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Progetti cofinanziati nel quadro del POR FESR Toscana 2014-2020- Bandi RS 2020

"Sistema in Cloud per il monitoraggio e controllo da remoto per la sicurezza di luoghi e persone in ambiente di lavoro industriale" SAFEGUARD

Responsabile scientifico: Mario Rapaccini

Sintesi del progetto

SAFEGUARD è un sistema in Cloud per il monitoraggio e controllo da remoto per la sicurezza di luoghi e lavoratori in ambiente industriale. Il sistema prevede l’integrazione di sensoristica e di dispositivi audio e video grazie ai qual possono essere rilevate situazioni pericolose sui luoghi di lavoro, prontamente segnalate localmente con messaggi audio e segnali visivi. Un’ interfaccia web rende disponibile lo stato del sistema in tempo reale, segnala gli eventi di allarme all’ operatore.

In particolare, vengono usati algoritmi di analisi video per il riconoscimento di situazioni pericolose e sistemi di diffusione audio ad alta intellegibilità per comunicare al personale della fabbrica messaggi di servizio o di emergenza. Tutti i dati locali vengono raccolti da un dispositivo dedicato che si occupa di renderli disponibili sul cloud.

Gli obiettivi del progetto sono la progettazione e la realizzazione di dispositivi audio e multimediali e la loro integrazione in un sistema di rilevazione e gestione di situazioni di pericolo all’ interno di una fabbrica con la possibilità di migliorare il comfort in particolare dal punto di vista audio. Il tutto monitorato e controllato da un’interfaccia web e da una APP per smart device che si basano su servizi in Cloud.

Il progetto è realizzato in partenariato con:

  • Powersoft S.p.A (soggetto capofila)
  • UNIFI
  • Neumus S.r.L.
  • Hyntelo S.r.l.

Maggiori dettagli sul  progetto SAFEGUARD

"Switch Layer 3 per Rete Ethernet di Treno" LAYER 3

Responsabile scientifico: Andrea Rindi 

Sintesi del progetto

Il progetto Layer 3 ha come obiettivo la realizzazione prototipale di un dispositivo elettronico denominato “Switch Layer 3 per rete ETHERNET di treno”, equipaggiato con processori di nuova generazione (“Packet Processors”) in grado di velocizzare di 3 ordini di grandezza (rispetto alla capacità attuale) il processo di filtraggio, analisi e instradamento (routing) dei pacchetti di dati che vengono trasferiti su una rete ETHERNET installata a bordo treno.
Layer 3 presenta notevoli criticità progettuali da affrontare quali, ad esempio, le frequenze dei segnali da gestire (fino a 10 Gbit/sec), i collegamenti del processore principale sul circuito stampato della scheda di supporto (dai 280 piedini dei processori attuali (“chip switch”) fino ai 1500 piedini dei “packet processor”, la maggiore quantità di energia termica da dissipare, l’estensione della gamma delle possibili tensioni di alimentazione dell’apparato, l’integrazione di un componente hardware di sicurezza a supporto dei requisiti di “cybersecurity” oggi necessari sui dispositivi.
"Automazione dei Processi Manufatturieri delle Sonde Ecografiche"  A-PROMISE

Responsabile scientifico: Yary Volpe 

Sintesi del progetto

Il sensore con cui si rilevano le immagini medicali con segnali ad ultrasuoni, ovvero la sonda, cuore di ogni apparato ecografico, è sede di complesse soluzioni tecnologiche fondate su discipline di vario genere, come deriva dalla duplice natura dell’energia in transito attraverso di essa. La ricerca di soluzioni per il sensore che rispondano a specifici requisiti prestazionali e finanziari rappresenta l’aspetto più delicato nella messa a punto di un sistema ecografico.

L’idea del progetto è generare le conoscenze tecnologiche necessarie per ottenere il salto di qualità dalle lavorazioni “quasi artigianali” oggi in uso, in Esaote come presso tutti i produttori mondiali concorrenti, verso soluzioni di automazione del ciclo produttivo delle sonde ecografiche con caratteristiche di elevata precisione, affidabilità, programmabilità.

Le innovazioni apportate dal progetto consentiranno di dar luogo ad un nuovo processo costruttivo delle sonde ecografiche che permetta, oltre ad una migliore qualità e competitività produttiva dei modelli attuali, la realizzazione di nuovi prodotti, non possibile con gli approcci “quasi artigianali” attuali, quali sonde a matrice 2D o sonde ad alta frequenza che richiedono il conseguimento di limiti di lavorazione non possibili con le tecniche attuali, per quanto spinte.

Si tratta di procedere alla messa a punto di nuovi processi industriali di lavorazione di sonde ecografiche, basati su automazione e robotica, rivolti a dare maggiore efficienza, affidabilità e qualità agli stessi processi produttivi (saldatura, taglio, incollaggio), ad un miglioramento delle condizioni di lavoro nei processi industriali “labour-intensive” e “operator-oriented” (saldatura, incollaggio) e ad un aumento di competitività del sistema industriale, specialmente a livello internazionale (concezione di nuovi prodotti, maggiore resa, migliore qualità produttiva, minori scarti). Il tema rientra in pieno nel paradigma di Industria 4.0 in quanto si tratta di messa a punto di un nuovo processo di fabbricazione, in senso globale, tramite introduzione di nuovi processi automatizzati in fasi specifiche della lavorazione.

Conseguire un tale risultato è un salto di qualità essenziale per realizzare e consolidare in Toscana un polo produttivo di sonde ecografiche per imaging medicale in grado di competere ai massimi livelli internazionali. Si tratta di un risultato oggi possibile qui in Toscana per un fattore di unicità che vede concentrate su questo territorio tutte le competenze necessarie per affrontare con successo questa sfida tecnologica per diventare un’area “ME FIRST” per la progettazione/fabbricazione delle sonde ecografiche. Per altro è un concentrato di competenze tra organizzazioni che hanno già avviato collaborazioni tra loro sulle tematiche interessate.

"Multi Fuel Smart Charging Station" MUST

Responsabile scientifico: Maurizio De Lucia

Sintesi del progetto

In relazione all’attuale e prevedibile notevole sviluppo a medio e lungo termine dei sistemi di mobilità stradale elettrica, i rivenditori di carburanti dovranno adeguare i prodotti e i servizi che offrono adattando la rete e il loro modello di business, dovranno modificare il layout delle loro stazioni di servizio e sfruttare nuovi strumenti digitali. Il progetto MUST prevede di studiare le nuove strutture energetiche delle stazioni di servizio stradali in relazione:

  • alla fornitura di energia per i veicoli stradali mediante una pluralità di vettori energetici: combustibili allo stato liquido e gassoso sia fossili che rinnovabili (biocombustibili e di sintesi da energia elettrica rinnovabile), energia elettrica da rete e/o autoprodotta sia da fossili che da fonti rinnovabili,
  • all’autoconsumo energetico della stazione con tutti i suoi servizi,
  • alla vendita di servizi alla rete elettrica nazionale.

Un secondo obiettivo è quello di sviluppare innovativi sistemi di gestione automatica dei flussi di energia della stazione correlati con nuovi modelli di business, utilizzando tecniche di Intelligenza Artificiale e innovativi sistemi di comunicazione tra la stazione ed i veicoli che vi si approcciano.

Un ulteriore obiettivo è quello di realizzare un dimostratore di una nuova struttura energetica in una stazione esistente in relazione a quanto emergerà dagli studi relativi agli obiettivi precedenti per verificarne, per quanto possibile (in particolar modo per l’autoproduzione sia da fonte fossile che rinnovabile, il fast-charging dei veicoli elettrici e la gestione energetica intelligente della stazione con i propri servizi), la validità degli stessi. Questo ultimo obbiettivo intende superare gli attuali limiti della rete che verrebe messa in crisi da assorbimenti di energia molto consistenti per brevi periodi (fast-charging).

“SvilUppo di un ambiente Innovativo per l'analisi e l'ottimizzazione di turbine eoliche basato su intelligenza arTificiale e tecniche per high pErformance computing”  SUITE 

Responsabile scientifico: Alessandro Bianchini

Sintesi del progetto

Progetto finalizzato allo sviluppo di un innovativo ambiente integrato di progettazione per turbine eoliche. I principali vantaggi attesi consistono nella drastica riduzione del time-to-market e nella massima efficienza energetica dei futuri generatori; infatti, grazie ad un elevato livello di automazione, sarà possibile introdurre sul mercato nuove turbine ad elevatissime prestazioni in tempi dimezzati rispetto agli standard attuali, aumentando così la competitività dell’eolico e favorendone l’ulteriore espansione nel “mix energetico”. Il nuovo ambiente di progettazione sarà in grado di gestire geometrie complesse e valutarne le prestazioni con i più avanzati metodi di analisi CAE (Computer Aided Engineering). La gestione delle geometrie si avvarrà di moderne tecniche di Digital Geometry e Mesh Morphing, che permettono l’adozione di forme arbitrariamente complesse (topology-free). Un simile risultato può essere realizzato solo sfruttando appieno le opportunità offerte da tecniche di AI (Artificial Intelligence) combinate con HPDA (High-Performance Data Analysis) per la gestione di grandi quantità di dati (Big Data).



"Nuovo processo per la stampa di decorazioni di accessori moda con inchiostri metallici" METALINK

Responsabile scientifico: Stefano Caporali

Sintesi del progetto

L’obiettivo del progetto è quello di sviluppare, impiegando inchiostri di metalli preziosi applicati con tecnologia laser, una innovativa tecnologia di stampa digitale su manufatti sia metallici che ceramici. Una volta ottimizzato il processo e completato il prototipo di stampante, si potranno realizzare design personalizzabili con decorazioni in metalli nobili su materiali leggeri e resistenti soddisfacendo così alle richieste più performanti di settori quali: moda, luxury, automotive and aerospace incrementando così l’offerta di prodotti innovativi e di qualità dell’industria toscana del settore. Il prototipo di stampante, che verrà realizzato nel progetto, sarà integrato di sistema laser gestito da un software di stampa intelligente dotato di sensoristica IOT per il controllo di processo ed il riconoscimento di immagini, che ne permetterà l’interconnessione con la rete aziendale, in ottica Impresa 4.0.



"PROspezione e Trivellazione Efficiente ed Universale per applicazioni near Shore"  PROTEUS

Responsabile scientifico: Luca Pugi

Sintesi del progetto

Le applicazioni “Near-Shore” e “Very Near Shore” riguardano bassi fondali con profondità che variano da pochi centimetri fino a 10-20 metri. Il progetto Proteus propone la realizzazione di una piattaforma anfibia facilmente trasportabile sia via terra sia via mare, modulare, equipaggiata con sistemi atti a diagnostica, automazione e valutazione delle condizioni di scavo in linea con le tecnologie abilitanti I4.0. Lo Sviluppo del nuovo apparato di prospezione geognostica prevede l’uso di tecniche di progettazione avanzate inerenti la meccatronica e l’ottimizzazione strutturale. Riveste grande importanza la valutazione di impatto ambientale della macchina con riferimento agli accorgimenti utilizzati per incrementare la sua eco-compatibilità rispetto all’uso in aree «sensibili» marine e lacustri.



"Sviluppo di un presidio Medico Avanzato con l'uso di Risorse Tecnologiche innovative sulle AMBULANze" SMART AMBULANCE

Responsabile scientifico: Monica Carfagni

Sintesi del progetto

Il fine del progetto è la realizzazione di un innovativo presidio medico d’emergenza, a bordo di un veicolo polifunzionale (smart ambulance), dotato di autonomia energetica – grazie alla presenza di pannelli fotovoltaici - e di capacità di penetrazione estese– grazie alla presenza a bordo di un drone. Questo fungerà anche da antenna radio per i collegamenti alla rete senza fili e per l’integrazione del presidio operante sul campo in una grid interattiva, i cui altri gangli sono la remota centrale operativa medica, il sistema di controllo elettronico del traffico, il sito dell’incidente, in ultimo gli infortunati stessi, quando dotati di cellulare ed in grado di usarlo. L’intero design interno del vano sanitario sarà ripensato in modo da massimizzare l’igiene operativa, anche mediante l’utilizzo di nuovi materiali per l’arredo e con l’utilizzo di sistemi innovativi per la sanificazione dell’aria circolante nell’ambulanza. In tale contesto, saranno migliorati il confort del paziente e le condizioni operative mediante l’integrazione di tecnologie di domotica avanzata e per la cancellazione del rumore ambientale. Ulteriori migliorie prevedono l’assistenza del pilota del veicolo con l’utilizzo della tecnologia HUD (Head Up Display) e la realizzazione di un sistema integrato di monitoraggio del paziente. La smart ambulance costituirà un gioiello tecnologico in grado di ridurre i tempi di intervento, cruciali per salvare vite umane, di ampliare il raggio d’azione a siti difficili da raggiungere e localizzare, di anticipare le cure con tecniche di telemedicina, di interagire con le piattaforme smart-city, aumentando la sicurezza propria e degli altri.

"Progettazione, sviluppo e realizzazione di Cryo-Therapy Freezer"- Cryo-Therapy Freezer


Responsabile scientifico: Maurizio De Lucia

Sintesi del progetto

Il Progetto CRYO-THERAPY FREEZER ha come obiettivi la progettazione, realizzazione prototipale e industrializzazione di un dispositivo in due varianti per applicazioni medico/terapeutiche basate su combinazione di diverse tecnologie di produzione di energia frigorifera. I risultati saranno due dispositivi crio-terapici, uno a camera singola con temperatura di -80°C e uno a doppia camera con temperature rispettivamente di -70 °C e -110 °C.

"Oltre Industria 4.0: integrazione del fattore umano nei processi di Mac3"  Mac-OverIN4.0


Responsabile scientifico: Benedetto Allotta

Sintesi del progetto

Il presente progetto di R&S nasce dall’idea di sviluppare un sistema integrato di soluzioni innovative in grado di affrontare e risolvere, secondo una logica I4.0, alcune delle criticità che caratterizzano il processo produttivo degli interruttori a galleggiante destinati al mercato dell’industria che rappresenta per MAC3 il principale mercato sia in termini di fatturato che di ritorno di immagine. Il progetto, infatti, prevede la progettazione e la realizzazione del prototipo di un innovativo sistema di fabbricazione, flessibile, fortemente automatizzato, basato su una cella di lavoro con macchina per stampaggio di nuova generazione in grado di raccogliere informazioni sul proprio stato e renderle disponibili in rete, asservita, per la movimentazione, da una stazione Cobotica. Il progetto consentirà di approfondire problematiche inerenti la ricerca applicata al settore della meccanica robotizzata, con particolare riguardo alle soluzioni di ingegnerizzazione I4.0, così da ottenere quei feedback essenziali a orientare le attività di R&S, ed operare il trasferimento Tecnologico.

In sintesi, il progetto si prefigge di sviluppare una soluzione innovativa per:

- aumentare l’efficienza produttiva;

- diminuire gli sprechi in termini di riduzione scarti, errori, tempi morti di produzione;

- mantenere costante i livelli di qualità grazie alla ripetibilità dei processi e alla precisione dei controlli;

- aumentare la sicurezza sul luogo di lavoro mediante l’utilizzo di Cobot.

"Macchinario per l’ispezione Automatizzata di assili ferroviari basata sulla Generazione Nonconvenzionale di Ultrasuoni tramite Metodologie laser" MAGNUM

Responsabile scientifico: Dario Vangi

Sintesi del progetto

Il progetto mira allo sviluppo di un macchinario per l’ispezione ultrasonora degli assili, durante la manutenzione ordinaria dei veicoli ferroviari. L’obiettivo è massimizzare l’automazione del processo ispettivo ultrasonoro, ad oggi tipicamente condotto tramite movimentazione manuale di sonde ultrasonore sorgenti e riceventi da parte di addetti qualificati, per limitare il rischio di errore umano ed incrementare l’affidabilità degli assili circolanti. L’automazione sarà ottenuta impiegando strumenti di eccitazione e rilevazione non a contatto di ultrasuoni, ovvero rispettivamente una sorgente laser ad alta potenza e un ricevitore accoppiato in aria; tali metodologie d’ispezione non a contatto sono tecniche di punta in ambito aeronautico, ma non trovano applicazione industriale nel settore ferroviario.
Il macchinario dovrà anzitutto condurre automaticamente il controllo sulla base del profilo di assile da ispezionare, selezionato dall’addetto da un apposito database delle tipologie di assile implementato nellamemoria del macchinario. Dovrà successivamente permettere all’addetto di svolgere verifiche secondarie in aree ritenute critiche sulla base dell’esperienza , dalle quali il macchinario potrà prendere spunto per migliorare le sue strategie d’ispezione. Dovrà infine collegare dati riguardanti le operazioni svolte e l’esito dell’ispezione al codice identificativo dell’assile per aggiornarne la cronistoria , tramite interfaccia al la rete aziendale che assicurerà flussi informativi con ulteriori postazioni di lavoro.
La fondamentale peculiarità del macchinari o è rappresentata da un controllo ultrasonoro dell’assile completamente automatizzato la cui accuratezza verrà incrementata tramite algoritmi di machine learning ; da ciò conseguirà una riduzione del tempo complessivo richiesto dal processo, in termini di tempi legati al recupero dei dati riguardanti l’assile, al monitoraggio e alla stesura dei report d’ispezione.

 

Ultimo aggiornamento

02.02.2023

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