Luciano Lauro Proposta a STANIMUC - 20 gennaio 20101 1 Attività di informazione sui lavori del comitato TC184 Le nuove norme per l’automazione industriale.

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1 Luciano Lauro Proposta a STANIMUC - 20 gennaio 20101 1 Attività di informazione sui lavori del comitato TC184 Le nuove norme per l’automazione industriale

2 Luciano Lauro Proposta a STANIMUC - 20 gennaio 20102 2 Attuale situazione della programmazione CN e delle macchine di misura Lo standard attuale per il controllo numerico ISO 6983:1982,, in fase di revisione, con ISO 841:2001 per il nome degli assi, risale alla fine degli anni 60 ed era fatto per il nastro perforato. E’ stato aggiornato con una serie di aggiunte specifiche da parte dei principali fornitori di CN e non prevede lavorazioni ad alta velocità nello spazio. I dati in uscita dai sistemi CAD, utilizzati per la progettazione dei pezzi, devono essere trattati dai sistemi CAM e quindi per le lavorazioni a 3D trattati con processori APT (Automatically Programmed Tool), che generano una serie di dati (norme ISO3592 e 4343), che interpretati da un altro programma, chiamato “postprocessor”, diverso per ogni tipo di macchina, danno origine al programma finale per il CN (standard ISO 6983). Per le macchine di misura esiste la norma ISO 22093:2003, derivata da una iniziativa americana risalente al 1986, che ha portato alla definizione di un vocabolario per la comunicazione bidirezionale dei dati di misura, diventato quindi norma ANSI (DMIS – Dimensional Measuring Interface Standard). Tale norma è molto più recente di quella per il CN ed è quindi adeguata alle esigenze delle moderne macchine di misura e dei sistemi informatici direttamente connessi. Come per il controllo numerico delle macchine la attuale norma “DMIS” continua ad essere però focalizzata sull’interfaccia fra macchina di misura e mondo esterno. Non è prevista infatti una effettiva integrazione con i sistemi CAD e con i sistemi a CN per le macchine utensili.

3 Luciano Lauro Proposta a STANIMUC - 20 gennaio 20103 3 Commenti sulla situazione della programmazione delle macchine a CN Il processo è lungo e non corrispondente alle possibilità dei moderni sistemi informatici. Nessuna integrazione con CAD/CAM Difficoltà nella programmazione di superfici complesse, non previste dalla norma attuale e risolte con soluzioni particolari da ciascun costruttore di CN Nessuna integrazione con il sistema informativo di fabbrica ed in particolare con la pianificazione della officina Nessuna possibilità di modificare lavorazioni complesse in officina Nessuna possibilità di lavorare in ciclo chiuso con la misurazione dei pezzi lavorati.

4 Luciano Lauro Proposta a STANIMUC - 20 gennaio 20104 4 Lavori internazionali per la definizione di una nuova norma per il controllo numerico I lavori sono iniziati a metà degli anni 90 su iniziativa europea (Germania, Svizzera), americana (USA con NIST) ed italiana (con UNINFO). Si sono quindi aggiunti i giapponesi ed i coreani. Un primo esame da parte del gruppo di lavoro del sottocomitato TC184/SC1 delle iniziative di normazione in atto nel TC 184 ha evidenziato l’importanza della norma STEP (“STandard for the Exchange of Product model data), per quanto riguardava le definizioni della geometria dei pezzi da lavorare e si è quindi deciso di approfondire l’analisi di tale norma.

5 Luciano Lauro Proposta a STANIMUC - 20 gennaio 20105 5 Evoluzione della norma “STEP-NC” Il comitato TC184/SC1 si è reso subito conto delle possibilità date da “STEP”, in particolare per il suo modello dei dati geometrici, che è stato molto ben certificato dalle prime implementazioni, ed ha quindi sviluppato in tale direzione i suoi lavori. E’ stata quindi definita, utilizzando le parti di “STEP” utili a tale scopo, un’unica struttura standard di dati per i diversi sistemi CAD, CAM e CNC che devono scambiarsi i dati. Il modello dati implementato è diventato la norma ISO 14649 – 1:2003 e -10:2004 e successive parti. La sperimentazione sta andando avanti con l’interpretazione di tale modello secondo le regole delle prime implementazioni di STEP da parte dell’industria aerospaziale (protocollo di applicazione AP238 e norma ISO 10303 – 238:2007) e con l’integrazione nella lavorazione dei sistemi di misura.

6 Luciano Lauro Proposta a STANIMUC - 20 gennaio 20106 6 Attività italiana Foto presa a Zogno (BG) nel 2001 - Macchina CMS, controllo OSAI e lavorazione con nuovo standard

7 Luciano Lauro Proposta a STANIMUC - 20 gennaio 20107 7 Situazione ad oggi I lavori di “STEP-NC” dimostrano che l’attenzione si è spostata dalla definizione delle interfacce fra i diversi sistemi alla utilizzazione di una base dati comune in modo da permettere un facile scambio dati fra i diversi sistemi. E’ perciò essenziale, per capire i concetti fondamentali introdotti dalle nuove norme per il controllo delle macchine, considerare la norma “STEP” generale. Questo fatto è stato molto bene evidenziato da SIEMENS all’ultima EMO 2009 a Milano, dove è stato pubblicizzato il concetto di PLM (Product Lifecycle Management), cioè la strategia di innovazione delle aziende basata sulla creazione di un archivio dati comune e condiviso per tutti i dati di prodotto dalla progettazione alla manutenzione. Tale archivio è l’obiettivo di “STEP”, in particolare del gruppo di sviluppo del protocollo AP239, standard ISO 10303 – 239: 2005, (Industrial automation systems and integration – Product data representation and exchange – Part 239: Product Life Cycle Support ), attualmente in revisione, anche se oggi citare “STEP” non è più di moda.

8 Luciano Lauro Proposta a STANIMUC - 20 gennaio 20108 8 Dal sito web di SIEMENS

9 Luciano Lauro Proposta a STANIMUC - 20 gennaio 20109 9 Cosa significa definire una base di dati Una base di dati è un insieme di informazioni strutturata in modo da consentire l’accesso e la gestione dei dati stessi (inserimento, cancellazione, modifica) ai diversi utenti interessati. Il modo ancora attualmente più usato è quello relazionale, in cui i dati sono rappresentati mediante tabelle e relazioni fra esse. Con tale metodologia si cercherà di far capire anche ai non addetti ai lavori l’importanza della norma “STEP” e le sue implicazioni anche per quanto riguarda il controllo delle macchine. La struttura di “STEP” è in realtà basata su concetti fondamentali e quindi non legata all’evoluzione delle tecnologie informatiche, per cui può essere anche considerata “orientata agli oggetti” ed anche, come potrà essere successivamente mostrato, basata su strutture semantiche, ma gli esempi basati sull’aspetto relazionale sono più facili da realizzare e diffondere a livello degli esperti di trattamento dati delle industrie meccaniche. “STEP” è un insieme di definizioni di “entità” (o “concetti”), dotate di diversi “attributi” e delle loro relazioni.

10 Luciano Lauro Proposta a STANIMUC - 20 gennaio 201010 10 Rappresentazione grafica con EXPRESS-G Un automobile è un sottotipo di veicolo. Un auto ha come attributi modello, che è una stringa di caratteri, e proprietario, che è una persona. Una persona è un supertipo di uomo o donna. Una persona ha come attributo un numero variabile da 0 a n di figli. I figli sono persone. Le persone hanno come attributo il nome, che è una stringa di caratteri. Uomo e donna ereditano tutti gli attributi di persona. Si può indicare che oltre la relazione diretta si può avere anche la relazione inversa, che per alcune relazioni è più semplice da utilizzare. Spesso nei SUPERTIPI compare l’indicazione (ABS). Questo significa che il SUPERTIPO è “astratto” cioè non esiste nessun SUPERTIPO che non sia uno dei suoi SOTTOTIPI: un esempio può essere “persona”, che comprende solo tutti gli uomini e tutte le donne, mentre non esiste nessuna persona che non sia o uomo o donna (almeno fino a quando non si prendono in considerazione altri sessi).

11 Luciano Lauro Proposta a STANIMUC - 20 gennaio 201011 11 Base dati Microsoft Access ottenuta dall’esempio EXPRESS

12 Luciano Lauro Proposta a STANIMUC - 20 gennaio 201012 12 Analisi possibile da parte delle aziende del modello dati proposto da “STEP” Per giudicare la rispondenza del modello alle specifiche esigenze aziendali occorre pensare il modello come una base dati con cui scambiare tutti i dati contenuti nei diversi sistemi informatici. Lo scambio deve essere visto come bidirezionale, ossia occorre pensare a come costruire traduttori dati sia nel verso sistemi aziendali>modello sia nel verso opposto. Il modello standard deve ovviamente essere previsto per contenere in modo facile e comprensibile tutti i dati necessari al funzionamento dei diversi sistemi informatici utilizzati dall’azienda, dal CAD per la progettazione, ai CAM per la programmazione dei controlli numerici ai sistemi per la gestione della produzione e dell’azienda. Se tale premessa è verificata, il che sarà dovuto solo alle capacità e all’esperienza degli esperti, che hanno sviluppato e stanno sviluppando la norma, perché non è stata finora stabilita una ragione teorica che garantisca a priori tale fatto, il modello dati permetterà l’integrazione dei vari sistemi informatici ed il raggiungimento degli obiettivi illustrati. Un primo risultato molto importante del lavoro di mappatura nello standard di tutti i dati aziendali è il recupero, l’organizzazione, l’archiviazione e la possibilità di riutilizzazione e di condivisione di tutti i dati aziendali esistenti. Le possibilità date dalla integrazione delle diverse informazioni, che nel nostro caso comprendono anche le caratteristiche degli utensili (TC29) e delle macchine (TC39), devono ancora essere esplorate e possono essere anche superiori alle aspettative, come è illustrato dall’esempio seguente.

13 Luciano Lauro Proposta a STANIMUC - 20 gennaio 201013 13 Proposta di attività Illustrazione alle aziende interessate della struttura delle nuove norme. Verifica della compatibilità delle nuove norme con la struttura dei dati di ogni azienda. Analisi degli interessi delle aziende nazionali. Supporto alle attività di normazione internazionali.

14 Luciano Lauro Proposta a STANIMUC - 20 gennaio 201014 14 Nota 1 (Citazione attività italiana e ontologia da CNR)

15 Luciano Lauro Proposta a STANIMUC - 20 gennaio 201015 15 Da articolo CNR (Nicola Guarino) Modellazione logica della conoscenza di prodotto: problemi e prospettive Nicola Guarino LADSEB-CNR Corso Stati Uniti, 4 - 35127 Padova guarino@ladseb.pd.cnr.it http://www.ladseb.pd.cnr.it/infor/Ontology/ontology.html 1. Introduzione In una qualunque azienda di tipo manifatturiero, la necessità di rappresentare in modo integrato, dettagliato e flessibile la conoscenza di prodotto appare oggi fuori discussione. Una prima risposta a questo problema è costituita dall’adozione di uno standard sufficientemente generale per la rappresentazione della conoscenza di prodotto: la norma ISO-10303, (conosciuta come STEP, STandard for the Exchange of Product data) è finalizzata proprio alla integrazione e riutilizzazione di tale conoscenza, e … Il progetto in corso presso il LADSEB-CNR di Padova riguarda proprio la definizione di un’ interfaccia logica per lo standard STEP (o per alcune delle sue parti), che contribuisca a una migliore definizione della semantica dello standard stesso e che faciliti l’integrazione di componenti intelligenti. Per maggiori informazioni sulle iniziative riguardanti l’adozione dello standard STEP in Italia, si può contattare il responsabile della commissione “CeSTEP” presso UNINFO, ing. Luciano Lauro, email uninfo@polito.it

16 Luciano Lauro Proposta a STANIMUC - 20 gennaio 201016 16 Nota 2 (citazione attività italiana)

17 Luciano Lauro Proposta a STANIMUC - 20 gennaio 201017 17 Nota 3 (Libro su STEP - NC)

18 Luciano Lauro Proposta a STANIMUC - 20 gennaio 201018 18 Nota 4 (da libro citato esempio analogo al nostro)

19 Luciano Lauro Proposta a STANIMUC - 20 gennaio 201019 19 Riferimenti utili Informazioni sul progetto STEP-NC si trovano all’indirizzo: http://www.steptools.comhttp://www.steptools.com Informazioni generali sulla integrazione dei sistemi di controllo si trovano agli indirizzi: http://www.plcs-resources.org/ http://www.eurostep.com/ http://www.epmtech.jotne.com/ http://www.plm.automation.siemens.com/it_it/about_us/s uccess/index.shtml Per avere informazioni generali su STEP in italiano ed una serie di riferimenti ai siti in cui trovare informazioni su STEP può essere utile andare al mio indirizzo: http://xoomer.virgilio.it/luciano.lauro/