha potuto intervenire tempestivamente, evitando un guasto catastrofico che avrebbe potuto comportare lunghi tempi di inattività, elevati costi di manutenzione e un potenziale evento di inquinamento.
Caso di studio sul rilevamento dei guasti 2
La visione continua e in tempo reale dello stato di salute del rotore di aerazione ha permesso al team di adottare misure per ridurre i rischi.
Nell'ottobre 2021, SAM4 ha inviato un allarme ad alta priorità per il rotore di uno dei siti, indicando un improvviso aumento di energia intorno alla frequenza di rotazione e segnalando segni di squilibrio meccanico e/o di allentamento (Figura 3). All'epoca, il SAM4 era stato installato sul rotore solo da due settimane. Data la gravità del problema, il sistema ha immediatamente sollecitato il team di Anglian Water a ispezionare l'asset alla prima occasione e ha consigliato di preparare la sostituzione dei componenti. Alcuni giorni dopo, una misurazione delle vibrazioni ha confermato la presenza di un allentamento nel gruppo motore e cambio.
Basandosi sui dati e sulle raccomandazioni di SAM4, il team di Anglian Water ha pianificato interventi immediati per garantire il funzionamento dell'impianto. Dopo le misure di intervento, le condizioni dell'impianto sono leggermente migliorate, come risulta dai dati SAM4 (Figura 3). Tuttavia, non è stato risolto il guasto di fondo. Così, per i successivi 1,5 mesi, SAM4 ha continuato a monitorare le condizioni del rotore, mostrando che l'intensità energetica continuava ad aumentare gradualmente.
Il 10 dicembre, SAM4 ha rilevato un altro forte aumento, indicando che il guasto era passato allo stadio successivo (Figura 4). Il sistema ha informato Anglian Water e ha messo l'asset in allarme rosso. Nei giorni successivi, i valori si sono mantenuti elevati, il che ha indotto il sistema a inviare un ulteriore allarme, questa volta indicando un aumento dell'energia intorno alle frequenze legate ai cuscinetti. Il 14 dicembre, il team di Anglian Water ha ricevuto la notifica che il rotore si sarebbe guastato a breve.
Tuttavia, poiché il rotore doveva continuare a funzionare per garantire che il sito di riciclaggio dell'acqua rimanesse a piena capacità, non era possibile ritirare immediatamente l'asset per la manutenzione. Questo purtroppo ha portato al guasto dell'asset il 15 dicembre, prima che si presentasse l'opportunità di effettuare le riparazioni. Mentre il rotore non era operativo, SAM4 ha monitorato da vicino gli altri asset del sito per dare fiducia ai team di Anglian Water sui processi di mitigazione e temporanei messi in atto.
L'11 marzo, il team di Anglian Water ha trovato un momento opportuno per installare un nuovo gruppo rotore. Non appena l'asset è tornato in funzione, è stato immediatamente visibile nei dati SAM4 (Figura 5).
L'Samotics si è rivelato azzeccato per quanto riguarda il guasto al rotore in uno dei nostri siti WRC. La causa principale era esattamente quella prevista da SAM4. Sulla base delle intuizioni di SAM4, siamo stati in grado di effettuare interventi correttivi e di mantenere l'unità in funzione per la conformità. Anche se alla fine il guasto si è verificato, SAM4 si è rivelato 100% corretto e ci ha permesso di intraprendere azioni per ridurre i rischi.
Tom Rust, Responsabile sviluppo tecnologico, Anglian Water
Anglian Water ha evitato costi elevati grazie alla tecnologia di analisi predittiva di Samotics
Segnalando con precisione lo sviluppo di guasti ai rotori di aerazione, l'Samotics ha aiutato Anglian Water a intervenire tempestivamente per evitare guasti catastrofici e a preparare azioni per ridurre i rischi. A sua volta, questo ha aiutato l'azienda idrica ad aumentare l'efficienza e l'affidabilità dei suoi siti di riciclaggio dell'acqua, in modo da poter continuare a riciclare l'acqua in modo efficace e restituirla in modo sicuro all'ambiente.
Inoltre, il team di Anglian Water ha potuto risparmiare molti costi aggiuntivi. Poiché il team sapeva con mesi di anticipo dell'imminente guasto, la manutenzione poteva essere pianificata nel momento più opportuno, evitando molti costi di manutenzione non pianificati. Ad esempio, la sostituzione completa del rotore sarebbe stata molto più costosa della sostituzione di un componente specifico in avaria. Inoltre, se il rotore si fosse guastato e non fossero stati disponibili pezzi di ricambio, il team avrebbe dovuto noleggiare attrezzature di emergenza, aumentando ulteriormente i costi.
Infine, grazie alle intuizioni di Samotics, il team di Anglian Water è riuscito a minimizzare il rischio di potenziali incidenti di inquinamento, salvaguardando la qualità e la disponibilità di acqua per i clienti. Questo ha anche aiutato l'azienda a prevenire gli impatti finanziari associati.
Implementare con successo una strategia di manutenzione proattiva per l'efficienza e l'affidabilità a lungo termine dell'acqua e del riciclo dell'acqua.
Per continuare a fornire servizi idrici e di riciclo dell'acqua sostenibili a un'area sempre più in crescita, Anglian Water è impegnata a esplorare nuovi approcci digitali per migliorare ogni aspetto della sua attività. Ciò include anche obiettivi coraggiosi quando si tratta di mantenere la salute e le prestazioni degli asset operativi. Una grande iniziativa attualmente in corso è il passaggio a una strategia di manutenzione più proattiva, che consentirà all'azienda di ottenere affidabilità ed efficienza a lungo termine per l'acqua e il riciclo dell'acqua, a vantaggio dei clienti, dell'ambiente e della linea di bilancio.
Grazie all'implementazione della tecnologia predittiva di Samotics, Anglian Water ha ottenuto informazioni in tempo reale che hanno aiutato l'azienda a implementare con successo una strategia di manutenzione proattiva e a lavorare in modo più orientato ai dati. Di conseguenza, Anglian Water elimina i tempi di inattività non pianificati, riduce i rischi, abbassa i costi e risparmia energia, assicurandosi di poter continuare a soddisfare il fabbisogno idrico attuale e futuro della regione, riducendo al minimo l'impatto sull'ambiente.
Il livello di conoscenza che riceviamo da Samotics sullo stato di salute e sulle prestazioni dei nostri asset critici ci consente di passare con successo a una strategia di manutenzione più proattiva.
Tom Swain, Responsabile dell'ottimizzazione, Anglian Water
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