Tecnologie e Metodologie Digitali per l’Innovazione dei Processi Manifatturieri
Il gruppo di lavoro concentra le proprie attività di ricerca su metodiche di integrazione dello sviluppo di prodotti industriali innovativi e sostenibili, da un lato, e la progettazione ed il monitoraggio dei relativi processi produttivi, dall’altro. Le attività spaziano dalla puntuale caratterizzazione dei processi tecnologici per la lavorazione e l’assemblaggio di prodotti industriali, sino alle relative analisi per valutarne l’impatto e la sostenibilità, soprattutto in chiave ambientale ed economica.
L’approccio intrinsecamente multidisciplinare del gruppo mira a strutturare, condividere e valorizzare la conoscenza tecnologica lungo tutte le fasi dello sviluppo, garantendo la coerenza e la tracciabilità delle informazioni manifatturiere sull’intero ciclo di vita del prodotto (Product Lifecycle Management), inclusi i suoi driver della sostenibilità.
In questo ambito rientrano anche le attività di ricerca sulla pianificazione e la gestione dei processi produttivi, con l’impiego di sistemi ERP e MES, di metodologie Lean Manufacturing e di tecniche di modellazione per l’ottimizzazione delle risorse, la riduzione degli sprechi e il miglioramento continuo delle prestazioni produttive. Il gruppo sviluppa soluzioni digitali per il monitoraggio e la gestione intelligente dei processi, basate su algoritmi di intelligenza artificiale, machine learning e modelli di Digital Twin, in grado di analizzare dati in tempo reale e supportare le decisioni, operative e strategiche. Qui, la robotica riveste un ruolo centrale nelle attività di ricerca, sia come tecnologia abilitante per l’automazione flessibile sia come strumento per la trasformazione dei processi produttivi. Il gruppo studia e sviluppa sistemi di robotica industriale e collaborativa orientati all’integrazione nei processi di produzione e assemblaggio, con particolare attenzione alla sicurezza, all’interazione uomo–macchina, alla riconfigurabilità delle celle produttive e alla loro interconnessione digitale. In ultima analisi, questi linea di ricerca mira a migliorare la qualità, la produttività e la sostenibilità dei processi, integrando il fattore umano in contesti di automazione avanzata.
In stretta collaborazione con il centro interdipartimentale JTech@PoliTO, il gruppo inoltre porta avanti specifiche attività di ricerca sull’analisi e la simulazione dei processi di assemblaggio, realizzati sia mediante saldatura, sia con altri sistemi di giunzione meccanica. In questo ambito, l’acquisizione e l’elaborazione dei dati provenienti da sensori intelligenti vengono integrate con modelli di intelligenza artificiale e tecniche di machine learning per l’ottimizzazione dei parametri di processo, il controllo della qualità e la previsione del comportamento delle giunzioni. Le indagini sperimentali includono la caratterizzazione meccanica e microstrutturale dei giunti finalizzate alla valutazione preventiva delle loro prestazioni e della rispettiva affidabilità. Qui, sono impiegati anche metodi di ispezione non distruttiva, quali la termografia attiva e passiva. L’integrazione tra simulazione numerica FEM, sperimentazione e diagnostica avanzata consente di sviluppare modelli predittivi ad elevata accuratezza e di definire strategie di monitoraggio e controllo in tempo reale per garantire la qualità del prodotto e la robustezza del processo.
Un’analoga attenzione è dedicata ai processi di deformazione plastica, studiati attraverso modelli di simulazione FEM applicati a materiali innovativi (es. compositi), con l’obiettivo di migliorare la qualità del prodotto e l’efficienza dei cicli produttivi.
Non secondario, infine, è lo studio di sistemi automatizzati per le coltivazioni agricole che vede impegnato il gruppo di ricerca nello studio e nella realizzazione di sistemi ingegneristici per il monitoraggio e l’automazione dei processi. Le competenze e le metodologie qui sviluppate trovano applicazione sia nei settori dell’agricoltura di precisione, sia in quelli delle coltivazioni indoor, contribuendo a migliorare la sostenibilità e l’efficienza energetica di tali processi, anche nella prospettiva di un loro impiego in ambienti extraterrestri.
