La progettazione integrata ed il ruolo del system designer
Nel 1969, Tetsuro Mori dell’azienda giapponese Yaskawa coniò il termine «meccatronica» per descrivere la forte interazione tra meccanica, elettronica ed informatica.
L’azienda Yaskawa nel 1969 produceva solo motori elettrici, successivamente ha iniziato a produrre servoazionamenti, sistemi automatizzati e robotizzati grazie alla integrazione di semplici sistemi meccatronici che incorporano motori o micromotori elettrici, sensori e circuiti elettromagnetici controllabili via SoftWare,
La sinergia tra meccanica, elettronica ed informatica ha permesso da subito di ottimizzare le prestazioni del sistema adattandole all’applicazione.
Con un sistema meccatronico è possibile adattare all’applicazione la precisione e frequenza degli azionamenti e contemporaneamente aumentare la durata delle parti meccaniche limitando il fattore di utilizzo ed il consumo energetico.
I sistemi complessi sono composti da diversi sistemi meccatronici semplici, diversi come numero e funzione, con e senza centraline di controllo.
Questi diversi sistemi semplici devono essere integrati opportunamente nel sistema complesso per poter interagire correttamente tra di loro (garantire la qualità dei segnali elettrici in/out da sensori, attuatori e centraline di controllo)
La “progettazione integrata”
Oggi quelli evoluti sono progettati perché siano contemporaneamente
- semplici, versatili, affidabili, facilmente mantenibili
- controllabili da remoto
- protetti da attacchi cyber
Per poter sviluppare un sistema con questi requisiti tecnici di base è imprescindibile lavorare in modalità “progettazione integrata”, cioè una modalità che prevede la progettazione simultanea delle parti meccaniche, elettriche, elettroniche ed informatiche che compongono il sistema.
Il team di progettazione del sistema è composto da meccanici, elettronici ed informatici ed è dimensionato in base alla complessità del sistema.
La progettazione integrata è una modalità necessaria ma è anche “strategica” perché oltre a garantire le prestazioni del sistema, garantisce tempi e costi di ogni fase del suo piano di sviluppo. Garantisce time to market e competitività!
Il “system Designer”
Il team di progettazione del sistema è guidato dal “system designer”, un esperto in grado di
- interpretare tutti i requisiti del cliente (funzionalità, affidabilità, sicurezza, costi, volumi produzione, ….)
- definire l’architettura del sistema, cioè quali e quanti sensori ed attuatori sono necessari, la loro posizione ottimale, come devono interagire tra di loro
- valutare in base all’applicazione, il livello di rischio “rottura o malfunzionamento” accettabile per singolo sensore o attuatore, identificando quelli eventuali con rischio “zero malfunzionamenti” che necessitano di “gemelli ridondanti” fisici o virtuali da introdurre nel sistema.
Fondamentale per intero team avere un occhio costante alle tecnologie innovative ed emergenti e conoscere le normative vigenti specifiche per le diverse applicazioni.
La progettazione integrata con la guida del system designer promuove e garantisce
- collaborazione e comunicazione tra le risorse del team e gli enti coinvolti (prototipazione, qualità, …);
- visione “olistica” del sistema e meno errori dovuti alla non conoscenza dei vari componenti del sistema (funzione e come interagiscono tra loro);
- minor numero di modifiche in corso avanzato di progettazione a garanzia di tempi e costi definiti con il committente.
Il team di progettazione del sistema per essere efficace deve essere costantemente affiancato da risorse della qualità, prototipazione/validazione ed industrializzazione.
Con questa modalità operativa è possibile sviluppare sistemi per qualsiasi applicazione, dai “consumer products”, settore bianco, macchine fotografiche, antifurti all’automotive, aerospace, medicale al manufacturing.
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-Rita di Gioia, Engineering director, 3motive Srl
