PRESENTAZIONE DIPARTIMENTO DI MECCANICA - univpm.it · Dipartimento di Meccanica –Università...

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PRESENTAZIONE

DIPARTIMENTO DIMECCANICA

Università Politecnica delle Marche Facoltà di Ingegneria


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Gruppi:

Disegno e Metodi dell’Ingegneria Industriale

Costruzione di Macchine e Progettazione Meccanica

Meccanica Applicata alle Macchine

Metallurgia

Misure Meccaniche e Termiche

Tecnologie e Sistemi di lavorazione


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Attività del DTM Group

Design Tools and Methods

Maura Mengoni


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ORGANIZZAZIONE DEL GRUPPO

Dottorandi di ricerca: Claudio Favi

Landi Daniele

Alessandro Morbidoni

Assegnisti di ricerca: Roberto Raffaeli

(post doc) Margherita Peruzzini

Marco Mandolini

Paolo Cicconi

Assegnisti di ricerca: Barbara Colaiocco

Silvia Ceccacci

Paolo Morichetti

Alessandro Macchione

Marco Marconi

Collaboratori: Samuele Vitali, Serena

Mercuri, Andrea Finaurini,

Andrea Tirabassi,

Federica Giombetti

TOTALE: 20 di cui 3 ingegneri elettronici, 10 ingegneri

meccanici, 2 tecnici informatici, 2 ingegneri gestionali

Responsabile: Ferruccio Mandorli,

Docenti: Michele Germani, Maura Mengoni


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AMBITI DI RICERCA

PRINCIPALI TEMATICHE DI RICERCA

DESIGN

TOOLS AND

METHODS

CAMPI DI APPLICAZIONE

DESIGN

AUTOMATION

COLLABORATIVE

DESIGN


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OBIETTIVI DELLE ATTIVITA’ DI RICERCA

IDEATION

DEVELOPMENT

FREE-HAND

SKETCHES

PHYSICAL o

VIRTUAL

PROTOTYPES

3D CAD

MODELS

AUGMENTED

MODELS

Ridurre il time to market e garantire il mantenimento del design intent dalle prime

fasi di ideazione allo sviluppo prodotto

Gestire il ciclo di vita del prodotto promuovendo l’applicazione di concetti Lean ed

Eco-Oriented Product development

PROTOTIPAZIONE

VIRTUALE


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IL LABORATORI

LABORATORIO VIRTUAL PROTOTYPING

• SISTEMA VIRTUAL REALITY A STEREOSCOPIA ATTIVA dotato di diversi sistemi SW:

Alias Studio Tool, VisMock-up, UGS Jack, Catia V5,

• PIATTAFORMA DI SVILUPPO DEDICATA AD APPLICAZIONI VR: VIRTOOLS

• SISTEMA PER AUGMENTED REALITY (SW: Linceo VR, Hw: Video Camera: Logitech

Pro C910, Librerie ArToolKit )

• SISTEMA DI TRACKING OTTICO Modello Optitrack con 3 camere ad infrarossi

• SISTEMA DI MODELLAZIONE HAPTIC SENSABLE FREEFORM

• SISTEMA PLM CATIA V.5 DASSAULT SYSTEMES

• SISTEMA LINCEO VR PER PROTOTIPAZIONE VIRTUALE

LABORATORIO DI TIME COMPRESSION TECHNIQUES

• SISTEMA REVERSE ENGINEERING MINOLTA RANGE 7

• SISTEMA RILIEVO DI FORME 3D COMET 400 STEINBICHLER

• SISTEMA PROTOTIPAZIONE RAPIDA ZCORP

• SISTEMA DI MISURA 3D ROLAND PICZA MDX 1

SISTEMI SW PER LA PROTOTIPAZIONE VIRTUALE di PRODOTTI E PROCESSI

• SISTEMI CAD: SolidEdge, CATIA V5, SolidWorks, Rhinoceros, 3DSMax

• SISTEMI SIMULAZIONE: Stampaggio MOLDFLOW, Pressofusione alluminio

Magmasoft, Processi produttivi ARENA, Gestione di processo SPFlow


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INDUSTRIAL DESIGN virtual clay sculpturing

DIFFERENTI CONCEPT DI PRODOTTO

UTILIZZO DI STRUMENTI HAPTIC PER LA TRADUZIONE DEL CONCEPT IN VIRTUAL

PROTOTYPE PROTOTIPI VIRTUALI PER VALUTAZIONI ESTETICO-FUNZIONALI


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INDUSTRIAL DESIGN REVERSE ENGINEERING COME STRUMENTO PER

L’INGEGNERIZZAZIONE DI FORMA

PRODOTTO “INTERVISTA”

PROTOTIPO “TWIST” COME DEFORMAZIONE DI

“INTERVISTA

Perdita del design intent

Ricerca degli invarianti di processo, imposizione di vincoli per modiche funzionali = conservazione del design intent

IMPIEGO DI TECNICHE DI

REVERSE ENGINEERING PER

OTTENERE MODELLO 3D

DELL’ESISTENTE


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PRODOTTO “INTERVISTA”

RICOSTRUZIONE SUPERIFICI CAD .igs

RISULTATO:

PROTOTIPO FISICO POLTRONA

“TWIST”

CREAZIONE MODELLO CAD 3D PARAMETRICO

INDUSTRIAL DESIGN design intent formalization

ACQUISIZIONE 3D CON MINOLTA


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INDUSTRIAL DESIGN REVERSE ENGINEERING per il controllo qualità

I sistemi di Reverse Engineering sono utilizzazibili anche nel campo del controllo qualità

in quanto sono in grado di acquisire velocemente superfici di qualsiasi morfologia in

tempi rapidi.

In questo ambito si sono svolti studi per l’automazione del processo di controllo qualità

(forma e tolleranze dimensionali e geometriche) attraverso l’integrazione di robot

antropomorfi, sistemi senza contatto e sistemi software CAD-based che pilotano

l’intero processo e permettono di verificare la rispondenza del componente misurato

rispetto al design intent estetico (controllo qualità curvatura superfici) e funzionale

(prescrizioni tolleranze dimensionali e geometriche).


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DESIGN AUTOMATION Sistemi Knowledge-based CAD

Uno dei limiti degli attuali sistemi CAD 3D risiede nella loro eccessiva genericità. Una esigenza largamente diffusa riguarda la necessità di verticalizzare il sistema sulle problematiche di uno specifico settore applicativo.

La ricerca mira all’automazione delle fasi ripetitive del processo di progettazione mediante lo sviluppo di procedure ad-hoc in grado di strutturare architetture di prodotto modulari, di gestire le alternative di progetto e di generare automaticamente i modelli 3D sulla base di specifiche funzionali e di estrarre dal modello le informazioni geometriche necessaria per la realizzazione di simulazioni di processo.

Una corretta applicazione delle tecniche di Design Automation permette di raggiungere un duplice obiettivo: consolidare le conoscenze aziendali e velocizzare il processo di progettazione/produzione.


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E Settore impianti: generazione Knowledge based di modelli 3D da layout semplificati



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E Estrazione automatica di dati per analisi strutturali e per la produzione



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E Gestione di prodotti modulari e configurabili. Analisi dell’impatto delle modifiche su prodotti

modulari.

Sviluppo di un SW proprietario per il change propagation nell’ambito degli elettrodomestici.



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E Le aziende necessitano sempre di più di metodi e strumenti per valutare i costi di prodotto

fin dalle prime fasi della progettazione della soluzione.

La ricerca mira a studiare e sviluppare un sistema di supporto alla stima dei costi di

prodotto a partire dal modello CAD 3D. Il sistema deve essere supportato da un

database di conoscenza legato ai cicli produttivi aziendali e deve essere in grado di

riconoscere le informazioni di progetto in modo automatico a partire dal modello

CAD.

DESIGN AUTOMATION Preventivazione rapida di prodotti e processi di produzione


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E I sistemi CAD permettono la modellazioni di parti rigide. Spesso i prodotti meccanici

fanno uso di cavi, tubazioni oleodinamiche e pneumatiche per la cui definizione

bisogna ricorrere a prototipi fisici. L’attività mira all’integrazione nei sistemi CAD di

strumenti FEM e Knowledge Based per la simulazione e progettazione di parti flessibili

VIRTUAL PROTOTYPING Strumenti per la progettazione di tubazioni flessibili


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ECO-DESIGN E LIFE CYCLE ASSESSMENT

Il risparmio di risorse energetiche spinge allo studio di soluzioni che permettano di

minimizzare i consumi e l’impatto ambientale in tutte le fasi di vita del prodotto/sistema.

Per questo sono necessari metodi e strumenti in grado di far stimare l’impatto di scelte

progettuali fin dalla ideazione delle soluzioni progettuali, di far stimare le grandezze

significative dell’impatto ambientale (strumenti LCA), di supportare la scelta di soluzioni

ottimali dal punto di vista ambientale. In tutti questi ambito sono state svolte ricerche

che hanno portato alla messa a punto di metodi e nuove tecnologie


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ECO-DESIGN E LIFE CYCLE ASSESSMENT

Analisi di impatto ambientale con strumenti dedicati:

Eco-Design in settori multidisciplinari:

Certificazioni ambientali di processo e di prodotto industriale:


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DESIGN FOR ENERGY EFFICIENCY EROD PLATFORM

Studio e sviluppo di una piattaforma WEB dedicata

alla progettazione di gruppi motore-utilizzatore

orientata all’efficienza energetica del sistema e

all’eco-sostenibilità dei processi produttivi

In collaborazione con: Dipartimento di Energetica

UNIVPM, Nautes, Retis, Strategie


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METODOLOGIE DI PROGETTAZIONE: DESIGN FOR X

Sviluppo di metodi e strumenti dedicati alla progettazione orietata alla produzione e

assemblaggio per ottimizzare l’intero processo di sviluppo prodotto, anticipare errori e

problematiche di produzione in fase progettuale, ridurre le iterazioni di processo

• Design for Maintenance:

• Design for Recycling

• Design for Eco-Sustainability

• Design for Disassembly:


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CO-DESIGN piattaforme web-based per la gestione della conoscenza

La gestione della conoscenza all’interno

dell’impresa distribuita necessita di definire,

implementare e sperimentare nuovi strumenti

ICT (Information Communication Technology) per

l’integrazione inter/intra aziendale di competenze

esperte e attori coinvolti nel ciclo di sviluppo del

prodotto. Ciò può avvenire mediante la:

creazione di ambienti collaborativi per ottenere un agile

product development all’interno di ciascuna filiera coinvolta

nel progetto;

sviluppo di strumenti web-based che rafforzino le sinergie tra

PMI e grandi aziende per un più forte posizionamento nel

mercato globale del bacino industriale marchigiano;

PROGETTO CO-ENV

www.coenv.it


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CO-DESIGN piattaforme web-based per la gestione della conoscenza


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SETTORE BIOMEDICALE strumenti a supporto della calzatura ortopedica

La produzione della calzatura ortopedica segue un approccio manuale. L’introduzione di

principi di Mass Custiomization attraverso tecnologie per la scansione del piede e della

forma, la rielaborazione dei dati in software CAD dedicati e l’elaborazione di un processo

aziendale integrato, sta portando ad una produzione basata su criteri industriali.


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Il laboratorio di Realtà Virtuale è un ambiente simulato interattivo

che consente di interfacciare simultaneamente tutti gli utenti con lo

spazio del prodotto.

La tecnologia VR migliora l’interazione tra uomo e modello digitale

del prodotto favorendo i design reviews e la comunicazione

aziendale.

Le tecnologie di Virtual Prototyping possono contribuire ad

implementare nel ciclo di sviluppo prodotti concetti quali

collaborazione e integrazione tra le diverse competenze coinvolte

VIRTUAL REALITY E PROTOTYPING tematiche di ricerca

TEMATICHE DI RICERCA:

Ruolo delle tecnologie di Virtual Reality nel ciclo di sviluppo prodotto;

Metodi di benchmarking delle tecnologie per specifici contesti industriali;

Definizione di metodologie di integrazione delle tecnologie VR in specifiche attività di

processo;

Definizione di set-ups sperimentali per supportare analisi di ergonomia cognitiva e

fisica su prototipi virtuali

Applicazione delle tecnologie VR per design reviews estetici, funzionali ed ergonomici

Tecnologie multi sensoriali e multi modali per valutazioni di usabilità di prodotto e

supportare la progettazione HCD


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VIRTUAL REALITY E PROTOTYPING scelta del sistema VR per specifiche attività di processo

SUPPORTO STUDIO DI FATTIBILITA’ E SCELTA SISTEMA HW E SW


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VIRTUAL REALITY E PROTOTYPING analisi costi/benefici implementazione tecnologie VR

VALUTAZIONE BENEFICI OTTENUTI NEL CICLO DI SVILUPPO

PRODOTTO E PIANIFICAZIONE ATTIVITA’


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INDUSTRIAL DESIGN User-Centered Design

Sviluppi di nuovi concept di prodotto attraverso tecnologie di Virtual Reality e Augmented

Reality

Sviluppo di nuovi concepts mediante tecniche

tradizionali e digitali

Ingegnerizzazione prodotto e creazione di

prototipi virtuali


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INDUSTRIAL DESIGN Sviluppo di prototipi virtuali in AR/MR per HCD

Sviluppo di prototipi virtuali interattivi in ambienti che sfruttano tecnologie di Augmented

and Mixed Reality


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ALCUNI PROGETTI SIGNIFICATIVI DEL DTM Group

SSHOES: Special Shoes Movement, finanziato dalla Comunità Europea nell'ambito del VII

Programma Quadro, NMP-2008-4.0-7 Integration of technologies and materials for differentiated

consumer-centred product capability.

LEANPPD: LEAN PRODUCT AND PROCESS DEVELOPMENT, finanziato dalla Comunità

Europea nell’ambito del WP NMP-2007-3.1-1 Beyond lean Manufacturing – New Industrial Models

for Product and Process Life Cycle

EROD: ENERGY REDUCTION ORIENTED DESIGN, commissionato da un partenariato

composto da 15 imprese, tra cui Indesit Company, AEA, Bonfiglioli, Jobs, FIME Motors,

Nautes,Strategie, con capo filiera HSD del gruppo Biesse spa. il progetto è cofinanziato dal

Ministero dello Sviluppo Economico nell’ambito dei programmi Industria 2015 – bando 2008

CO-ENV: AMBIENTI E STRUMENTI INNOVATIVI PER LA PROGETTAZIONE

COLLABORATIVA E L’AGILE PRODUCT DEVELOPMENT NELL’AMBITO DELLO SVILUPPO

DI PRODOTTI MANIFATTURIERI MODULARI E CONFIGURABILI, co-finanziato dal Ministero

dello Sviluppo Economico nell’ambito dei progetti di ricerca industriale a valere FIT-ICT di filiera

l.46/82.

HOMELINE: DALL’ELETTRODOMESTICO AL SISTEMA CASA PER RIDURRE I CONSUMI

ENERGETICI, commissionato dalla Indesit Company in collaborazione con Nautes srl e Dotcom

srl, nell’ambito degli interventi POR-FESR 2007, Regione Marche

VYD: VIRTUAL REALITY DEDICATED SOFTWARE FOR SUPPORTING THE DESIGN

REVIEWS OF YACHTS PROTOTYPES, commissionato dalla ditta KEL Informatica , cofinanziato

dalla Regione Marche nell’ambito dei progetti ricerca e sviluppo L. 598/94, DGR n.728 – Bando

2007

STUDIO E SVILUPPO DI SISTEMA SOFTWARE PER PILOTARE SISTEMA DI CONTROLLO

DI FORME CAD-BASED, commissionato da QFP srl,, co-finanziato dal MIUR nell’ambito dei

finanziamenti per attività di ricerca (art.14 l.297/99).

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PARTNERSHIP E COLLABORAZIONI


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CONTATTI

Ing. Maura Mengoni, PhD

Università Politecnica delle Marche

Facoltà di Ingegneria

Dipartimento di Meccanica

Via Brecce Bianche

60131 Ancona

Italy

Tel. +39 071 220 4969

Fax. +39 071 220 4801

Mobile. +39 339 3616764

Email. [email protected]

URL: www.meccanica.univpm.it

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