Nel contesto della cosiddetta Industria 4.0, la movimentazione di merci e prodotti all’interno di stabilimenti di produzione, centri logistici e magazzini risulta sempre più orientata all’utilizzo di sistemi di movimentazione in grado di garantire movimentazioni veloci, agevoli e molto precise, anche in spazi decisamente ristretti. In tale contesto, risulta essenziale che la ruota possa garantire una totale assenza di fermi macchina (zero rotture) e che sia in grado di interagire con l’ambiente circostante in termini di scambio di dati relativi a cicli di lavoro, posizione e condizioni di utilizzo del prodotto, nonché informazioni che possano agevolare tutte le attività di manutenzione preventiva e che possono evitare fermi macchina. Obiettivo del progetto è sviluppare un prodotto fortemente innovativo, la Ruota 4.0, che risponda a queste richieste.

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Laboratorio
Referenti
Pierluigi Borghi
Area di specializzazione
Meccatronica e Materiali
Keyword
ruota
logistica
Ruota 4.0 – La ruota da commodity a elemento strutturale della Fabbrica Digitale
Descrizione prodotto

Tellure Rota vuole realizzare un prodotto completamente nuovo per il mercato, la Ruota 4.0, con le seguenti caratteristiche innovative: - una ruota sensorizzata capace di interfacciarsi e interagire con l’ambiente aziendale di produzione e scambiare informazioni opportunamente elaborate al fine di risultare utili a migliorare il processo produttivo, favorire la manutenzione predittiva e minimizzare i fermi macchina; - Una ruota in cui la riprogettazione di mozzo e supporto consenta la movimentazione in spazi stretti con rotazione sul posto e precisione di posizionamento, oltre a minimizzare l’energia necessaria al movimento e allo spostamento; - una ruota nella quale la mescola poliuretanica dei battistrada sia studiata in funzione di migliorare le prestazioni meccaniche, privilegiando gli aspetti che riguardano scorrevolezza, riduzione degli attriti di strisciamento, riduzione dell'isteresi; - una ruota che possa garantire l’assenza totale di fermi macchina, sia per difettosità sia per condizioni di utilizzo limite, ottenuta grazie a sistemi di controllo e di selezione che consentano di ottenere prodotti ottimizzati dal punto di vista delle performance (come i prodotti premium certificati); - una ruota nella quale le geometrie e le superfici critiche, siano state ristudiate in modo da garantire le prestazioni sopra descritte, quali ad esempio la rotazione facile e agevole e l’assenza di difetti.

Aspetti innovativi

In ambito industriale, le ruote sono un elemento funzionale ma non strategico. Ruota 4.0 vuole portare la ruota da commodity a elemento a valore aggiunto nel contesto dell’Industria digitale presentando elevate prestazioni quali una durata significativamente superiore alle ruote attuali, ma soprattutto aggiungendo funzionalità di scambio dati che consentirà di memorizzare la storia del prodotto, trasmettere all'esterno i parametri di funzionamento, elaborare tramite algoritmi diagnostici l'impiego del prodotto per prevedere anomalie di funzionamento e fornire feedback “dal campo”

Applicazioni

Nel settore industriale ed in particolare nei settori logistici, la riduzione di manutenzioni e la possibilità di prevenire un fermo impianto tramite manutenzione predittiva, rappresenta una enorme opportunità di sviluppo La Ruota 4.0 grazie alle informazioni raccolte real-time e sulla base dello storico, può creare l’opportunità di costruire una piattaforma ICT ove porsi come partner tecnologico di riferimento e creare nuovi modelli di business, in particolare in settori nei quali anche poche ore di fermo macchina non programmato possono rappresentare ingenti perdite economiche.

Ruota 4.0 – La ruota da commodity a elemento strutturale della Fabbrica Digitale
Esempio di applicazione

Sviluppo di una ruota 4.0, con capacità di interagire con l’ambiente al fine di migliorare il processo produttivo (manutenzione predittiva, fermi macchina, movimentazione in spazi ristretti, posizionamenti precisi, basso sforzo di movimentazione...)

Descrizione applicazione e risultati

Analisi impatto sul mondo delle ruote dei trend di sviluppo della logistica, evidenziando possibili evoluzioni della movimentazione nella fabbrica digitale ed individuando i settori potenzialmente trainanti.Studiate le alternative presenti nel mondo industriale atte a modificare la direzione di un carrello e realizzata prototipazione virtuale di ruota e supporto “con disassamento”, integrati in un carrello, per studiare le esigenze di movimentazione in spazi ristretti. Caratterizzazione chimico/strutturale di mescole poliuretaniche, per correlare struttura chimico-fisico-meccanica con prestazioni della ruota e sviluppare mescole adeguate alle esigenze di movimentazione. Analizzata e migliorata adesione del poliuretano al nucleo e ottimizzate le geometrie per migliorare la distribuzione degli sforzi all’interfaccia poliuretano nucleo. Potenziato il sistema di monitoraggio dell’omogeneità di adesione, attraverso test non distruttivi e applicazione di algoritmi vibrazionali. Sviluppato il progetto di banco prototipale per futura l’applicazione del sistema di controllo a livello produttivo. Evolute le ruote sensorizzate di cui Tellure Rôta dispone, verso una soluzione IoT, con la realizzazione di un prototipo, che. utilizzando sistemi cloud esistenti, consenta di comunicare con interfacce utente semplificate quali smartphone e di registrare big data, per la successiva analisi

Partner coinvolti

UNIMORE-INTERMECH-Mo.Re e Dip. Scienze Chim. e Geo/UNIFE -Tec. MechLav/ Fond. Democenter-Sipe/CRIT RESEARCH/FROG LEARNING/ITALPASS/ A2B BUSINESS ADV.

Tempi di realizzazione
12 mesi
Livello di maturità tecnologica
TRL 4 - tecnologia validata in laboratorio
Valorizzazione applicazione

Brevetto EP2746061B1 ruota sensorizzata depositato; attualmente in fase di nazionalizzazione in vari paesi. La potrà essere impiegata in varie applicazioni di logistica interna.

Ruota 4.0 – La ruota da commodity a elemento strutturale della Fabbrica Digitale