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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
DESIGN AUTOMATION Sistemi Knowledge-based CAD
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E Estrazione automatica di dati per analisi strutturali e per la produzione
DESIGN AUTOMATION Sistemi Knowledge-based CAD
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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.
DESIGN AUTOMATION Sistemi Knowledge-based CAD
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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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