key words
Advanced Machine Control; Adaptive Factory
Automation; Energy Efficient and Green Production;
Consumer Centred Manufacturing.
2MaCS
M achin e an d M an ufactur in g C o n tro l S y s t em s
Obiettivi della ricerca
Research goals
Oggigiorno, l’industria deve far fronte a frequenti e imprevedibi-
Nowadays, industries have to face frequent and unpredic-
li variazioni di mercato. Per mantenere la propria competitività
table market changes. So, to stay competitive, companies
essa deve poter annoverare nuovi sistemi di produzione in grado
must rely on new type of production system, being very re-
di reagire rapidamente a tutte queste variazioni. Sistemi di con-
sponsive to all such changes. Agile, scalable and reliable
trollo agili, scalabili e affidabili rappresentano un elemento cru-
control systems are a crucial element to properly cope with
ciale per affrontare efficacemente il problema descritto. In par-
the considered problem. In particular, fast development,
ticolare, lo sviluppo rapido, la riutilizzabilità e riconfigurabilità di
reuse and reconfigurability of already developed automa-
soluzioni di automazione già precedentemente sviluppate sono
tion solutions are fundamental elements to reduce the cost
aspetti fondamentali per ridurre tempi e costi necessari alla pro-
and time needed to engineer and realize a new production
gettazione e realizzazione di un nuovo sistema di produzione
system, or to modify an existent one. In such a context,
o alla modifica di uno già esistente. In questo contesto risulta
the definition of methodologies and tools that support all
necessaria la definizione di metodologie e strumenti a supporto
the phases of the life cycle of machines, cells and produc-
di ciascuna fase del ciclo di vita di macchine, di celle e di linee
tion lines, and of related manufacturing control systems,
di produzione, nonché dei relativi sistemi di controllo. Nello spe-
is mandatory. Specifically, it is necessary to investigate:
cifico è necessario investigare: standard e modelli di riferimento
reference models and standards for the structured deve-
per uno sviluppo strutturato dei sistemi di controllo, metodi di
lopment of control systems, verification methods based on
verifica basati su analisi formale e su simulazione dinamica,
formal analysis or dynamic simulation methods, automatic
tecniche di generazione automatica di codice, strumenti di pro-
code generation techniques, computer aided control system
gettazione CACSD, algoritmi di controllo (modulante, numerico e
design tools, innovative (modulating, numeric and logic)
logico) innovativi e tecnologie di automazione emergenti.
control algorithms and emerging automation technologies.
Sistemi di controllo e supervisione avanzati risultano tecnologie
Advanced control and supervision systems are enabling
abilitanti per aumentare l’efficienza energetica e ridurre l’impat-
technologies to increase the energy efficiency and to reduce
to ambientale dei processi industriali, attraverso azioni condotte
the environmental impact of industrial processes, by means
a livello di sistema integrato di produzione.
of actions at integrated production system level.
Soluzioni di automazione per fabbriche adattative, pienamente
Adaptive factory automation solutions fully integrated with
integrate con le fasi di design e gestione della produzione, sono
the design and production management departments are
condizioni imprescindibili per sistemi produttivi efficienti e so-
also a key enabler for green production as well as for con-
stenibili così come per la realizzazione di prodotti orientati al
sumer oriented products manufacturing.
consumatore.
Attività di ricerca
Research activities
The objective of the 2MaCS group research activities is to
Lo scopo delle attività di ricerca del gruppo 2MaCS è la con-
develop factories as integrated systems capable to respond
cezione della fabbrica come sistema integrato in grado di ri-
to market needs in a fast, efficient, safe and sustainable
spondere in modo rapido, efficiente, sicuro e sostenibile alle
way, by means of the development and the integration of
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2MaCS
I sistemi di produzione del futuro
richiedono soluzioni di controllo
intelligenti
Smart production systems of the future
need intelligent control solutions
Il gruppo di ricerca 2MaCS sviluppa sistemi di controllo e
soluzioni di automazione innovative volte al miglioramento
delle prestazioni, all’affidabilità, all’efficienza energetica e
alla sostenibilità dei sistemi di produzione.
The 2MaCS research group develops new control systems
and innovative automation solutions for increased performance, reliability, energy efficiency and sustainability of
production systems
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Soluzioni CAD-CAM e lavorazioni
flessibili avanzate per la produzione di prodotti personalizzati,
sviluppate da 2MaCS
Advanced CAD-CAM and flexible
machining solutions for personalised products manufacturing,
developed by 2MaCS
esigenze del mercato, attraverso lo sviluppo e la integrazione
intelligent control and automation systems.
di sistemi di controllo e automazione intelligenti. In particolare,
In particular, the ongoing technological innovation and
le attività di innovazione tecnologica e di ricerca scientifica del
scientific research activities of the 2MaCS research group
gruppo 2MaCS sono: lo studio, la concezione, la definizione e
are: the study, conception, definition and application of
l’applicazione di metodi e strumenti per l’analisi, la progettazio-
methods and tools for the analysis, design, simulation, im-
ne, la simulazione, l’implementazione e il testing di sistemi di
plementation and testing of modulating, numeric and logic
controllo modulante, numerico e logico, dalla macchina all’im-
control systems from machine to distributed manufacturing
pianto, includendo inoltre le funzioni di diagnosi, monitoraggio
plant level, with reference also to monitoring, diagnosis and
e supervisione.
supervision functions. Particular attention is devoted to the
Particolare attenzione è dedicata ai seguenti temi:
following topics:
Q modellazione di sistemi di controllo attraverso approcci
object-oriented e adozione dei più recenti standard internazionali;
Q metodologie di sviluppo e strumenti a supporto della progettazione strutturata di sistemi di controllo modulari e gerarchici;
Q tecniche e strumenti per la verifica di sistemi di controllo industriali attraverso analisi formali e simulazioni dinamiche;
Q control systems modelling through the object-oriented approach and the use of recent international standards;
Q development methodologies and tools that support the
structured design of modular and hierarchic control systems;
Q techniques and tools for the verification of industrial control
systems by means of formal analysis and dynamic simulation methods;
Q metodi e algoritmi di controllo modulante, numerico e logico
Q modulating, numeric and logic control algorithms and me-
per sistemi manifatturieri, partendo dal livello macchina fino
thods for manufacturing systems from machine to distribu-
alla distribuzione sull’impianto complessivo;
Q controllori PC-based avanzati basati su software open
source;
Q tecnologie emergenti per l’implementazione di soluzioni di
controllo innovative;
Q sistemi di automazione di fabbrica adattativi, energeticamente efficienti e sostenibili;
Q evoluzione delle architetture e delle funzioni di automazione
22
5
5
ted plant level;
Q PC based advanced controllers exploiting open source software;
Q emerging technologies for the implementation of innovative
control solutions;
Q adaptive, energy efficient and green factory automation systems;
Q evolution of factory automation architectures and functions
di fabbrica verso soluzioni estese all’efficienza energetica a
livello di sistema;
towards solutions embracing energy efficiency at system
level;
Q integrazione di tecniche LCA nel sistema di automazione al
Q integration of LCA techniques in the automation system
fine di ridurre l’impatto ambientale dei processi produttivi at-
to reduce the production processes environmental impact
traverso azioni in tempo reale a livello di sistema integrato;
through real time actions at system level;
Q fabbriche orientate al consumatore basate su sistemi di au-
Q consumer oriented factories based on automation systems
tomazione fortemente integrati ai dipartimenti di design e
strictly coupled with the design and production manage-
gestione della produzione.
ment departments.
L’obiettivo delle attività sopra citate è quello di contribuire allo
The objective of the above mentioned activities is to contribute
sviluppo di sistemi di controllo distribuiti, modulari, agili, fles-
to the development of distributed, modular, agile, flexible and
sibili e ad alte prestazioni per sistemi di produzione innovativi
high-performing control systems for innovative production sy-
all’interno di progetti di ricerca nazionali e internazionali, in si-
stems, within national and international research projects and
nergia con gli altri domini di ricerca dell’ITIA e in collaborazione
in synergy with other ITIA research domains, and with industrial
con diversi partner industriali e di ricerca.
and research partners.
Impianto pilota per la produzione
di calzature su misura sviluppato
implementando soluzioni di automazione flessibile all’interno di progetti di ricerca nazionali ed europei.
L’impianto è ad oggi utilizzato per
l’innovazione continua di processo e
di prodotto nel settore calzaturiero e
per la formazione di studenti e professionisti.
The Pilot Factory for the production
of customised shoes, developed
within national and European research projects, implementing agile
automation solutions, is today exploited for continuous innovation of
footwear processes and products,
as well as for training of students
and workers.
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Strumenti per lo sviluppo e la validazione di sistemi di automazione di fabbrica flessibile e a elevata
efficienza energetica.
Tools for the development and validation of flexible
and energy efficient factory automation systems.
Queste attività di ricerca sono strettamente collegate alle fab-
Such research activities are strictly correlated to the Macro,
briche pilota per prodotti calzaturieri, de-produzione e digitali
Digital and De-Production Factories frameworks developed
sviluppate da ITIA-CNR.
by ITIA-CNR.
Esempi illustrativi di risultati derivati dalle attività del gruppo
2MaCS sono: soluzioni di controllo innovative per macchine
Illustrative examples of application results of the 2MaCS group
utensili ad assi ridondanti (con applicazione in macchine indu-
are innovative control solutions for machine tools with redun-
striali da parte di aziende leader nel settore delle macchine la-
dant axes, which have been applied to industrial machines by
ser); nuovi strumenti di supporto alla progettazione e ottimizza-
leading companies in the laser machine tool sector, novel tools
zione di linee di produzione e dei relativi sistemi di automazione
for the design and optimization of production lines and their au-
oggi utilizzati da aziende leader di mercato nel settore del legno
tomation systems, that are adopted today by leading companies
e dell’auto; nuove soluzioni flessibili per la produzione di prodot-
in the wood and automotive sectors, new flexible solutions for
ti personalizzati, con particolare riferimento ad applicazioni nel
the production of personalised products with specific reference
settore delle calzature.
to applications in the footwear sector.
In particolare, il gruppo 2MaCS ha sviluppato e applicato tecni-
Particularly, the 2MaCS group has developed and applied on the
che di automazione e produzione flessibili sull’impianto pilota
pilot factory for the production of personalised shoes flexible au-
per la produzione di calzature personalizzate, sviluppando com-
tomation and manufacturing techniques, so developing compe-
petenze specialistiche nella integrazione dei diversi dipartimen-
tences related to the integration of various factory departments:
ti di fabbrica: dagli strumenti CAD 3D per la progettazione del
from 3D CAD instruments for product design, to PDM and ERP
prodotto agli strumenti PDM ed ERP per la gestione dei dati di
tools for the management of product-process and value chain
prodotto-processo e di filiera, sino agli strumenti MES-DCS e
data, up to MES-DCS and CAM-CNC solutions for the automation
Contatto / contact
Eng. Andrea Ballarino - Milano
Macchina laser ridondante per la produzione rapida e personalizzazione di
prodotti nel settore moda.
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Redundant laser machine for rapid production and personalization of fashion
products.
2MaCS Group responsible
[email protected]
CAM-CNC per l’automazione di linea e il controllo delle lavo-
of production lines and the control of operating machines.
razioni.
In such a context the 2MaCS group has also developed specific
In tale contesto, il gruppo 2MaCS ha inoltre sviluppato espe-
experiences and competences related to the design and realiza-
rienze e competenze relative alla progettazione e realizzazione
tion of new machinery for flexible operations with reference to
di nuovi macchinari per lavorazioni flessibili con riferimento a
different manufacturing processes like cutting, engraving, ski-
diversi processi di lavorazione per applicazioni meccano-calza-
ving, assembly, roughing, gluing and finishing.
turiere, quali le operazioni di taglio, marcatura, scarnitura, cardatura, montaggio, incollaggio e finissaggio.
2MaCS is currently active with leading roles in various European
and national projects dedicated to consumer goods manufactu-
2MaCS è attualmente attivo con ruoli di coordinamento in diversi
ring through high tech solutions.
progetti di ricerca europei e nazionali dedicati alla produzione di
Furthermore, 2MaCS is at present active in European and natio-
beni di consumo attraverso soluzioni ad alta tecnologia. Inoltre,
nal projects aimed to the development of energy efficient and
2MaCS è attivo in progetti europei e nazionali per lo sviluppo di
green factories of the future.
fabbriche del futuro a elevata efficienza energetica e sostenibilità.
2MaCS is also supplying research and innovation services to industries by means of industrial contracts, focused on the design
2MaCS fornisce servizi di ricerca e innovazione alle imprese at-
and optimization of production processes and their automation
traverso contratti industriali, con riferimento alla progettazione
systems.
ed ottimizzazione dei processi produttivi e dei relativi sistemi di
automazione.
Principali progetti di ricerca / main research projects
MY WEAR
Customized Green, Safe, Healthy and Smart Work and Sports Wear, EU- FP7-NMP.FoF (2011-2014)
FASHION-ABLE
Development of new technologies for the flexible and eco-efficient production of customized healthy clothing, footwear and orthotics for
consumers with highly individualised needs, EU- FP7-NMP.FoF (2011-2014)
EMC2-FACTORY
Eco Manufactured transportation means from Clean and Competitive Factory, EU- FP7-NMP.FoF (2011-2014)
CORENET
Customer-oriented and eco-friendly networks for healthy fashionable goods, EU- FP7-NMP-ICT.FoF (2010-2013)
FIT4U
Framework of Integrated Technologies for User Centred Products, EU- FP7-NMP-CP targeted to SMEs (2009-2012)
NETCHALLENGE
Innovative networks of SMEs for complex products manufacturing, EU-FP7-NMP-CP (2009-2012)
IDEA-FOOT
Innovative DEsign and mAnufacturing systems for small series production for European FOOTwear companies, EU- FP7- SMEs (2009-2012)
SSHOES
Special Shoes Movement, EU- FP7-NMP-CP targeted to SMEs (2009-2012)
ADDFACTOR
ADvanced Digital technologies and virtual engineering for mini-Factories, EU-FP7-NMP-ICT-FOF-CP (2013-2016)
PROsumer.NET
European Consumer Goods Research Initiative, EU FPVII NMP FOF CSA (2011-2013)
FIDEAS
Fabbrica Intelligente per la De-produzione Avanzata e Sostenibile, Accordo Quadro di collaborazione tra Regione Lombardia e il Consiglio
Nazionale delle Ricerche (CNR) (2013-2016)
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