DEFCOM Descrizione del progetto

L’industria italiana affronta una crescente pressione competitiva in un settore dove tradizionalmente si colloca al vertice a livello mondiale: quello delle macchine utensili per deformazione. Alla comparsa di nuovi competitor provenienti da paesi emergenti (con bassi prezzi di vendita) si è affiancata, negli ultimi anni, una crescente attenzione da parte degli utilizzatori nei confronti dei costi d’acquisto e, soprattutto, di utilizzo e manutenzione dei beni strumentali, in conseguenza dei sempre più ridotti margini di vendita e degli incrementati costi per l’acquisto di energia. I principali concorrenti europei sono stati in grado di innovare le proprie soluzioni fornendo risposte concrete a tali esigenze, sia migliorando le prestazioni (in termini di produttività, consumo energetico, …), sia fornendo servizi integrati in grado di amplificare i benefici derivanti dal miglioramento tecnologico (personalizzazione, configurazione efficiente all’interno del processo produttivo esistente, …). Le macchine per deformazione rappresentano il 50% sul totale delle macchine utensili prodotte in Italia (“rapporto settore 2007” - UCIMU – Sistemi per Produrre – associazione costruttori italiani macchine utensili), si tratta quindi di un settore di vitale importanza per l’economia del paese ed estremamente rappresentativo della produzione patria.

Il progetto DefCom è finalizzato all’innovazione del prodotto “macchina utensile per deformazione” made in Italy, per favorire concretamente la competitività di questo settore nell’ottica di un radicale incremento delle prestazioni in relazione a:

  1. produttività - gli obiettivi quantitativi identificati da DefCom sono relativi ad: 1) una riduzione del tempo di produzione per kg di prodotto pari al 15%; 2) una riduzione degli scarti di produzione del 50%; 3) il miglioramento della manutenibilità del bene, riducendo il tempo di manutenzione del 50%
  2. eco sostenibilità - gli obiettivi quantitativi identificati da DefCom sono relativi ad: 1) una riduzione del materiale grezzo utilizzato per kg di prodotto finito pari al 5%; 2) una riduzione dell’energia utilizzata per kg di prodotto finito pari al 20%; 3) una riduzione della quantità di sottoprodotti del processo per kg di prodotto finito pari al 60%; 4) una riduzione degli spazi occupati del 20%

Questi obiettivi, fondamentali per promuovere la competitività dei beni strumentali made in Italy, sono perseguiti da DefCom attraverso 4 linee di ricerca, che caratterizzano l’innovazione del progetto:

  1. Studio, definizione ed implementazione di nuove architetture di macchina. L’attività di ricerca si articola su quattro temi principali:
    • Ottimizzazione delle prestazioni dinamiche
    • Incremento della rigidezza e diminuzione dei pesi
    • Riprogettazione della macchina per l’alloggiamento di sensori per “macchine intelligenti”
    • Riprogettazione in chiave modulare e riconfigurabile
  2. Sviluppo ed implementazione di sorgenti di riscaldamento controllato, per incrementare l’efficienza del processo di deformazione in ottica “near net shape”. L’attività di ricerca prevede, come temi portanti:
    • Riduzione delle forze di processo
    • Miglioramento della qualità dei prodotti in termini di proprietà meccaniche e microstruttura.
    • Aumento della precisione geometrica soprattutto grazie alla riduzione del ritorno elastico
    • Aumento della formabilità di materiali alto-resistenziali candidati alla produzione di nuove tipologie di prodotti, prima precluse alla lavorazione per deformazione.
  3. Studio e sviluppo di nuove soluzioni sensoristiche, per supportare l’adattabilità e la capacità di autoapprendimento della macchina. L’attività di ricerca si articola in:
    • Miglioramento del controllo dei parametri di processo
    • Realizzazione di controlli di feed-back ad anello chiuso sul processo
    • Implementazione di Logiche auto-adattative e di intelligenza artificiale
    • Implementazione di autodiagnostica remota e self-maintenance
  4. Studio ed introduzione di servo motori elettrici ad alte prestazioni. L’attività di ricerca si concretizza in:
    • Progettazione delle nuove strutture
    • Innovazione nel controllo per la gestione della nuova architettura hardware e software

Queste linee di ricerca sono chiaramente interagenti l’una con l’altra, come meglio mostrato nel piano di lavoro. Non possono inoltre prescindere dall’attività trasversale di studio e sviluppo di tecniche di lean production management, che agiscano da enabler e moltiplicatore dell’innovazione proposta dal progetto. DefCom prevede quindi una linea di ricerca parallela e trasversale, che si occupi di tale tema.

La validazione delle attività di ricerca proposte si concretizza nella realizzazione di quattro dimostratori prototipali, basati sui nuovi beni strumentali per la deformazione studiati e sviluppati nel progetto. I dimostratori sono di seguito brevemente presentati:

Un’estesa campagna di simulazione accompagna le quattro attività dimostrative, permettendo di valutare velocemente ed efficacemente scenari alternativi: questo aspetto contribuisce ulteriormente alla significatività della validazione.

La figura, di seguito presentata, riassume ed esemplifica lo schema concettuale del progetto.


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