Compressori industriali e intelligenza artificiale

Da qualche anno, l’intelligenza artificiale e le sue straordinarie applicazioni sono uscite dai romanzi di fantascienza per conquistare l’attenzione dei media e del mondo imprenditoriale.

L’apparizione delle prime autovetture a guida autonoma, come ad esempio il modello A8 Audi presentato a Francoforte nel 2017, ci ha improvvisamente risvegliati a una realtà dove l’AI è già operante e funzionante nel nostro vissuto quotidiano.

Sorge dunque spontanea la domanda sulle possibili applicazioni dell’intelligenza artificiale ai compressori industriali: è possibile? O addirittura è già in atto? Che vantaggi può portare, oltre al risparmio della manodopera?

La risposta alle prime due domande è affermativa. La startup californiana SAM Controllers di Pittsboro, Stati Uniti, sta provando ad applicarla ai controller dei compressori, mentre alcuni ricercatori hanno proposto una combinazione di intelligenza artificiale e gruppi di compressione nella ottimizzazione dei gasdotti (fonte: https://www.researchgate.net/publication/220119197_Applications_of_artificial_intelligence_for_optimization_of_compressor_scheduling) . L’AI potrebbe anche risolvere alcuni problemi di carico e di sicurezza dei compressori stessi (fonte: https://scholarworks.iupui.edu/handle/1805/17932).

Rispetto alla terza domanda, infine, l’intelligenza artificiale permette di ottimizzare gli impianti con riduzione dei costi energetici e di manutenzione e aumento del livello di sicurezza, con vantaggi ripartiti sugli utilizzatori, i lavoratori e la collettività.

Come potrebbe avvenire l’applicazione dell’intelligenza artificiale ai compressori industriali

Un sistema di compressione dell’aria per uso industriale è qualcosa di particolarmente delicato che va costantemente controllato e monitorato. Basta una perdita di una guarnizione, un serbatoio non ben drenato o una variazione di carico improvvisa per creare danni o perdite significative della qualità dell’aria.

La notizia positiva è che la maggior parte di questi problemi sono preventivabili e gestibili con azioni di routine, ossia automatizzabili. Già oggi il gruppo di compressione è gestito da sistemi semi-automatici o automatici con scarso intervento umano.

L’intelligenza artificiale interviene per fare il passo in più, ossia automatizzare completamente un impianto di compressione. Grazie alla capacità di auto-apprendere insito nel concetto di intelligenza artificiale, il sistema può essere addestrato a prendere autonomamente decisioni per realizzare delle finalità prefissate, in genere collegate alla necessità di risparmiare energia e ottimizzare l’uso di determinate componenti, oltre che alla sicurezza.

Mentre questo tipo di applicazione dell’AI avviene più che a livello della singola macchina nel software di gestione globale dell’impianto o dello stabilimento, non mancano certo possibilità anche a livello di singole componenti hardware.

Si pensi ad esempio ai sensori ambientali, veri e propri organi di senso meccanici che hanno il delicato compito di segnalare alterazioni significative dello stato del sistema (temperatura, pressione, inquinanti) e su cui il software di gestione basa le sue decisioni.

L’intelligenza artificiale potrebbe migliorare le capacità di questi strumenti, innalzando la qualità del monitoraggio in tempo reale e creando una sinergia virtuosa tra macchine intelligenti e sensori sempre più potenti e in grado di fornire dettagli sui dati ambientali più raffinati e granulari.

Lo stato attuale della ricerca sull’applicazione dell’AI ai compressori industriali

Un passo fondamentale con cui l’intelligenza artificiale sembra doversi necessariamente confrontare e che viene sottolineato nell’ultimo articolo citato è quello di rendere le macchine capaci di prevedere il carico, pietra miliare per lo sviluppo di nuovi sistemi di gestione autonoma dei sistemi.

Attualmente, a livello sperimentale si è arrivati a circa 15 minuti di previsione utilizzando simulazioni di reti neurali (FFNN) e memorie a lungo breve termine (LSTM). Sono stati registrati, oltre alla capacità di gestire il carico, anche risparmi di consumo elettrico e la possibilità di ottimizzare la manutenzione delle macchine.

Le sperimentazioni sono state condotte dalla Purdue University di Indianapolis presso il dipartimento di ingegneria meccanica e lo studio è molto recente (2018). Bisognerà quindi attendere ancora qualche anno prima di vederne i primi tentativi di applicazione.

In conclusione, non bisogna pensare all’intelligenza artificiale applicata ai compressori industriali come una tecnologia volta semplicemente a una migliore gestione del processo, ma come qualcosa che potrebbe entrare dentro le singole componenti del sistema, modificandoli in maniera significativa.

BOGE è da sempre attenta all’evoluzione tecnologica, al punto da essere stata menzionata dal London Stock Exchange Group come una delle 1000 aziende europee fonte di ispirazione. Da qualche anno sostiene anche delle iniziative rivolte al mondo startup, come il challenge per hacker BOGE Expert tenutosi in Norvegia nell’estate scorsa.

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