Il Progetto di Ricerca

Le sempre più stringenti esigenze di competitività sul mercato hanno spinto le aziende a ridurre sensibilmente il ciclo di sviluppo prodotto. Il concomitante avvento dei sistemi CAD/CAE di prototipazione virtuale negli ultimi dieci anni ha drasticamente modificato l'approccio alla progettazione: la possibilità di testare soluzioni tecniche differenti con costi e tempi prima impensabili ha da una parte ampliato il grado di confidenza con cui il progettista può proporre soluzioni più estreme, allo stesso tempo però, le fasi preliminari del ciclo di sviluppo prodotto sono state radicalmente ridimensionate a vantaggio della sperimentazione ad oltranza di soluzioni generate con un approccio più prossimo al trial & error che ad un processo di innovazione sistematica. Al fine di migliorare ed ottimizzare il processo d'innovazione e sviluppo di prodotto e' possibile pensare di introdurre nuove tecnologie o nuovi approcci che si rendono via via disponibili, e di organizzare ambienti integrati di sviluppo prodotto collaborativi e basati sull'interoperabilita' di dati ed applicazioni. In particolare sono state sviluppate metodologie e sistemi a supporto di fasi del processo di sviluppo prodotto come: nella fase di progettazione concettuale, metodologie e strumenti in grado di sistematizzare il processo di innovazione tecnologica attraverso il trasferimento delle soluzioni fra diversi campi della tecnica; metodi di ottimizzazione strutturale che in modo generativo propongono soluzioni ottimali in termini di forma; strumenti basati su conoscenza che supportano l'attività del progettista attraverso l'utilizzo della conoscenza e delle regole di progettazione consentendo di ridurre il tempo di sviluppo prodotto senza deteriorarne funzionalità, qualità e sicurezza. Tali strumenti, che hanno dimostrato di aumentare l'efficacia delle attività di progettazione alle quali sono preposti, sono oggi utilizzati in modo puntuale e non integrato, non consentendo pertanto un loro utilizzo ottimale nel processo. In un'ottica di ingegneria concorrente, tuttavia, nel tentativo di ridurre al minimo i tempi di sviluppo ed aumentare l'efficacia delle attività, è opportuno che le varie fasi di concettualizzazione, progettazione ed ottimizzazione di prodotto siano il più possibile integrate, visto che il processo di progettazione e sviluppo prodotto e' una iterazione continua tra queste fasi. Scopo principale del presente progetto è quello di studiare e sperimentare la possibilita' di integrare strumenti innovativi come PLM (Product Lifecycle Management) ed EKM (Engineering Knowledge Management), con sistemi CAI (Computer Aided Innovation) e strumenti di ottimizzazione strutturale nel ciclo di sviluppo prodotto (Figura 1). La motivazione principale della ricerca proposta e' la mancanza di procedure formalizzate e validate che permettano l'introduzione sistematica di tali strumenti nel processo di progettazione ed il loro utilizzo integrato.

Figura 1. - Integrazione di sistemi usati in varie fasi del ciclo di sviluppo prodotto.

L'obiettivo di integrazione degli strumenti sopra citati si articola in due attivita' fondamentali: sistematizzare la traduzione dello schema funzionale di un sistema e dei suoi requisiti di progetto in un problema di ottimizzazione, vale a dire individuare le variabili di progetto, definire una funzione obiettivo, definire i vincoli di progetto; definire una best practice per l'impiego integrato di strumenti di ottimizzazione strutturale con gli attuali sistemi PLM; ovvero definire procedure per la traduzione dei risultati dell'ottimizzazione strutturale in una geometria definita mediante features tecnologiche. Entrambi i compiti qui definiti rispondono ad esigenze ancora insoddisfatte nelle implementazioni del ciclo sviluppo prodotto. La definizione e conseguente sviluppo di tali metodologie porterebbero vantaggi in termini di riduzione di costi di progetto, diminuzione degli errori, miglioramenti nella qualita' dei prodotti, maggiore velocita' di esecuzione dei processi, miglior utilizzo e condivisione delle conoscenze interne ed esterne, ecc. L'integrazione di tali strumenti, che al momento non esiste ne a livello metodologico che tecnologico, costituisce pertanto l'aspetto fortemente innovativo della ricerca. Gli obiettivi scientifici della ricerca si possono riassumere nei seguenti punti: Definizione di un modello integrato di riferimento di tutto il processo di sviluppo prodotto (oggi inesistente); Progettazione e realizzazione di un ambiente integrato che connette organicamente più metodi e strumenti puntuali (anch'esso oggi inesistente); Sperimentazione sul campo per la messa a punto, la validazione ed il consolidamento del modello di processo integrato, del metodo, e del sistema integrato di supporto; Individuazione e specifica di problematiche ed aree di ricerca da sviluppare per migliorare l'efficacia della soluzione/i sperimentale alla fine del progetto; Diffusione nell'ambiente scientifico ed industriale interessato dei risultati raggiunti per favorire la crescita di attività di ricerca applicata congiunta di enti universitari ed ambienti industriali che costituisca inoltre un punto di accumulo per attività più ampie integrate e coordinate. Gli obiettivi del trasferimento tecnologico dei risultati della ricerca all'industria si possono riassumere nei seguenti punti: Mettere a disposizione un ambiente integrato per l'utilizzo al meglio dei vari strumenti oggi esistenti in modo puntuale. Divulgare tecniche ancora poco diffuse atte a sistematizzare le attività di problem solving e innovazione. Diffondere l'impiego di metodologie per l'ottimizzazione strutturale. La valutazione globale del progetto potra' essere fatta attraverso un riscontro con l'azienda coinvolta nel progetto sul soddisfacimento dei risultati ottenuti, e la validita' e utilizzabilita' dell'approccio metodologico proposto. Inoltre, potra' essere verificata la pubblicazione e presentazione dei risultati in ambito scientifico.