Lo Sportello Matematico per l’innovazione e le imprese
Lo Sportello Matematico per l’Innovazione e le Imprese (SMI2) è un progetto dell’Istituto per le Applicazioni del Calcolo “Mauro Picone” del CNR che nasce nel 2013 per mettere, come recita il motto del progetto, “la Matematica a supporto dell’Innovazione e della Società”.
Tutto parte dalla convinzione che le scienze e tecnologie matematiche debbano rappresentare un fattore di innovazione e competitività per le imprese e dalla presa di coscienza del mancato accesso delle imprese italiane ai risultati della ricerca matematica anche, o forse soprattutto, per la carenza di contatti tra mondo imprenditoriale e mondo accademico. Così lo Sportello Matematico si pone come un ponte progettuale tra la comunità matematica italiana e il mondo delle imprese.
Illustrazione di Serena Gianoli
Lo scopo del progetto è quello di promuovere i “risultati della ricerca nelle scienze matematiche applicandoli ai problemi del mondo reale per ottenere un impatto tangibile”. Che vuol dire riduzione dei costi di produzione, efficientamento della logistica, supporto allo sviluppo di nuovi prodotti. Una delle prime operazioni è stata quella di costituire una rete di centri di ricerca italiani con una specifica competenza nelle scienze e tecnologie matematiche.
Questi centri sono stati selezionati al fine di avere una rappresentanza dell’eccellenza nel campo della matematica applicata ad ambiti come manutenzione predittiva, analisi di big data, agricoltura e Industria 4.0. Della rete, che è attualmente costituita da circa 50 Partner, fanno parte soggetti pubblici e privati: Dipartimenti Universitari, Istituti del CNR, Spin-off accademici, Start-up di ricerca, tutti incentrati sullo sviluppo e l’applicazione di Tecnologie Matematiche. Lo Sportello Matematico agisce quindi da intermediario tra le imprese e i centri di ricerca della rete, facilitando lo sviluppo di collaborazioni a partire da problemi industriali specifici.
Una delle più recenti attività del team dello Sportello Matematico è lo sviluppo di SPIN (Supporto alla Pianificazione per l’Innovazione), un applicativo web per supportare le imprese a pianificare gli investimenti in Ricerca e Sviluppo. L’applicativo è nato dalla collaborazione tra Sportello Matematico del CNR, Confindustria, Sistemi Formativi Confindustria, con il supporto di 4Manager. Si tratta di uno strumento di supporto alle decisioni che consente alle imprese di conoscere le agevolazioni attive sui temi della Ricerca e dell’Innovazione e simulare l’effetto reale dei diversi strumenti fiscali sui loro piani di investimento.
Centrale del Latte di Vicenza
Il problema: la previsione della domanda di yogurt. Questa costituisce un aspetto cruciale per l’ottimizzazione dell’approvvigionamento di materie prime (nello specifico , marmellate per lo yogurt) e quindi per la gestione efficiente delle scorte di magazzino. Il risultato della collaborazione è stato un software statistico, integrato nel gestionale usato dall’azienda, che per ogni prodotto fornisce una previsione attendibile delle vendite su un periodo di sei settimane.
Questo permette poi di ottimizzare gli acquisti di materie prime a partire dai prodotti in giacenza e tenendo conto dei lotti minimi di acquisto e dei tempi di consegna dei fornitori. A seguito dell’implementazione del modello, i benefici ricevuti dall’azienda sono stati: la riduzione del 3% sui giorni di scorta delle marmellate e l’azzeramento delle rotture di stock, in particolare delle marmellate.
Manutenzione predittiva
Un’azienda che produce sistemi automatici per lo stoccaggio e l’archiviazione ha fatto ricorso ai servizi dello Sportello Matematico Matematico per lo sviluppo di sistemi di manutenzione predittiva. I sistemi di archiviazione prodotti dall’impresa, consentono la movimentazione verticale di numerosi vassoi che garantiscono portate fino a 1000 kg.
Volendo passare a un sistema di manutenzione predittiva, l’azienda aveva la necessità di raccogliere dati sul funzionamento delle macchine e aveva richiesto, in una prima fase, un supporto modellistico-matematico per individuare una disposizione ottimale del minor numero possibile di sensori e per ottimizzare il volume di dati da raccogliere. In una seconda fase, necessitava di uno strumento matematico per prevedere il comportamento futuro dei macchinari (o almeno di alcuni componenti critici) e indicare l’intervento più idoneo da effettuare.
Simulazione di processo
Un’azienda del settore manifatturiero aveva bisogno di un modello matematico per la prototipazione virtuale di un processo molto critico all’interno di una linea produttiva. Il processo in questione è quello del bonding, ovvero, della saldatura sotto pressione di una pellicola in materiale non tessuto.
Il problema industriale consiste nell’individuare un modello matematico in grado di correlare la qualità della saldatura a parametri di processo facilmente controllabili dagli operatori (come la temperatura, la velocità della linea o lo spessore della pellicola). Per stabilire i parametri di processo, l’azienda ricorre a test di laboratorio che sono molto dispendiosi. Il modello matematico serve quindi a simulare il processo e prevedere la qualità della saldatura (ovvero, la forza necessaria a rompere la saldatura). Lo scopo finale era quello di ridurre le prove sui campioni.
Algoritmi per il riconoscimento di oggetti
Per le operazioni di distribuzione e restituzione di utensili, è importante sapere quali sono gli oggetti prelevati e se gli stessi oggetti vengono restituiti e in quali condizioni. Se gli utensili sono distribuiti per mezzo di magazzini automatici, un modo per fare queste verifiche è l’analisi delle immagini. Una videocamera posizionata opportunamente rileva l’oggetto prelevato e poi restituito.
Opportuni algoritmi che poi permettono di valutare se l’oggetto in questione è lo stesso, se è sporco o danneggiato. Un algoritmo di questo tipo è stato richiesto da un’impresa che produce hardware per la gestione aziendale. I sistemi prodotti dall’azienda hanno già alcuni sensori che permettono il riconoscimento degli oggetti, l’impresa voleva integrare le macchine con sensori di visione per aumentare il controllo sui dispositivi. Per questo ha richiesto il supporto dello Sportello Matematico e ha avviato una collaborazione che è al momento in corso.
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