INTRODUZIONE E QUADRO

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1 INTRODUZIONE E QUADRO DI RIFERIMENTO CATERINA RIZZI DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE Liceo Scientifico dii Rho: Ettore Majorana Sembra Passato un Secolo SOMMARIO CONTESTO E TREND QUADRO EVOLUTIVO IL RUOLO E LE OPPORTUNITÀ OFFERTE DALLE TECNOLOGIE RISOLVERE I PROBLEMI IN MODO CREATIVO CONCLUSIONI Caterina Rizzi 2 1

2 IL QUADRO EVOLUTIVO (1/3) C era una volta... Il CAD 2D > 3D > parametrico > features >... Le workstations, i PC, i notebook, i PDA... Le architetture, le reti locali... La grafica e le modalità di interazione I limiti quantitativi: K, M, G; MFLPOPS, Mpixels... Cioè... L hardware e l ambiente informatico come novità, constraint e limite per... Rifare con altri strumenti sempre le stesse cose Ma con un fondamentale passaggio logico dal 2D (documento) al 3D (prototipo) anche se limitato alla pura geometria Caterina Rizzi 3 IL QUADRO EVOLUTIVO (2/3) Poi... Integrazione PDM, PLM Internet La mobilità L accesso alla rete e la banda passante La sicurezza L interoperabilità Cioé... La gestione della documentazione nel suo ciclo di evoluzione L integrazione con gli altri flussi informativi La connettibilità remota e flessibile Ma con un fondamentale passaggio logico Ma con un fondamentale passaggio logico Enfasi sul PROCESSO Caterina Rizzi 4 2

3 IL QUADRO EVOLUTIVO (3/3) Oggi... Centralizzazione e connettività (sempre e dovunque) Collaborazione Efficienza ed efficacia Cioè... Lavorare insieme ma in remoto ed in modo dinamico e flessibile Recupero di margini (tempi e costi) Maconun fondamentale passaggiologico Enfasi sull ACCESSO Caterina Rizzi 5 DAL CAX AL PLM Dal CAx: Computer Aided x enfasi sul ruolo della nuova tecnologia in una vecchia attività... al PLM: Product LifeCycle Management enfasi su un problema, un processo ed un metodo Dal TECHNOLOGY driven al PROBLEM oriented Più di trenta anni sono certamente serviti a qualcosa! Caterina Rizzi 6 3

4 EVOLUZIONE OBIETTIVI AZIENDALI CAD CAx PDM PLM Caterina Rizzi 7 CICLO DI VITA DEL PRODOTTO COME. Product knowledge Conoscenza Caterina Rizzi 8 4

5 DEFINIZIONE A strategic business approach that applies a consistent set of business solutions in support of the collaborative creation, management, dissemination, and use of product definition information across the extended enterprise from concept to end of life integrating people, processes, business systems, and information. [CIMData, Is the mean to ensure control over a prouct s performance, and its functional and physical attributes. It includes the planning and coordination of all activities in the product lifecycle, and accurate documentation in sufficient detail to support the product s planned lifecycle for all users of the data [ Collaborative Product Lifecycle Management (PLM) is an emerging strategy that provides a structured framework to facilitate collaboration both internally and externally among strategic partners throughout a product s lifecycle from initial concept and design through operation, maintenance and retirement [ Caterina Rizzi 9 DEFINIZIONE non solo è insieme di metodologie e strumenti che permettono di gestire l evoluzione di un prodotto durante il suo ciclo di vita, dalla fase di concezione sino al suo utilizzo e dismissione ma soprattutto è una strategia organizzativa atta a favorire l integrazione e la collaborazione durante lo sviluppo prodotto, condividere i dati e tutte le informazioni necesarie durante il ciclo di vita del prodotto PROCESSO (come) PRODOTTO (cosa) Physical Produc cts ERP CRM CSM... Shape Weight Material PLM cost reliability investment.. CAS CAD CAE VIS PDM... Virtual Products Caterina Rizzi 10 5

6 ( U)PLM Tre elementi fondamentali: Sviluppo Prodotto Pianificazione e Controllo Supporto Infrastrutture Caterina Rizzi 11 DEFINZIONE PRODOTTO Smalt. Avamprogetto Progettazione Produzione Distribuzione Servizio Smaltimento Product Data Management PDM Component & Supplier Manag. Product Configurators PC Computer Aided x Tools Caterina Rizzi 12 6

7 DEFINIZIONE PRODOTTO DMU-Digital Mock-up una simulazione realistica di un prodotto (svolta su computer) che tenga in considerazione tutte le funzionalità richieste dalla progettazione, dalla produzione e dall ambiente nel suo complesso al fine di essere utilizzata come piattaforma per lo sviluppo del prodotto e del processo, per lo scambio d informazioni e per l effettuazione di scelte di business per tutto il ciclo di vita del prodotto Caterina Rizzi 13 DEFINIZIONE PRODOTTO condivisione del prodotto digitale è un aspetto fondamentale per lo sviluppo prodotto Linee fondamentali sui basare condivisione Caterina Rizzi 14 7

8 I MEGA TREND BENESSERE (WELL BEING) GLOBALIZZAZIONE (GLOBALIZATION) SOSTENIBILITÀ (SUSTENABILITY) CONOSCENZA (KNOWLEDGE) DIGITALIZZAZIONE (DIGITIZATION) VIRTUALIZZAZIONE (VIRTUALIZATION) LA VIRTUALIZZAZIONE DI PRODOTTI, PROCESSI, UTENTI J.T. Fokkema, Delft University of Technology, Challenges and answers for competitive engineering TMCE 2008 Caterina Rizzi 15 LA VIRTUALIZZAZIONE DI PRODOTTI, PROCESSI ED UTENTI Problemi da affrontare: Dematerializzazione cioè la virtualizzazione dell intero ciclo di vita del prodotto: dal processo di sviluppo, alla produzione, all utilizzo fino alla dismissione. i i Ideare, valutare, simulare, testare, usare senza produrre (o con minima produzione di) prototipi fisici. Con una visione schematica ma consistente: Fisico = tempo + costo + limiti di utilizzo Virtuale = real time + no limits Problemi aperti: Come virtualizzare il funzionamento nel contesto di utilizzo? Come usare il virtuale? Come cambiare in modo coerente e sicuro il processo modificando il risultato? (il vero Reverse Engineering) Caterina Rizzi 16 8

9 LE TECNOLOGIE PER.. CONCEPT DESIGN MANUF. Creazione modello Presentazione Creazione modello Presentazione Validazione e analisi Design review Simulazione processi produttivi Caterina Rizzi 17 QUADRO EVOLUTIVO Anni Caterina Rizzi 18 9

10 QUADRO EVOLUTIVO ANNI SIMULARE IL DISEGNO 2D Caterina Rizzi 19 QUADRO EVOLUTIVO ANNI 80 ANNI SIMULARE IL PROTOTIPO FISICO IL PROTOTIPO Caterina Rizzi 20 VIRTUALE 10

11 QUADRO EVOLUTIVO ANNI 80 ANNI SIMULARE IL PROTOTIPO FISICO IL PROTOTIPO Caterina Rizzi 21 VIRTUALE QUADRO EVOLUTIVO 3D CAD Model Rendering realistico Caterina Rizzi 22 11

12 QUADRO EVOLUTIVO ANNI 90 Studio strutturale di un contenitore per imballaggio ANNI SIMULARE LE FUNZIONALITA PREDIRE IL COMPORTAMENTO Caterina Rizzi 23 ANALISI E SIMULAZIONI ANNI 90 SIMULARE IL FUNZIONAMENTO PREDIRE IL COMPORTAMENTO Caterina Rizzi 24 12

13 ANALISI E SIMULAZIONI Robot di assemblaggio Sospensione Autovettura Formula Indy Caterina Rizzi SIMULARE IL FUNZIONAMENTO PREDIRE IL COMPORTAMENTO 25 ANALISI E SIMULAZIONI Fluidodinamica computazionale SIMULARE IL FUNZIONAMENTO PREDIRE IL COMPORTAMENTO Simulazione del flusso di raffreddamento in freno a disco autoventilante Caterina Rizzi 26 13

14 ANALISI E SIMULAZIONI Caterina Rizzi 27 ANALISI E SIMULAZIONI ANALISI ERGONOMICHE HUMAN MODELLING Caterina Rizzi 28 14

15 QUADRO EVOLUTIVO 2000 ANNI Virtual Reality is a high end user computer interface that involves real time simulation and interactions ti through multiple sensorial channels. These sensorial modalities are visual, auditory, tactile, smell and taste. (Burdea, 2000) LA REALTÀ VIRTUALE Caterina Rizzi 29 LA REALTÀ VIRTUALE Il fascino della contraddizione: La realtà non reale Mondi reali sostituiscono il mondo virtuale Oggetti virtuali si sovrappongono al mondo reale I sistemi di Realtà Virtuale creano illusioni ed emozioni tramite i canali sensoriali umani: gli oggetti virtuali si vedono e si sentono in 3 dimensioni, si toccano, e a volte generano odori e sapori Caterina Rizzi 30 15

16 COSA VIRTUALIZZARE? Il mondo esterno simulato in modo realistico Dei mondi immaginari Se stessi simulati in un mondo realistico Se stessi immaginari gli avatar Il reale incontra il virtuale Caterina Rizzi 31 DA SPETTATORE O DA ATTORE AMBIENTI NON IMMERSIVI AMBIENTI IMMERSIVI Immagine cortesia Elasis Caterina Rizzi 32 16

17 LETECNOLOGIE TECNOLOGIE: PER LA VISUALIZZAZIONE Caterina Rizzi 33 LE TECNOLOGIE: PER IL TATTO Caterina Rizzi 34 17

18 LETECNOLOGIE TECNOLOGIE: PER ACQUISIRE POSIZIONE Caterina Rizzi 35 REALTÀ MIXED PER SIMULATORE POSTO GUIDA Caterina Rizzi 36 18

19 MOTION TRACKING Immagine cortesia Gruppo Kaemart, Politecnico di Milano Immagine cortesia Elasis Caterina Rizzi 37 MODELLAZIONE DI PLASTILINA VIRTUALE T nd - Touch and Design project (http// Caterina Rizzi 38 19

20 TECNICHE DI VR/AR A SUPPORTO DELLO SVILUPPO PRODOTTO Obiettivo: realizzare un sistema di modellazione dinamico semi immersivo che consenta di verificare quanto i cambiamenti di forma incidano sulle caratteristiche meccaniche dell oggetto. Immagine cortesia Gruppo Kaemart, Politecnico di Milano Immagini cortesia Gruppo Kaemart Politecnico di Milano Caterina Rizzi 39 PRESENTAZIONE PRODOTTO Caterina Rizzi 40 20

21 ADDESTRAMENTO NEL SETTORE MEDICALE Caterina Rizzi 41 REALIZZAZIONE PRODOTTO Percorso utensile Controllo Numerico Macchina Utensile Pezzo Caterina Rizzi 42 21

22 CAD CAM Dal modello geometrico al pezzo lavorato Caterina Rizzi 43 PROTOTIPAZIONE RAPIDA Modello CAD 3D Prototipo fisico Caterina Rizzi 44 22

23 GENERAZIONE MODELLO DA PEZZO FISICO Strumento per rilievo 3D Caterina Rizzi 45 PLM CAD Virtual Prototyping PDM Mbody FEM Caterina Rizzi 46 23

24 CAD FEM Mbody Virtual Prototyping PDM PLM Caterina Rizzi 47 PIANIFICAZIONE E CONTROLLO Smalt. Avamprogetto Progettazione Produzione Distribuzione Servizio Smaltimento Gestione ed Project controllo Management PM dell azienda della pianificazione dei fabbisogni ( MRP - Material Requirement Planning), Enterprise delle Resource Planning ERP risorse (delle risorse ( MRP II - Manufacturing Resource Planning) e delle Advanced attività Planning & Scheduling collaterali necessarie al funzionamento dell azienda. Caterina Rizzi 48 24

25 UNIFICARE IVARI ELEMENTI CAx con PDM e CSM (attività sviluppo prodotto) PM con PDM e ERP (monitorare prodotti e processi) PDM con ERP APS con PDM, PM e ERP APS (Advanced Planning & Scheduling) CSM (Component & Supplier Management) ERP (Enterprise Resource Planning) PDM (Product Data Management) PM (Project Management) Caterina Rizzi 49 25