PATTERN

Prognostica, ergonomia e virtualizzazione per le macchine automatiche in Emilia Romagna

Il progetto ricerca e sviluppo PATTERN intende sviluppare le tecnologie abilitanti per una nuova architettura di macchine automatiche modulare, riconfigurabile, adattiva, auto-ottimizzante e applicabile alle principali tipologie di macchine per il packaging realizzate dalle aziende presenti in Regione, leader mondiali nei rispettivi settori (food, beverage, tobacco, pharma, ecc).

La nuova architettura si basa su moduli meccatronici programmabili, capaci di rilevare autonomamente la qualità di lavorazione e di adottare azioni correttive per massimizzare qualità e produttività, nonché ottimizzare consumi energetici e costi di produzione.

La progettazione segue 4 direttrici principali di sviluppo:

  1. Virtual Prototyping e virtual vommissioning: tecniche e metodi di simulazione avanzata, multifisica e X-in-the-Loop per realizzare sistemi cyberfisici autonomi ed intelligenti, ottimizzando le prestazioni e riducendo i tempi di messa a punto.
  2. Librerie software modulari ed hardware independent: creazione di librerie software, modulari e riutilizzabili, che con un elevato livello di astrazione permettano di ridurre lo sviluppo software, garantendo al contempo maggiore affidabilità ed efficienza.
  3. Affidabilità e manutenzione predittiva: analisi evolute delle prestazioni di ogni modulo della macchina, per intraprendere azioni di manutenzione predittiva, incrementando affidabilità ed efficienza globale.
  4. Ergonomia e virtual training: per garantire la massima OEE e le migliori prestazioni, si propongono tecniche avanzate di training virtuale in ambienti digitali, analisi ergonomiche avanzate e supporto all’operatore mediante realtà aumentata.

OBIETTIVI REALIZZATIVI

  • Tool e metodi di simulazione avanzata permetteranno di progettare e ottimizzare moduli cyberfisici di macchine automatiche in ambienti virtuali e/o X-in-the-Loop, valutandone le prestazioni e includendo leggi del moto, interazione con il prodotto e logiche di controllo. Particolare attenzione
    è destinata allo sviluppo di servomeccanismi ad elevata dinamica e macchine complesse a stati. Ottimizzatori specifici ridurranno il consumo energetico ed al contempo incrementeranno la precisione del moto; approcci model based implementeranno tali risultati anche in logiche di controllo ed algoritmi embedded.
  • Lo sviluppo software beneficerà di innovativi tool e librerie hardware independent con cui sfruttare le potenzialità di diverse piattaforme di motion control in modo veloce e con un elevato tasso di riutilizzo. I prototipi virtuali serviranno per predire ed ottimizzare le prestazioni e per realizzare logiche di controllo evolute, idonee a rendere i moduli intelligenti e auto-ottimizzanti.
  • Gli stessi tool di simulazione e sviluppo software si integreranno con una piattaforma innovativa di identificazione dati e analisi dei segnali da utilizzare come motore per pratiche evolute di manutenzione predittiva, incrementando sensibilmente OEE e affidabilità delle macchine.
  • Le condizioni di lavoro degli operatori saranno migliorate, valutandone l’ergonomia (anche per operatori diversamente abili), incrementandone l’efficienza con tecniche lean e curandone l’addestramento con approcci innovativi, simili alle prassi aeronautiche di flight simulator.

RISULTATI ATTESI

I risultati raggiungeranno il livello TRL6, ricreando ambienti industrialmente rilevanti, in cui sarà possibile misurare concretamente le prestazioni ed i vantaggi raggiungibili con le innovazioni realizzate.

  • Stazione di prototipazione virtuale di macchine automatiche connesse Hardware-in-the-Loop con controller e camme elettroniche ad elevata dinamica.
  • Dimostratore di macchina automatica adattiva ed intelligente dotata di logiche di controllo modulari e hardware independent.
  • Modulo di pressatura di macchina automatica per il settore farmaceutico dotata di piattaforma per manutenzione e diagnostica predittiva.
  • Dimostratore di virtual training in ambiente immersivo con ottimizzazione ergonomica del lavoro di operatori di macchine automatiche, con specifico riferimento a personale diversamente abile.

PARTNER

  • LIAM LAB (Coordinatore)

  • INTERMECH – Centro Interdipartimentale per la Ricerca Applicata e i Servizi nel Settore della Meccanica Avanzata e della Motoristica, Università di Modena e Reggio Emilia

  • CRIT – Centro di Ricerca e Innovazione Tecnologica

  • BARBALAB – Laboratorio di Ingegneria Industriale

  • SACMI

  • IMA

SCOPRI GLI ALTRI PROGETTI