Marginal Column
Prof. Dr. Hubertus Murrenhoff

Fin dall’ottobre 1994, Hubertus Murrenhoff è Direttore dell’Istituto Azionamenti e Unità di Controllo per Fluidotecnica (IFAS) e Titolare dell’omonima Cattedra presso l’Università RWTH di Aquisgrana. L’undicesima edizione di IFK (Conferenza Internazionale sulla Fluidotecnica), che si terrà dal 19 al 21 marzo 2018 ad Aquisgrana, verterà principalmente sui temi qui trattati, all’insegna del motto “Fluid Power Networks”.

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“I sistemi intelligenti creano valore.”

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Luglio 2017

 

Sistemi intelligenti ed interfacce aperte sono i presupposti decisivi per soluzioni l‘oleodinamiche dal futuro assicurato. Hubertus Murrenhoff, Direttore dell’IFAS (Istituto Azionamenti e Unità di Controllo per Fluidotecnica) dell’Università RWTH di Aquisgrana, sa bene quali passi occorre compiere in tale direzione.

L’integrazione va assumendo sempre maggiore importanza, nell’ottica dell’Industry 4.0: l'oleodinamica è pronta per la digitalizzazione?

Sì, lo è senz’altro. Oggigiorno, adottiamo il fieldbus come standard e i sensori diventano sempre più intelligenti: tutto ciò consente l’interazione. Ora è tempo di portare il componente ad un livello superiore e, tramite software intelligenti, mettere in rete tutti i moduli per ottenere circuiti di regolazione integrati. Le soluzioni intelligenti si distinguono per l’intensiva interazione e per una spiccata intelligenza delle macchine.

È questo ciò che Lei intende come “oleodinamica intelligente”?

Sì: per troppo tempo abbiamo utilizzato impropriamente l’aggettivo “intelligente”. L’intelligenza non proviene dal fieldbus, né la si raggiunge con una selva di sensori. Per oleodinamica intelligente io intendo l’intelligenza dell’intero sistema, in cui ciascun componente conosce il proprio ruolo e le azioni da compiere. Un sistema in cui tutti i moduli, o tutte le parti in causa, parlano la stessa lingua, potendo così comunicare fra loro senza ostacoli. Nel sistema oleodinamico di domani, non vi saranno più componenti muti.

Cosa occorre fare, per filtrare informazioni utili da un tale diluvio di dati?

Innanzitutto, una grande quantità di dati andrebbe vista come una risorsa e non come una minaccia. Dopotutto, sappiamo ben padroneggiare grandi quantità di dati non elaborati: densità di memoria e velocità di calcolo sono ormai davvero inesauribili. Ci occorre, tuttavia, il giusto tipo di software, che con i suoi algoritmi possa analizzare tale varietà, filtrare informazioni utili e, quindi, offrire un concreto vantaggio. Ad esempio, l’attuatore 4.0 all’interno della macchina utensile sa già, prima che un nuovo pezzo arrivi, quali caratteristiche esso abbia, quali fasi di lavorazione occorrano e quali ulteriori fasi siano previste. L‘oleodinamica si adatta in modo attivo ad ogni nuova situazione, consentendo cambi di prodotto rapidissimi. E nel cantiere 4.0, fra quindici o vent’anni, tutte le macchine e tutti i veicoli presenti sapranno che cosa occorra scavare e dove, in quale sequenza procedere e dove occorra poi ricostruire, sincronizzando il tutto in autonomia. In base al compito da svolgere, l‘oleodinamica si adatterà ai requisiti già sul campo.

L‘oleodinamica intelligente ha bisogno di sensori: ciò che oggi conosciamo è sufficiente?

La sfida consiste non tanto nell’ottenere dati non elaborati, quanto nella loro eterogeneità: in futuro, non avremo soltanto i solidi elementi che conosciamo oggi – pressione, portata volumetrica o temperatura – ma dovremo anche analizzare e riconoscere immagini, video o spettri di emissione acustica. Se ciò non rappresenta un problema per l’intuizione umana, l’intelligenza delle macchine deve invece compiere ancora molti passi: in futuro, l’intelligenza artificiale dovrà saper riconoscere modelli e dedurre conclusioni anche da dati non strutturati. E qui, nel migliore dei casi, ci troviamo a metà strada: manca ancora molto, prima di arrivare al traguardo.

Condition Monitoring e Predictive Maintenance sono attualmente i protagonisti dell’IoT industriale: ne hanno davvero titolo?

Sì, poiché si tratta di due aspetti ben comprensibili; non dobbiamo, però, ridurre soltanto a questo le conquiste dell’integrazione intelligente. L’approccio della manutenzione preventiva è comunque un buon metodo per entusiasmare il cliente, che presto comprende come ammortizzare rapidamente i costi aggiuntivi sul ciclo di vita. E se sappiamo destare entusiasmo qui, creeremo un clima positivo anche per altri ambiti applicativi: ad esempio, per l’attuatore 4.0 di cui parlavamo prima, oppure per il cantiere 4.0.

Quale importanza attribuisce alla stampa 3D?

La stampa 3D offre opportunità davvero immense, destinate a rivoluzionare più di un settore industriale: è, quindi, fra le tecnologie cruciali del futuro. Per i materiali a bassi requisiti, ad esempio i materiali sintetici, la stampa 3D rappresenta già oggi lo standard e alcune macchine per tale ambito si acquistano per meno di 1000 Euro. Naturalmente, per materiali sintetici complessi e ad alta precisione – necessari, ad esempio, per guarnizioni o membrane, il prezzo può crescere anche di svariate decine di volte. Con la stampa 3D a tecnica laser, è addirittura possibile produrre in modo concorrenziale materiali ad alte prestazioni in acciaio, esenti da errori strutturali, per il settore aeronautico, utilizzati per elementi strutturali e per la realizzazione delle turbine. Guardando oltre nel futuro, per il cantiere 4.0 possiamo perfino pensare ad una stampa 3D del calcestruzzo: proprio con quest’idea, alla Fiera Bauma del 2016, abbiamo vinto il Premio per l’Innovazione nella categoria R & D.

In futuro, i nuovi materiali verranno impiegati anche nelle valvole idrauliche?

Senz’altro. Da noi, proprio in questo periodo, stiamo avviando un progetto di ricerca in collaborazione con AiF (Gruppo di Studio Associazioni di Ricerca Tedesche per il Settore Industriale), che punta a realizzare cursori piani in ceramica a struttura compensata per pressioni d’esercizio superiori a 300 bar, che consentiranno valvole totalmente prive di gocciolamento. In futuro, anche i materiali compositi potrebbero giocare un crescente ruolo: ad esempio, accumulatori idraulici rinforzati in fibra di carbonio sono già attualmente realizzabili e sono fra gli standard tecnologici.

Riguardo all’efficienza, due temi ineludibili sono l’Energy on Demand e l’accumulo di energia sul ciclo di vita della macchina: quali sviluppi ritiene vi saranno, in quest’ambito?

Qui, la risposta è talmente importante da doversi davvero evidenziare ai lettori: niente, infatti, è meglio di un robusto e conveniente accumulatore idraulico, per immagazzinare grandi quantità di energia in tempi brevissimi ed erogarle in un secondo momento. È un vantaggio di concorrenzialità, rispetto alle soluzioni elettromeccaniche, che viene davvero sottovalutato. Con il progetto VIP STEAM, prendendo ad esempio un’escavatrice gommata da 18 tonnellate, abbiamo efficacemente dimostrato come una soluzione globale, che include il motore Diesel, racchiuda enormi potenzialità: già sulla macchina prototipo, rispetto al sistema LS standard, nelle prove sul campo abbiamo dimostrato un incremento di efficienza del 30% e una riduzione dei tempi di ciclo.