Repro-light Consortium la final de drum. Scopul urmărit: realizarea corpului de iluminat al viitorului

Modularitatea, Flexibilitate, Interschimbabilitate – caracteristici esențiale

Se încheie proiectul european de cercetare Repro-light după un drum  de trei ani , început în 2017. Consorțiul Repro-light a fost lansat cu scopul de a sprijini industria de iluminat europeană spre o dezvoltare mai durabilă și un viitor competitiv. Proiectul a valorificat tehnologiile și materialele inovatoare prin dezvoltarea de corpuri de iluminat modulare inteligente obținute în cadrul unor procese de producție inteligente. Principalele componentele acestor corpuri de iluminat sunt interschimbabile și configurabile pentru respectivele aplicații (de exemplu, diferite module LED și optica aferentă), iar software-ul lor poate fi actualizat în consecinţă. Corpul de iluminat cu LED se poate schimba dintr-un obiect de unică folosință, într-unul personalizat și durabil, cu o valoare funcțională ridicată.

Acest „corp de iluminat al viitorului” modular oferă lumina potrivită pentru activitățile noastre de lucru, la locul potrivit și la momentul potrivit al zilei, adaptat nevoilor noastre individuale (personalizate). Această lumină optimă fiecărui moment al zilei,  îmbunătățește starea de spirit și productivitatea și poate influența pozitiv ritmul circadian al corpului nostru, care are un impact mare asupra sănătății noastre.

Cercetarea a demonstrat o cerere sporită de iluminat îmbunătățit și personalizat în societate și studii științifice detaliate pe eșantioane de populație testată au confirmat impactul pozitiv al acestor caracteristici în iluminat.  Studiile privind ciclul de viață au arătat că există un mare potențial de scădere a impactului asupra mediului al iluminatului, prin dezvoltarea inteligentă și durabilă a procesului de producție și prin gestionarea atentă a materialelor folosite (reutilizarea componentelor, reciclarea, deșeurile rezultate). Condusă de reprezentanți și jucători puternici din industria europeană de iluminat precum și de Producători și experți în sustenabilitatea iluminării și în științele sociale, Repro-light a derulat  acest proiect cu succes, pentru a invoca o schimbare durabilă în Industria europeană de iluminat cu mult peste durata de viață a proiectului. În cele ce urmează sunt prezentate realizările și rezultatele prezentate de consorțiu, membrii săi  detaliind constatările și recomandările lor.

1.S-a dezvoltat o Specificație pentru fabricația corpurilor de iluminat  și a caracteristicilor acestora și s-a validat un model tehnologic specific pentru soluții de iluminat: TAMLIGHT.

Un sondaj extins la nivel european pentru utilizatori (1100 persoane) a fost făcut pentru a înțelege pe deplin cerințele pieței pentru un iluminat mai bun. Rezultatele obținute din acest sondaj amplu a arătat că oamenii din Europa se așteptau la soluții de corp de iluminat mai bune, personalizabile și adaptabile pentru locul de muncă din viitor.

Rezultatele au oferit o analiză pentru definirea cerințelor individuale și tehnice pentru

Un iluminat mai durabil și mai competitiv. Rezultatele au relevat importanța unui

iluminat conectat pentru a realiza un sistem Repro-light. Atât conectivitatea prin cablu, cât și wireless a primit cele mai ridicate aprecieri ca atribute de proiectare. Iluminatul dinamic ce permite schimbarea tuturor caracteristicilor luminii (intensitate, culoare, direcție) a obținut, de asemenea, un scor ridicat alături de componentele interschimbabile și actualizabile prin firmware. Rezultatele au concluzionat că evaluarea acestor atribute de proiectare este determinată de cerințele strategice pentru economia circulară a viitarelor sisteme de iluminat S-a constatat că eficiența nu este cel mai important atribut de proiectare în iluminat, deși a atras încă un rating mediu-ridicat.

Proiectarea produselor și proceselor de producție

Partenerii consorțiului au dezvoltat o arhitectură modulară pentru un corp de iluminat continuu,

care maximizează variantele de produse dintr-un set minim de componente. Pentru a aduce întregul beneficiu al unui astfel de sistem modular pentru client, a fost proiectat un configurator. Asta permite configurarea caracteristicilor corpului de iluminat în mod liber, generând toate datele tehnice necesare și datele de fabricație, după cum este necesar, și are o interfață directă cu linia de producție.  S-a mers mai departe către dezvoltarea conceptului de corp de iluminat personalizabil prin proiectarea elementelor decorative prin imprimare 3D și a unor elemente funcționale care pot fi fabricate conform definițiilor clientului. De asemenea, au fost efectuate investigații pentru componentele corpurilor de iluminat ascuțite, în scopul susținerii modularității și personalizării pentru astfel de corpuri de iluminat. O altă forță motrice din spatele modularizării trebuia să crească durabilitatea prin creșterea timpului de utilizare a unui corp de iluminat. Cu toate acestea, în colaborare cu specialiștii în evaluarea mediului, s-a constatat că aceasta nu este întotdeauna abordarea optimă.

PTL  

O a doua arhitectură de corp de iluminat, Personal Table Light (PTL  ), a fost dezvoltată pentru îmbunătăți în mod specific iluminatul la locul de muncă și exploatează efectele luminii asupra bunăstării și sănătății oamenilor. PTL   realizează un iluminat excepțional pentru vedee și pentru  sănătatea la locul de muncă și este complet personalizat de utilizator prin intermediul unei aplicații desktop. Este un sistem de iluminat inteligent, centrat pe utilizator, care permite un control foarte flexibil al iluminatului la nivelul suprafaței pupitrului de lucru și al peretelui din spate, reglând nivelul de iluminare, temperatura culorii și distribuția luminii. Senzorii și sistemele de control integrate estimează activitățile curente ale utilizatorului și reglează automat iluminatul corespunzător acestor activități.

Schema de producție inteligentă pentru industria 4.0

A fost dezvoltată o schemă de producție complet automatizată pentru liniile de fabricație a corpurilor de iluminat cu peste 400.000 de variante de produse finite. Spre deosebire de metodele din trecut, când se produceau cantități mari dintr-un tip de corp de iluminat, tehnologia LED oferă avantajul, dar și provocarea unui număr mare de variante. Prin urmare, scopul a fost de a crea o linie de producție automată modulară și, astfel, în mare măsură flexibilă. Una dintre provocări a fost legătura dintre software-ul configuratorului și linia de producție automatizată, astfel încât, în cazuri extreme, până produse unicat, un ansamblu automat de producție să fie încă posibil de utilizat. Mai multe stații de lucru au fost realizate, examinate și instalate într-o linie de producție pilot semi-automată. În plus, producția prin imprimare 3D, extrem de personalizabilă pentru transformarea geometriilor poligonale ale formelor inspirate din biologie, a fost integrată în linia de producție pilot, dezvoltată pentru a asigura o producție în timp și disponibilitatea componentelor imprimate cu tehnologia 3D printing.

Rezultatele au dezvăluit o producție bine dezvoltată, personalizabilă și rentabilă, în care conexiunea dintre configuratorul corpului de iluminat, sistemul ERP și linia de asamblare în sine a furnizat avantajul cheie pentru o linie de producție inteligentă. Este posibilă astfel producția automată și rentabilă pentru corpurile de iluminat cu LED, indiferent de cât de multe variante de produse finite se produc. Este posibilă astfel pe aceleași linii de fabricație, fie producția de serii mici chiar de unicate, personalizate prin imprimare 3D,   fie producția de serie.

Evaluarea impactului asupra mediului

Impactul asupra  mediului al proiectelor de producție industrială a corpurilor de iluminat Repro-light a fost evaluată folosind metodologia LCA, pentru a lua în considerare producția, utilizarea și etapele de sfârșit de viață. Rezultatele au arătat o reducere a impactului de aproximativ 30% în categoriile de mediu legate de schimbările climatice, necesarul de energie primară și daunele aduse ecosistemelor. Acest lucru se datorează faptului că consumul de energie electrică în faza de utilizare a corpului de iluminat a fost redus datorită unui nou sistem de gestionare a luminii (controlul luminii de zi și al prezenței) și obținerii unei eficacități luminoase mai mare. O altă îmbunătățire semnificativă a fost realizată în etapa de producție deoarece impactul asociat consumului de resurse naturale (minerale) a scăzut semnificativ cu 60%. Acest lucru a fost atribuit unui nou design modular în arhitectura corpului de iluminat, ce economisește materiale (oțel, materiale plastice etc.) și evită utilizarea de materiale prețioase cu o încărcătură de mediu ridicată, cum ar fi aurul în LED-uri.

Rezultatele au susținut în continuare proiectarea ecologică a corpurilor de iluminat, care a fost un alt obiectiv cheie al Proiectului Repro-light. Evaluarea de mediu a fost, de asemenea, efectuată în conformitate cu necesitatea unei economii circulare, prin intermediul studiilor privind interschimbabilitatea modulelor LED și pentru a ști cum această nouă caracteristică influențează performanța de mediu a corpului de iluminat în ciclul său de viață.

O constatare cheie constată că sunt necesare eforturi suplimentare la sfârșitul duratei de viață a proiectului prin îmbunătățirea recuperării materialului ca sursă secundară. Acest lucru este vital pentru a minimiza materialul virgin de extracție utilizat în componentele electronice și pentru a spori valoarea corpului de iluminat într-o economie cirulară, prin reciclare.

În rezumat, echilibrul materiei prime (epuizarea resurselor abiotice), metalele utilizate pentru  electronica și pentru plăcile cu LED-uri și ratele lor de reciclare sunt în principal decisive (pământuri rare, precum și aur, argint, cupru, nichel, plumb și aluminiu și compușii acestora). Deficittul unei resurse este amenințătoare, așa cum este cazul aurului și argintului și al pământurilor rare. În ceea ce privește toxicitatea materialelor utilizate, exploatarea pământurilor rare (nămoluri toxice) și contaminarea necontrolată cu cupru, fier, plumb, nichel și argint este crucială.

Pentru toate celelalte sarcini de mediu, cum ar fi poluarea cu CO₂, responsabilă pentru încălzirea globală, consumul de energia primară, acidificarea și eutrofizarea solului, funcționarea corpurilor de iluminat (consumul de energie afferent) este responsabil de aproximativ 98%. Acceptarea tehnologică și gradul de utilizare a soluției de iluminat dezvoltate la locul de muncă

(Personal Table Light, PTL  ) a fost dovedit într-un studiu de teren, iar efectele non-vizuale  așteptate ale PTL   au fost investigate în studii de laborator cu un grup de testare. Pentru a realiza doza zilnică necesară de lumină, „dușuri ușoare speciale de lumină” au fost aplicate grupului de studiu și efectele acute au fost măsurate.

Consorțiul Repro-light a atins cu succes obiectivele proiectului de a oferi o schemă de corpuri de iluminat pentru a minimiza amprenta ecologică a luminilor cu LED-uri. În mod special luând în considerare extragerea materiilor prime pentru o economie circulară, o întreținere sporite, reutilizarea și reprocesarea, toate înainte de etapa de proiectare a produsului pentru a evita risipa și poluarea mediului.

Privind dincolo de stadiul tehnicii dezvoltate și analizând rezultatele și impacturi potențiale (inclusiv impactul socio-economic și implicațiile sociale mai largi ale proiectul de până acum), Repro-light confirmă cererea pentru un sistem de iluminat, ușor de utilizat, personalizabil, care a fost realizat cu așa-numita Personal Table Light (PTL  ). În prezent cu brevet în așteptare, PTL are potențialul de a transforma iluminatul spațiului de lucru la nivel mondial.

Rezultatele privind automatizarea și personalizarea

Acceptarea tehnologică și gradul de utilizare a soluției de iluminat dezvoltate la locul de muncă (Personal Table Light, PTL)a fost dovedit într-un studiu de teren, iar non-vizualul așteptat efectele PTL au fost investigate în studii de laborator cu un grup de testare. Pentru a realiza doza zilnică necesară de lumină, „dușuri ușoare” speciale au fost aplicate grupului de studiu și efectele acute au fost măsurate.

Consorțiul Repro-light a atins cu succes obiectivele proiectului de a oferi o schemă de corpuri de iluminat pentru a minimiza amprenta ecologică a iluminatului cu LED-uri. În mod special luând în considerare extracția materiilor prime pentru o economie circulară, a întreținerii sporite, reutilizarea și reprocesarea, toate înainte de etapa de proiectare a produsului pentru a evita risipa și poluarea mediului. Privind dincolo de stadiul tehnicii dezvoltate și analizând rezultatele și impacturi potențiale (inclusiv impactul socio-economic și implicațiile sociale mai largi ale proiectului de până acum), Repro-light confirmă cererea pentru un sistem de iluminat ușor de utilizat și ușor personalizabil,  realizat cu așa-numita tehnologie Personal Table Light (PTL). În prezent fiind obiectul unui cereri de brevetare, PTL are potențialul de a transforma iluminatul spațiului de lucru la nivel mondial. Rezultatele privind automatizarea și personalizarea în producție vor împinge iluminatul locurilor de muncă către un mod de operare mai durabil și individual, inclusiv în prelucrarea datelor și în depozite. Rezultatele analizelor ciclului de viață vor afecta profund viitorul corpurilor de iluminat și modelele de producție în industria iluminatului. Mai multe informații detaliate pot fi găsite pe https://www.repro-light.eu/downloads

Despre Repro-light

Finanțat prin programul de lucru Orizont 2020 al Comisiei Europene, Repro-light este un consorțiu format din experți europeni de renume, inclusiv; TRILUX, o forță motrice a Industria europeană de iluminat, producători de componente, inclusiv BJB, Grado Zero Espace, și Rohner Engineering, membri inovatori ai industriei iluminatului, Bartenbach și Luger Researsch, precum și experți în sustenabilitatea iluminatului și evaluarea ciclului de viață IREC  de la Universitatea Mondragon, proeminenți în științele sociale. Acest proiect a primit finanțare prin Programul de Cercetare și Inovare al Uniunii Europene Orizont 2020 în temeiul acordului de finanțare nr. 768780.

Twitter: https://twitter.com/Reprolight
Web: https://www.repro-light.eu/
YouTube https://youtu.be/yYygYZkum5w

Comunicat de presă – Austria, Aldrans, Tirol, noiembrie 2020