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Le tematiche di ricerca dello Spoke 3 si concentrano sulla ricerca applicata e sul trasferimento tecnologico di nuove e promettenti idee progettuali relative ai settori della produzione sostenibile di prodotto e di processo. Tali idee progettuali possono essere declinate nello Spoke 3 in senso ampio, ovvero includendo anche le infrastrutture abilitanti, sia fisiche che digitali, e la trasformazione digitale delle aziende che operano in tutte le filiere del processo produttivo.
Finalità e Obiettivi Generali
Lo scopo principale dello Spoke 3 è quello di sviluppare linee di ricerca e idee progettuali dedicate all’implementazione e al consolidamento di una produzione verde di prodotto e processo e di una filiera manifatturiera orientata verso un’economia sostenibile e circolare. Il focus tecnologico e scientifico dei progetti di ricerca proposti deve mirare al mantenimento e consolidamento del ruolo di leadership della Regione Emilia Romagna e, più in dettaglio, del suo sistema di imprese, nel campo della transizione ecologica e dell’economia eco-sostenibile. L’area tecnologico-scientifica è quella tipica della Regione, prevalentemente votata alla realizzazione di prodotti e processi produttivi inseriti in un tessuto sociale orientato alla realizzazione di un’economia circolare.
I progetti ed i relativi piani di lavoro possono rientrare in cinque aree tematiche o linee di ricerca che, partendo dalle conoscenze relative alla manifattura verde e sostenibile, già presenti nei distretti industriali regionali, puntano ad ampliarle e svilupparle ulteriormente per farle evolverle verso un livello più elevato di filiera e di sistema e, dunque, di competitività globale.
Saranno, dunque, considerati e valutati positivamente tutti i progetti che abbiano l’obiettivo di sviluppare idee ed applicazioni concrete sui temi di ricerca applicata di seguito descritti.
Le attività di ricerca ed innovazione dello Spoke 3 sono declinate su 5 macro-aree tematiche:
Obiettivo principale di tale tema è lo spostamento da sistemi di produzione tradizionali verso sistemi, processi e prodotti innovativi grazie all’impiego di materie prime, energie e prodotti rinnovabili o riciclati da scarti industriali appositamente trattenuti e rimessi in circolo grazie ad un’attenta progettazione per gestire il loro fine vita. Il risultato sarà lo sviluppo di prodotti e dei relativi sistemi di produzione che portano alla riduzione dei difetti e dei rifiuti (soprattutto quelli tossici) in un quadro di politiche di economia circolare.
In tale ambito saranno selezionati progetti che mirano ad adattare metodi e strumenti specifici a supporto della progettazione di prodotti e sistemi di produzione innovativi promuovendo l’uso di materiali non pericolosi e minimizzando il fabbisogno energetico. Verranno esaminati progetti che, dunque, applicano i concetti di “chimica verde”, adottano approcci di ‘Design for Sustainability’ e di ‘EcoDesign’ per processi produttivi e prodotti tra loro combinati ed ottimizzati dal punto di vista geometrico e topologico, anche non convenzionali. Le proprietà di leggerezza possono essere ottenute riducendo il numero di componenti, attraverso politiche di ‘Design for Assembly’ e mediante l’adozione di materiali e collegamenti innovativi, di produzioni a basso impatto ambientale e consumo di lubrorefrigeranti o con rivestimenti autolubrificanti. Saranno, inoltre, considerati progetti che impiegano la metallurgia assistita da microonde per la produzione di leghe, materiali magnetocalorici e intermetallici ad alta temperatura, che sostituiscono macchine a induzione con motori sincroni privi di magneti e che utilizzano la produzione additiva al fine di sviluppare e produrre componenti leggeri o con alto rapporto resistenza/peso o rigidezza/peso. Verrà, infine, considerato anche lo sviluppo di casi pilota specifici riguardanti tutti i settori industriali compresi quelli della ceramica, della moda e dei materiali compositi.
I principali temi di ricerca, sulla base dei quali saranno valutati i progetti, sono dunque i seguenti:
Tale tema mira a sviluppare un ambiente produttivo originale capace di integrare i principi ‘lean, green, sustenible, agile e resilient’ nella progettazione e gestione delle catene di approvvigionamento attraverso lo sviluppo di indicatori chiave di prestazione (KPI) rilevanti che siano in grado di misurare le prestazioni dei processi industriali.
Saranno valutati positivamente progetti che dimostrano di applicare efficacemente le seguenti tre prospettive di miglioramento.
Tale tema riguarda la valutazione degli impatti sociali, economici e ambientali al fine di ridurre l’utilizzo delle risorse valorizzando i rifiuti e gli scarti industriali, ad esempio provenienti dalle catene di fornitura di imballaggi, materiali ceramici, materiali di consumo, materiali del comparto agro-alimentare e nella produzione di nutraceutici e fine chemicals. Saranno considerati positivamente processi innovativi ed ottimizzati per la transizione ecologica delle industrie manifatturiere e di processo che includano sistemi termici efficienti come il laser o il plasma o che utilizzino concetti di ‘digital twin’ e di piattaforme digitali per la valutazione della LCA attraverso metodi predittivi. Saranno considerati positivamente progetti che mirano alla creazione ed al riutilizzo di prodotti dopo la loro fine vita attraverso il disassemblaggio, la ri-fabbricazione e ri-progettazione dei componenti industriali. Sarà valutata l’applicazione a tecnologie emergenti ed a nuovi prodotti. Verranno prese in considerazione scelte metodologiche coerenti all’estrapolazione dai risultati degli impianti pilota/dimostratori proposti sui futuri impatti della produzione industriale, nonché alla contabilizzazione dei crediti ambientali per la valorizzazione dei rifiuti ed alla modellizzazione dei futuri scenari energetici. Saranno, infine, considerate le procedure e le tecniche di etichettatura e di indicazione di impatto ecologico di prodotti e processi, nonché le strategie di recupero per il riciclaggio dei materiali.
Tale tema mira a integrare la robotica avanzata, i sensori a basso consumo, la comunicazione avanzata ‘quality-aware’ (ad esempio, IoT wireless, 5G), i sistemi di controllo distribuiti, l’intelligenza artificiale distribuita, ’edge e cloud’ industriale ‘computing’ e apprendimento automatico al fine di monitorare, adattare ed ottimizzare le prestazioni per una produzione verde e sostenibile riducendo, ad esempio, il consumo energetico ed i difetti. Saranno valutati positivamente progetti che prevedano lo sviluppo di un ‘nervous system’ ICT per il monitoraggio, il controllo e la gestione dei processi produttivi dotati delle seguenti caratteristiche:
Saranno considerati positivamente progetti che promuovono la personalizzazione e l’adozione di gemelli digitali di processi e macchine manifatturiere, sia per la qualità della progettazione che della produzione, e che raggiungano i seguenti due obiettivi attraverso la co-simulazione, l’hardware-in-the-loop, la modellazione basata sui dati, l’edge cloud e le piattaforme distribuite dell’IoT industriale.
Saranno, infine, valutati positivamente progetti che promuovono soluzioni volte a migliorare non solo l’efficienza (in termini di basso consumo di risorse fisiche ed energetiche) ma anche la sicurezza e il comfort dei lavoratori nelle linee di produzione, ovvero progetti che mirano a creare un nuovo paradigma di collaboratori robotici, basato su manipolatori collaborativi mobili autonomi che possono muoversi all’interno dell’impianto e cooperare con gli esseri umani. Gli indicatori di impatto e prestazione ambientale, nonché la stima della riduzione del consumo energetico raggiunti da casi pilota specifici proposti, saranno i principali indicatori di valutazione dei progetti proposti.
Tale tema riguarda il cambiamento strutturale e organizzativo del paradigma produttivo attraverso l’adozione di nuove tecnologie conformi alle prospettive della transizione verde. Il piano d’azione per la finanza sostenibile e l’impatto delle autorità di regolamentazione finanziaria, stanno influenzando le dinamiche delle imprese, anche per l’impatto sulla valutazione del rischio sul merito creditizio. La tassonomia delle attività sostenibili (Regolamento 2020/852) influenzerà in modo sostanziale le filiere produttive, meglio definite nel senso della strategia industriale europea come “Ecosistemi industriali”.
Saranno valutati positivamente progetti che studiano (utilizzando dati e indagini disponibili) il processo di allineamento delle imprese e degli ecosistemi industriali alla tassonomia UE sulle attività sostenibili identificando l’impatto complessivo e le strategie necessarie per sfruttare le opportunità e gestire la potenziale crisi emergente da politiche mirate a favorire il cambiamento climatico ed a promuovere la sostenibilità. Le attività possono consistere in:
Il risultato del progetto potrà essere un intervento su larga scala per promuovere politiche pubbliche e strategie private per l’adattamento alla tassonomia e all’eventuale impatto delle politiche sul cambiamento climatico su aziende e territori.
Titolo:
Ecosystem for Sustainable
Transition in Emilia-Romagna
CF: 91449190379
Codice: ECS_00000033
CUP: B33D21019790006
Fondazione di partecipazione
ECOSISTER (c/o ART-ER)
Via Piero Gobetti, 101
40129 Bologna