ITIA-CNR : Cenni s torici · 2019. 2. 15. · Per contribuire, attraverso la Visione Strategica e...

8
ITIA-CNR: Cenni storici L'Istituto, inizialmente denominato Centro Macchine Utensili (CEMU), viene fondato nel 1963 a Cinisello Balsamo (MI), quale Consorzio tra il Consiglio Nazionale delle R icerche e l’Associazione Italiana per lo sviluppo della R icerca nelle Macchine Utensili, con l'obiettivo di condurre attività di ricerca strategiche per la competitività dell'industria della meccanica strumentale. CEMU è un primo esempio di partenariato Pubblico Privato. Sin dagli anni '60 il CNR ha operato attraverso: i Progetti F inalizzati, dal Progetto F inalizzato Tecnologie Meccaniche al Progetto F inalizzato R obotica, i suoi Organi, dal CE MU, all'IT IA, al Dipartimento S istemi di Produzione Per contribuire, attraverso la Visione S trategica e la R icerca S cientifica per l'Innovazione Industriale, alla competitività e sostenibilità del settore Manufatturiero, con particolare focalizzazione sulle Macchine e i Sistemi di Produzione, settore di grande rilevanza economica, sociale ed ambientale per l'E uropa e l'Italia. In quest’ottica, nel 1968 il CEMU diventa Laboratorio CNR . Le attività si incentravano principalmente sulla ricerca applicata sperimentale e la progettazione, sviluppo e costruzione di prototipi di dispositivi e gruppi funzionali delle macchine utensili, in collaborazione con università, associazioni di ricerca, aziende. Le aree tematiche riguardavano principalmente: lubrificazione idrostatica – attrito oleodinamica servosistemi e controllo numerico elastostatica ed elastodinamica strutturale pneumatica e pneumostatica Alcuni rilevanti risultati sviluppati in quegli anni includono ad esempio (F ig. 1) una pompa-idromotore in un impianto pneumoidraulico di recupero dell’energia cinetica, un servosistema integrale per un tornio idraulico a velocità costante, un mandrino pneumostatico ultraveloce.

Transcript of ITIA-CNR : Cenni s torici · 2019. 2. 15. · Per contribuire, attraverso la Visione Strategica e...

Page 1: ITIA-CNR : Cenni s torici · 2019. 2. 15. · Per contribuire, attraverso la Visione Strategica e la R icerca Scientifica per l'Innovazione Industriale, alla competitività e sostenibilità

IT IA -C NR : C enni s toric i

L'Is tituto, inizialmente denominato C entro Macchine Utens ili (C E MU), viene fondato nel 1963 a

C inisello Balsamo (MI), quale C onsorzio tra il C ons iglio Nazionale delle R icerche e l’Associazione

Italiana per lo sviluppo della R icerca nelle Macchine Utens ili, con l'obiettivo di condurre attività di

ricerca strategiche per la competitività dell'industria della meccanica strumentale. C E MU è un primo

esempio di partenariato P ubblico P rivato.

S in dagli anni '60 il C NR ha operato attraverso:

i P rogetti F inalizzati, dal P rogetto F inalizzato Tecnologie Meccaniche al P rogetto F inalizzato

R obotica,

i suoi Organi, dal C E MU, all'IT IA, al Dipartimento S is temi di P roduzione

P er contribuire, attraverso la Vis ione S trategica e la R icerca S cientifica per l'Innovazione Industriale,

alla competitività e sostenibilità del settore Manufatturiero, con particolare focalizzazione sulle

Macchine e i S is temi di P roduzione, settore di grande rilevanza economica, sociale ed ambientale

per l'E uropa e l'Italia .

In quest’ottica, nel 1968 il C E MU diventa Laboratorio C NR .

Le attività s i incentravano principalmente sulla ricerca applicata sperimentale e la progettazione,

sviluppo e costruzione di prototipi di dispos itivi e gruppi funzionali delle macchine utens ili, in

collaborazione con univers ità, associazioni di ricerca, aziende.

Le aree tematiche riguardavano principalmente:

lubrificazione idrostatica – attrito

oleodinamica

servos istemi e controllo numerico

elastostatica ed elastodinamica strutturale

pneumatica e pneumostatica

Alcuni rilevanti risultati sviluppati in quegli anni includono ad esempio (F ig. 1) una pompa-idromotore

in un impianto pneumoidraulico di recupero dell’energia cinetica, un servos istema integrale per un

tornio idraulico a velocità costante, un mandrino pneumostatico ultraveloce.

Page 2: ITIA-CNR : Cenni s torici · 2019. 2. 15. · Per contribuire, attraverso la Visione Strategica e la R icerca Scientifica per l'Innovazione Industriale, alla competitività e sostenibilità

Fig. 1

Nel 1979 il CEMU diventa Istituto Sperimentale Macchine Utensili (IMU), del CNR, assumendosuccessivamente (1993) l’attuale denominazione di Istituto di Tecnologie Industriali e Automazione(ITIA), che dal 2005 fa parte del nuovo Dipartimento di Sistemi di Produzione, composto da 7 Istitutie da più di 600 persone.

Nel 1986, l’ITIA si trasferisce nella nuova sede di via Ampere nella zona di Città Studi a Milano, con lamissione strategica ­ fondata sulla lunga tradizione dell’Ente – di contribuire alla crescita dellaCompetitività e Sostenibilità del Manifatturiero in Italia ed Europa, sostenendo l'innovazioneindustriale, basata sulla ricerca, per lo sviluppo di nuovi prodotti e processi ad alto valore aggiunto.

Nel 2009, l’ITIA insedia la propria sede presso l’Area di Ricerca di Milano, in Via Bassini, dove sonopresenti altri 8 istituti CNR.

Le attività svolte e i risultati conseguiti, in relazione alla missione affidata, sono qui rappresentaticonsiderando due cicli consecutivi, correlati dalla riforma del CNR del 1999: quello dello sviluppodell’ITIA, essenzialmente, quale Istituto di livello Europeo (1986 – 2000) e quello del suo sviluppoquale Sistema Rete (2000 – 2010).

1986 – 2000, dall’IMU all’ITIA: verso un Istituto Europeo

Per portare l’IMU, poi ITIA, a divenire un Istituto di livello Europeo, si è proceduto attraverso

l’individuazione della nuova strategia di mercatolo sviluppo di nuove competenzela individuazione delle necessarie visioni strategichel’ingresso nel contesto della ricerca europea e italiana: networks e finanziamenti.

Le attività dell'ITIA volte al Manifatturiero, ai Beni Strumentali e alla ”Impresa del futuro” hannoportato a:

ricerca Scientifica e Tecnologica, nei domini di cui alla Fig. 2, con fondi CNR e con contrattiacquisiti nell’ambito dei programmi nazionali ed europei (EU e EUREKA), su progetti concepiti elanciati dall’Istituto, per oltre 15 miliardi di lire;cooperazione per la ricerca e l’innovazione, con oltre 100 Imprese, italiane ed estere, in attività di

Page 3: ITIA-CNR : Cenni s torici · 2019. 2. 15. · Per contribuire, attraverso la Visione Strategica e la R icerca Scientifica per l'Innovazione Industriale, alla competitività e sostenibilità

ricerca nell'ambito di programmi europei e nazionali nonché di contratti industriali

formazione per la ricerca e l’innovazione, attraverso la ricerca, che ha coinvolto a vario titolo 500giovaniconcezione e gestione di programmi internazionali quali i Progetti Ombrello EUREKA FAMOS eEUREKA FACTORYosservatorio delle tecnologie (Monitech, poi EPP Lab):studi su modelli di riferimento per losviluppo del Manifatturiero, dei Beni Strumentali, “Impresa del futuro” e relativa organizzazionedella ricerca e consulenza al Murst e Commissione Europeaorganizzazioni di Forum internazionali in collaborazione con UE, EUREKA, NSF, MURST.

Fig.2: evoluzione dei domini di attività dell’Istituto:

dai componenti, alle macchine, ai sistemi di produzione, all’impresa estesa

Le competenze sviluppate sono riportate nella figura 3.

Fig. 3. Competenze ITIA (1999)

Page 4: ITIA-CNR : Cenni s torici · 2019. 2. 15. · Per contribuire, attraverso la Visione Strategica e la R icerca Scientifica per l'Innovazione Industriale, alla competitività e sostenibilità

Tenuto conto di quanto precede e delle fonti di finanziamento utilizzate, l’evoluzione dell’Istituto,attraverso i vari livelli di intervento, può essere identificata con l’ampliamento e lo sviluppo:

a livello tecnologico: dai componenti alle macchine, alle celle, ai sistemia livello settoriale: dal settore meccanico, ai vari settori del manifatturiero, tradizionali ed avanzatia livello di progetti/programmi di RTD&I: con programmi regionali, nazionali, europei, internazionalia livello di collaborazioni: da territoriali, a nazionali, a europei, a internazionali

2000 ­ 2010, Verso il Sistema Rete, nella logica Manufuture

Agli inizi degli anni 2000, ITIA ha collaborato, insieme ad altre organizzazioni di ricerca ed aziendeeuropee designate dalla CE, alla concezione e lancio della Piattaforma Tecnologica EuropeaManufuture, relativa al futuro del manifatturiero in Europ,a contribuendo prima alla stesura del“Working Document” edito per la 1 Conferenza Manufuture 2003 organizzata a Milano, e poi allastesura sia della “Vision 2020” che della “Strategic Research Agenda”. L’Istituto, seguendo l’approccio della Piattaforma Manufuture, di cui è stato uno dei promotori, hasvolto internamente uno studio strategico, che mostrava:

l’esistenza di una domanda industriale di R & ST per l’innovazione, in potenziale crescita, perconferire competitività e sostenibilità al Manifatturiero,la necessità per il Paese, in un quadro europeo e globale, di disporre di un forte "presidio"scientifico, tecnologico e culturale ­per l’innovazione strategica del contesto ManifatturieroIndustriale­ comparabile a quello di Paesi avanzati quale la Germania;il ruolo atteso dell'Istituto – in una logica di impresa rete ­ quale "motore" e “sostegno”all’innovazione per realizzare un un Manifatturiero Competitivo e sostenibile ad alto valoreaggiunto, e la Fabbrica del Futurol’azione attesa dell’Istituto ­ quale Impresa generatrice di Conoscenza ­ secondo una logica e unaarchitettura di impresa­rete, caratterizzata da integrazioni permanenti e alleanze, anchetemporanee, con altri attori di ricercala necessità di costituire sezioni e iniziative distinte, in differenti collocazioni geografiche, per offriree cogliere differenti opportunità in relazione al contesto

Questo studio ha configurato un Istituto integrato nel contesto internazionale e caratterizzato da unforte rapporto sinergico con Enti a esso complementari, un Istituto avente un “nucleo” dedicato alladuplice visione di sviluppo e di gestione della tecnologia, a cui facciano riferimento sezioni distaccatepresso Imprese, sedi universitarie, organizzazioni, nonché sezioni costituite da preesistenti organi delCNR che, progressivamente, si integreranno in una logica tecnologico­settoriale.

Le attività portanti dell’Istituto sono state:

Ricerca scientifica e sviluppo tecnologico:Formazione per la Ricerca e l’Innovazione IndustrialeTrasferimento tecnologicoOsservatorio tecnologicoGestione di Programmi/Progetti di ricerca e formazione Internazionali

a

Page 5: ITIA-CNR : Cenni s torici · 2019. 2. 15. · Per contribuire, attraverso la Visione Strategica e la R icerca Scientifica per l'Innovazione Industriale, alla competitività e sostenibilità

Le attività di RTD&I hanno interessato varie macro­aree ed in particolare:Componenti, Macchine e Sistemi per lavorazioni, montaggi, misureMacchine a Cinematica Parallela (PKM)Ambienti Virtuali per la Produzione IndustrialeEvolving Extended EnterpriseStrumenti e Metodologie di Progettazione di Macchine e SistemiStrumenti e Metodologie di Gestione dei Sistemi di ProduzioneProcessi di produzione e riciclaggio innovativi e sostenibiliTecnologie e materiali non convenzionali

Le configurazioni e competenze sviluppate dall’ITIA nelle area dianzi descritte, sono state utilizzateprincipalmente, nei vari progetti di ricerca e formazione del PNR SPI (Programma Nazionale diRicerca sui Sistemi di Produzione Innovativi) che hanno teso allo sviluppo di macchine e sistemiinnovativi per il Manifatturiero. Nello specifico i progetti SPI, dal valore per ITIA di circa 10 miliardi di lire, hanno riguardato:

Metodologie innovative per la realizzazione di stazioni di lavorazioni meccaniche (SPI 1)Sistemi innovativi per la lavorazione ad alta efficienza (SPI 2)Stazioni di montaggio modulari (SPI 3)Strumentazione del processo industriale di generazione e produzione di forme (SPI 4)Sistema automatizzato flessibile e adattativo di saldatura (SPI 5)Sistema automatizzato e integrato per la produzione di calzature (SPI 6)Sistema integrato per la progettazione e produzione di prodotti in legno (SPI 7)Sistema modulare per lo stampaggio di prodotti in materiali plastici (SPI 8)Sistema infrastrutturale di supporto per ambienti produttivi caratterizzati dalla presenza di agentiautonomi (SPI 11)

I principali risultati scientifici e tecnologici conseguiti sono stati:

3 impianti pilota: per la produzione di calzature personalizzate, per la lavorazione di pannelli inlegno, per processi flessibili di assemblaggio (fig. 4),sviluppo della nuova famiglia di robot a cinematica parallela (PKM), fig. 5 e fig. 6,nuovi prototipi di macchine ad altissime prestazioni

Page 6: ITIA-CNR : Cenni s torici · 2019. 2. 15. · Per contribuire, attraverso la Visione Strategica e la R icerca Scientifica per l'Innovazione Industriale, alla competitività e sostenibilità

Fig 4: Impianti pilota realizzati da ITIA nell’ambito dei progetti PNR­SPI

Attraverso i progetti SPI l’ITIA ha sviluppato tre dimostratori di impianti flessibili per prodotti orientatial consumatore nei settori delle calzature, dell’arredo e degli elettrodomestici. Tali dimostratori hanno integrato innovazioni sui processi di design e produzione volti a garantire laproduzione di prodotti personalizzati ed hanno costituito lo start up di una linea di ricerca e sviluppodedicata al paradigma della mass customisation che ha successivamente generato progetti diriferimento a livello europeo, in particolare nel settore delle calzature, nell’ambito del V, VI e VIIprogramma quadro, tutti coordinati dall’ITIA­CNR, quali Euroshoe, CEC made Shoe, Fit4U eCoreNet, come rappresentato dallo schema seguente.

Attraverso gli sviluppi citati, gli impianti pilota dell’ITIA­CNR, e nello specifico quello di Vigevano per laproduzione di calzature su misura, sono divenuti best practise Europee per la innovazione diprocesso e di prodotto.

Le linee di ricerca e sviluppo così articolate hanno visto nascere anche la piattaforme Europea sullecalzature coordinata dall’ITIA­CNR, strettamente collegata alla piattaforma Manufuture ed alle altrepiattaforme Europee presenti nell’area dei Consumer Goods, generando così nuove sfide colte

Page 7: ITIA-CNR : Cenni s torici · 2019. 2. 15. · Per contribuire, attraverso la Visione Strategica e la R icerca Scientifica per l'Innovazione Industriale, alla competitività e sostenibilità

dall’ITIA CNR nell’ambito della innovazione dei sistemi di produzione di prodotti per il consumatorefinale personalizzati, salubri ed ecosostenibili.

A partire dal 1998, tra le attività di ricerca portanti di ITIA, emergono la concezione, progettazione,produzione e validazione sperimentale di una nuova generazione di macchine e robot a cinematicaparallela (PKM). L’esperienza, nata come progetto interno di CNR­ITIA, si è poi sviluppata grazie acommesse esterne per un finanziamento complessivo pari a 5.5 Miliardi di Lire, nell’ambito deiseguenti progetti:

Progetto IV FP GROWTH BE97­4177 Robotool (Advanced Kinematics for ManufacturingApplications).Programma Nazionale di Ricerca sui Sistemi di Produzione Innovativi Tema 1: Metodologieinnovative per la realizzazione di stazioni di lavorazione meccaniche.Programma Nazionale di Ricerca sui Sistemi di Produzione Innovativi Tema 3: Stazioni dimontaggio modulari.Programma Nazionale di Ricerca sui Sistemi di Produzione Innovativi Tema 6: Sistemaautomatizzato ed integrato per la produzione di calzature.Eureka Factory E! 1522 “Manufuturing” (Self –Innovating Extended Factory for Electro­MechanicalProducts).V FP GROWTH GRD1 – 2000 ­ 25761 EUROShoE (Development of the processes andimplementation of management tools for the Extended User Oriented Shoe Enterprise).

Fig. 5: Evoluzione dei prototipi dei PKM sviluppati da ITIA

Le attività in questione hanno portato alla cooperazione – tuttora attiva ­ con importanti partnerindustriali quali: Innse Berardi – Gruppo Camozzi, Comau Powertrain, Jobs, McM, Prima Industrie,Siemens, Fidia, Gamfior, INA, Ce.S.I., Cobest, Geodedic, Gerardi, Masmec, Phase; ed hannoconsentito ad CNR­ITIA di essere in costante contatto ed interazione con i principali gruppi di ricercanazionali, europei ed internazionali come testimoniato dall’organizzazione della First EuropeanAmerican Conference on Parallel Kinematic Machines (1998) svoltasi a Milano nel 1998, dalcoinvolgimento nell’organizzazione del Year 2000 Parallel Kinematic Machines InternationalConference and Second European American Forum on PKM ­ 2000 Ann Arbor, MI, USA ­ e aiChemnitzer Parallelkinematik­Seminar tenutisi a Chemnitz, Germania, con cadenza biennale fino al2006. E’ inoltre importante sottolineare che molti degli studi teorici e dei prototipi di ricerca presentatidurante il Forum si sono tradotti in implementazioni industriali di successo presentati nell’ambito delle

Page 8: ITIA-CNR : Cenni s torici · 2019. 2. 15. · Per contribuire, attraverso la Visione Strategica e la R icerca Scientifica per l'Innovazione Industriale, alla competitività e sostenibilità

principali fiere di robotica e macchine utensili mondiali (EMO – European MachineTool Show 1999,2001 e 2003, IMTS ­ The International Manufacturing Technology Show 2000 e 2002) contribuendo acambiare radicalmente il settore della manipolazione ad elevata dinamica.

Fig. 6: Macchina a cinematica parallela PKM Celerius progettata e sviluppata da ITIA nell’ambito delprogetto PNR­SPI 1

I 6 prototipi industriali (coperti da due diversi brevetti) di macchine a cinematica parallela sono statipresentati presso stand CNR­ITIA durante la Esposizioni Internazionali BiMu 2000, la BiMu 2002,EMO 2003 e BiMec 2004 e trovano applicazione in settori industriali diversi che spazianodall’assemblaggio di componenti elettromeccanici, all’esecuzione di alcune lavorazioni ancillari alprocesso di iniezione della suola su scarpa ed alla finitura e semifinitura di stampi.

In quest’ultimo decennio sono stati inoltre conseguiti risultati che interessano vari livelli e ambiti, inparticolare:

Organizzazione operativa: costituzione delle Sezioni ITIA di Roma e Bari e del laboratorio diDesign & Mass Customization di VigevanoIniziative internazionali: costituzione ed implementazione della Piattaforma Europea Manufuture;Studi strategici: nuovo Paradigma per il Manufatturiero Competitivo e Sostenibile, contribuiti a variProgramma Quadro, alla Eureka Strategy, lancio della Piattaforma Europe “ Footwear, Machineryand Systems “, contributo – attraverso il Progetto Rilevante Manufacturing affidato dal CNR – allaconcezione del Dipartimento Sistemi di Produzione.