Tutto_Misure 01/2017 by Tutto_Misure

TUTTO_MISURE LA RIVISTA DELLE MISURE E DEL CONTROLLO QUALITÀ - PERIODICO FONDATO DA SERGIO SARTORI ORGANO UFFICIALE DELL’ASSOCIAZIONE “GMEE” E DI “METROLOGIA & QUALITÀ”

ANNO XIX N. 01 ƒ 2 017

EDITORIALE Industria 4.0 – Ci siamo?

IL TEMA

ISSN 2038-6974 - Poste Italiane s.p.a. - Sped. in Abb. Post. - D.L. 353/2003 (conv. in L. 27/02/2004 n° 46) art. 1, comma 1, NO / Torino - nr 1 - Anno 19- Marzo 2017 In caso di mancato recapito, inviare al CMP di Torino R. Romoli per restituzione al mittente, previo pagamento tariffa resi

TUTTO_MISURE - ANNO 19, N. 01 - 2017

I contributi dei ricercatori GMEE

GLI ALTRI TEMI Misura del tempo e RAI Campione portatile di alta tensione I materiali di riferimento

ALTRI ARGOMENTI La pagina di ACCREDIA Che cos’è la metrologia, insomma? Metrologia e contratti Smart Metrology

AFFIDABILITÀ & TECNOLOGIA

WWW.TUTTOMISURE.IT

TUTTO_MISURE

ANNO XIX N. 01 ƒ 2017

IN QUESTO NUMERO

Misure per le Smart Grid

Editoriale: Industria 4.0 – Ci siamo? (F. Docchio)

Measurements for Smart Grids

Comunicazioni, Ricerca e Sviluppo, dagli Enti e dalle Imprese Notizie nel campo delle misure e della strumentazione

P. Ferrari, C. Landi, C.Muscas, L. Peretto

11 Ultimo Segnale Orario generato dall’INRIM The last time signal generated by INRIM V. Pettiti, R. Costa, G. Cerretto

31 Analisi di sicurezza per sistemi complessi Safety analysis for complex systems M. Catelani, L. Ciani

49 Metrologia e contratti Metrology and contracts L. Buglione

Il tema: I contributi dei misuristi elettrici ed elettronici Misure per le Smart Grid (P. Ferrari, C. Landi, C. Muscas, L. Peretto) Una mappatura delle competenze e delle attività su sensori in ambito GMEE (B. Andò, S. Baglio)

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Gli altri temi: L’accreditamento I materiali di riferimento (M. Mosca, G. Suriani)

Gli altri temi: Misure di tempo Ultimo Segnale Orario generato dall’INRIM (V. Pettiti, R. Costa, G. Cerretto)

Gli altri temi: Campioni di misura Campione di alta tensione continua (R. Cerri, F. Galliana, L. Roncaglione Tet)

Gli altri temi: Misure per l’ambiente e il costruito I processi di manutenzione (F. van der Velden)

La pagina di ACCREDIA Notizie dall’Ente di Accreditamento (a cura di R. Mugno, S. Tramontin, F. Nizzero)

La pagina di IMEKO La pagina di IMEKO (a cura di P. Carbone)

La pagina di A.L.A.T.I. Associazione dei Laboratori Italiani di Taratura A.L.A.T.I. (a cura di P. Giardina)

Misure e Fidatezza Analisi di sicurezza per sistemi complessi (M. Catelani, L. Ciani)

Tecnologie in campo Sensing, Thinking, Acting. Rimozione di scorie da processo. Ispezione di componenti aerospace (a cura di M. Mortarino)

Metrologia generale Che cos’è la metrologia, insomma? (a cura di L. Mari)

I Seriali di T_M: Misura del software Metrologia e Contratti – Parte 3 (a cura di L. Buglione)

Manifestazioni ed Eventi Eventi nel mondo nel 2017

Metrologia legale e forense La Corte di Giustizia dell’Unione europea (a cura di V. Scotti)

Spazio Associazioni Universitarie di Misuristi Dalle Associazioni Universitarie di Misuristi

Smart Metrology Smart Metrology (a cura di A. Lazzari)

Metrologia...per tutti! Nanotecnologia (a cura di M. Lanna)

Abbiamo letto per voi

News

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Franco Docchio

EDITORIALE

Industria 4.0 – Ci siamo?

Industry 4.0 – Are we there? Cari lettori! Eccoci al primo numero dell’ottavo anno della mia Direzione. Sembra ieri quando ho timidamente cominciato, sommerso dal timore reverenziale del mio predecessore (e fondatore della Rivista) Sergio Sartori. Eppure di acqua ne è passata, e i cambiamenti nei contenuti della Rivista rispecchiano i cambiamenti nel percorso dell’economia mondiale. Meno articoli “classici” ma più rubriche, più contributi di notizie, più pubblicità... Avanti così? Speriamo! Questo numero, come gli altri “Numeri 1”, viene letto dagli espositori e dai visitatori di A&T 2017, cui auguro un sincero successo in questi ormai tre giorni, e in questa nuova sede più prestigiosa... all’insegna di Industria 4.0. Ieri, nella mia nuova veste di Delegato Rettorale per (tra l’altro) il Trasferimento Tecnologico, ho partecipato a un interessante convegno organizzato dai colleghi del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Industriale della mia Università (Laboratorio RISE) dal titolo “Le nuove competenze per la Smart Enterprise”, una vera e propria tavola rotonda alla presenza di numerose imprese piccole e grandi. Dall’articolata discussione, e dal cospicuo materiale messo a disposizione dopo il convegno, sono emersi molti stimoli di riflessione relativamente al concetto di 4.0, alle profonde trasformazioni che comporta, e alle numerose problematiche che fa sorgere, chiamando ad ardue sfide tutti gli attori della trasformazione, incluse (ovviamente) anche le Università. Il passaggio da Industria 3.0 a Industria 4.0 è epocale non tanto in termini di tecnologie. Non è giustificato dall’aumento dei Robot, o della sensoristica distribuita, o dall’intelligenza. Industria 4.0 non è figlio della meccanica, non dell’automazione, non dell’elettronica, non dell’ICT (intesi come comparti stagni). Industria 4.0 è, invece, un nuovo paradigma di produzione, di relazione tra gli attori coinvolti nella produzione, nella vendita, nel post-vendita e nei servizi e tra gli strumenti che vengono usati per la transizione da una produzione standard di massa alla produzione personalizzata con servizi di fidelizzazione connessi. E questo non richiede solo Robot, macchine di stampa 3D, calcolo in cloud e sensorizzazione di tutto ciò che ci circonda. Richiede, soprattutto, competenze personali nuove e in parte ancora tutte da scoprire. Al primo posto, in un’intervista a migliaia di CEO, nelle esigenze di Industria

4.0, sono i talenti: talenti che emergano non tanto in capacità tecniche e tecnologiche, ma soprattutto in analisi e gestione delle enormi quantità di dati che sono il risultato della sensorizzazione diffusa e delle tecniche di controllo innovative, soprattutto in abilità a stare insieme e condividere responsabilità anche a distanza, soprattutto in capacità di adeguarsi ai cambiamenti e alle profonde trasformazioni che stanno già avvenendo oggi ma che in maniera sempre più massiva avverranno domani, soprattutto nell’empatia e nel pensiero laterale. Sentivo ieri aziende che lamentavano non tanto l’inadeguatezza dei neoassunti o dei richiedenti lavoro (è più facile formarli), quanto quella degli occupati, che devono essere ri-formati, e dei dirigenti, che devono venire “riprogrammati” per adeguarsi ai nuovi paradigmi produttivi. Ed è facile che ad A&T, negli innumerevoli speech che si succederanno, questi temi ricorrano spesso. Bene ha fatto il Governo a puntare i riflettori sul programma 4.0, con incentivi fiscali, superammortamenti e così via, di cui si parlerà moltissimo durante l’evento. Ma è lungimirante e costruttivo puntare unicamente sulle tecnologie, senza curarsi del fatto che è dalle sedi Universitarie che deve partire questa spinta alla creazione di nuovi talenti, alla diversificazione degli skill, all’assecondamento delle diverse capacità dei nativi digitali? Siamo sicuri che, come si devono riprogrammare i dirigenti aziendali, non si debba operare uno sforzo di riprogrammazione dei Docenti, verso una nuova didattica meno informativa e più assistita, meno ex-cathedra e più “hands-on”? Il vero cambiamento, alla fine, è sociale. Se è vero che il focus si sposta da chi produce a chi consuma (da “prendi-quel-che-c’è” a “produci-quel-che-serve”) è vero che la fame di talenti non coinvolge solo la sfera produttiva, ma si espande alle sfere del design di prodotto, del marketing, del post vendita, della “servilizzazione” (interessante il contributo di Hexagon in “Tecnologie in campo” su questo numero). E dunque le nuove professioni, di matrice umanistica, economico-sociale, linguistica, sostituiranno in gran parte quelle di matrice squisitamente tecnica. Le Università dovranno necessariamente farsi carico anche della riqualificazione delle forze lavoro a rischio emarginazione perché le loro competenze sono diventate obsolete. La grande industria è ragionevolmente pronta ad accogliere la sfida. La piccola fa un po’ più fatica. E... l’Università? Buona lettura! E buon Evento! Franco Docchio

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COMUNICAZIONI, RICERCA E SVILUPPO DA ENTI E IMPRESE

La Redazione di Tutto_Misure (franco.docchio@unibs.it)

Notizie nel campo delle misure e della strumentazione Da Laboratori, Enti e Imprese

NEWS IN MEASUREMENT AND INSTRUMENTATION This section contains an overview of the most significant news from Italian R&D groups, associations and industries, in the field of measurement science and instrumentation, at both theoretical and applied levels. RIASSUNTO L’articolo contiene una panoramica delle principali notizie riguardanti risultati scientifici, collaborazioni, eventi, Start-up, dei Gruppi di R&S Italiani nel campo della scienza delle misure e della strumentazione, a livello sia teorico sia applicato. Le industrie sono i primi destinatari di queste notizie, poiché i risultati di ricerca riportati possono costituire stimolo per attività di Trasferimento Tecnologico. GLI STUDENTI DELL’UNICAL INCONTRANO GREENENERGY SPA

Nella giornata del 16 novembre, l’impianto fotovoltaico sperimentale di Energetica dell’edificio del DIMEG dell’Università della Calabria ha ospitato la GreenEnergy spa per tenere una dimostrazione a supporto dei corsi di “Sistemi acquisizione dati” e “Tecnologia dei sistemi di controllo”. Scopo di questo evento è stato quello d’introdurre gli studenti alle tecnologie diagnostiche avanzate con le quali le grandi aziende del settore effettuano troubleshooting e controlli periodici atti a garantire la corretta conduzione d’impianti di produzione di energia da fonti rinnovabili. GreenEnergy spa, azienda che a oggi gestisce attività di Operation & Maintenance per complessivi 66,18 MegaWatt di potenza installata, ha messo a disposizione sofisticate attrezzature per la caratterizzazione delle performance dei moduli fotovoltaici e la rapida individuazione dei guasti che interessano questi tipi d’impianti. Una volta introdotti dal Prof. Domenico Grimaldi organizzatore dell’evento, i tecnici altamente qualificati della GreenEnergy sono passati a introdurre velocemente le problematiche che potrebbero riscontrarsi su un impianto fo-

tovoltaico regolarmente in funzione da oltre 15 anni. Rapidamente si è passati a introdurre le tecniche diagnostiche oggi più avanzate, con le quali ci si accingeva a rilevare le grandezze caratteristiche dell’impianto. In primo luogo attraverso la misura delle “Curve IV” sono state misurate le performance delle tre stringhe costituenti l’impianto fotovoltaico. Il personale in campo si è soffermato a spiegare le condizioni di prova e le grandezze coinvolte per questo tipo di misura, procedendo quindi alle misure seduta stante. Commentando i risultati rispetto alle prestazioni attese, sono stati esposti i principali fattori responsabili del degrado, introducendo così le successive tecniche d’ispezione termografica schie-

rate in campo. Prima tra queste è stata la “Termografia aerea” mediante drone, mezzo usato frequentemente dall’azienda per effettuare diagnosi in enormi campi fotovoltaici o impianti installati su tetti e coperture industriali. Visto l’enorme interesse degli studenti riguardo alle tematiche relative all’uso professionale dei droni, sono state esposte le caratteristiche che contraddistinguono uno strumento professionale rispetto a uno commerciale, i dispositivi di sicurezza cui è equipaggiato, le dotazioni strumentali, le modalità d’impiego; fatto ciò il tecnico patentato ENAC addetto al pilotaggio, ha esposto le modalità di ottenimento del patentino da parte dell’Ente Nazionale Aviazione Civile. Analizzando i filmati realizzati inquadrando dall’alto le stringhe fotovoltaiche e l’impianto termico situato a lato, si è andati a caccia dei fenomeni che comportano un’alterazione della temperatura superficiale effettuando un’“accurata analisi termometrica” con una camera di alta gamma dotata di altissima risoluzione, caratterizzando e analizzando con gli studenti le varie anomalie riscontrate. Ne è seguita una breve disquisizione sulle tecniche di analisi termografica, soffermandosi in particolar modo sui principi di funzionamento, le condizioni di ripresa, e i parametri quali emissività, trasparenza termica e riflessività responsabili dell’attendibilità delle misure, soffermandosi in questo caso a spiegare i campi di utilizzo di questo sofisticato strumento di diagnosi. Gli studenti hanno assistito a questo evento dimostrando particolare entusiasmo e interesse, formulando molte T_M

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funzioni e la loro complessità è in continua crescita. Per rispondere quindi alla necessità di fornire una soluzione rapida e a costi contenuti per la prototipazione di nuovi circuiti o per scopi di ricerca, anche in fotonica si è imposto un modello tecnologico basato su fonderie generiche per il progetto e la realizzazione dei circuiti integrati. Una fonderia generica offre componenti di base versatili e ad alte performance (come, ad esempio, circuiteria passiva, modulatori, convertitori di polarizzazione e amplificatori ottici a semiconduttore) che gli utenti possono usare per progettare i circuiti, che vengono poi realizzati attraverso Multi-Project Wafer runs condivisi, abbattendo i costi d’ingresso necessari per la prototipazione. L’Europa ha guadagnato negli ultimi anni una posizione predominante in questo scenario, realizzando un intero ecosistema in grado di sostenere gli utenti in tutte le fasi necessarie al pieno sfruttamento delle potenzialità delle tecnologie fotoniche.

LA FOTONICA COME TECNOLOGIA ABILITANTE. OPPORTUNITÀ DI ACCESSO PER LE IMPRESE E LE UNIVERSITÀ ATTRAVERSO IL PROGETTO PICS4ALL

Daniele Melati e Andrea Melloni, Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria, Politecnico di Milano daniele.melati@polimi.it; andrea.melloni@polimi.it.

I circuiti ottici integrati hanno dimostrato negli ultimi anni grandi potenzialità applicative e sono a oggi utilizzati ad esempio in sistemi di comunicazione ad alta velocità, sensori per gas, temperatura e stress meccanici e in dispositivi per analisi biomedicali. Questi circuiti integrano centinaia di

Il progetto Photonic Integrated Circuits Accessible to Everyone (PICS4All), inserito nel framework Horizon 2020, nasce all’interno di questo ecosistema per fornire a università, centri di ricerca e imprese che ne facciano richiesta una via d’accesso efficace all’uso dei circuiti ottici integrati. PICS4All realizza una rete di esperti in fotonica costituita da nove Application Support Centre distribuiti in tutta Europa con l’obiettivo di fornire agli utenti assistenza nello sviluppo e integrazione di nuovi sistemi, nella scelta dei software di progetto e modellazione più adatti, della tecnologia d’integrazione migliore per ogni applicazione, di soluzioni per il packaging e nella caratterizzazione dei circuiti realizzati, co-

domande relative ai dispositivi e alle tecniche utilizzate. L’incontro si è concluso con un breve discorso dell’Amministratore Delegato dell’azienda Andrea Brunetti che, ringraziando gli studenti e l’Università, ha espresso la volontà dell’azienda di ospitare tirocini di laurea per gli studenti che manifesteranno interesse nel settore: “Mi auguro che questo sia stato il primo di una lunga serie d’incontri con l’Unical. Ritengo che gli incontri formativi/dimostrativi tra Università e aziende siano la dinamica migliore per far apprendere agli studenti quello che sarà il mondo del lavoro. Ritengo queste due strade ancora distanti tra di loro, come il mondo scolastico e quello universitario. Uno dei temi che vorremmo affrontare con l’università di Cosenza è quello della fuga dei cervelli, di cui si parla tanto, ma partendo dalla scuola, per poter far crescere i nostri cervelli nel nostro territorio a salvaguardia dello stesso”. Domenico Grimaldi (UNICAL)

COMUNICAZIONI, RICERCA E SVILUPPO DA ENTI E IMPRESE

prendo quindi l’intera catena di sviluppo dei circuiti ottici integrati. VI ASPETTIAMO A IWASI 2017!

Daniela De Venuto, Politecnico di Bari, d.devenuto@poliba.it

Il 7° International Workshop on Advances in Sensors and Interfaces (IWASI 2017), che si terrà a Vieste (FG) nei giorni 15-16 giugno 2017 (http:// iwasi2017.poliba.it) è un importante workshop sulle architetture dei sensori e delle loro interfacce, che ha lo scopo di colmare il gap che esiste tra il design elettronico e le tecnologie integrate, i processi produttivi per l’ottenimento di sensori di alta qualità. La conferenza propone un network di studiosi che presentano e si scambiano idee, promuovono ricerca comune, sviluppo e applicazioni comuni su un vasto orizzonte di sensori e interfacce e di loro applicazioni. Le tematiche coperte dal workshop sono: • Applicazioni biomedicali • Trasduttori chimici • Fisica delle alte energie • Sensori per lo spazio e per l’automotive e le loro interfacce, che includono: • Applicazioni in ambienti estremi • Reti di sensori E molto altro!

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N. 01ƒ ; 2017 IWASI 2017 ha lo scopo di fornire un forum per lo scambio di esperienze e conoscenza tra esperti internazionali coinvolti attivamente nella ricerca, sviluppo e applicazioni di concetti innovativi, modelli/ metodi teorici e analisi sperimentale, così come nelle tecniche di testing di sistemi di sensori su scala micro e nano. L’IEEE WORKSHOP ON MEASUREMENT AND NETWORKING – NAPOLI, 27-29 SETTEMBRE 2017

L’International IEEE Workshop on Measurement and Networking giunge alla quarta edizione e si svolgerà nella città di Napoli nel periodo 27-29 settembre 2017. L’evento sarà svolto nel CeSMA (Centro Servizi Metrologici Avanzati), polo di eccellenza dell’Università di Napoli Federico II, attualmente diretto dal Prof. Leopoldo Angrisani. Scopo del Workshop è quello di far riunire ricercatori e professionisti del mondo dell’industria, dell’università e degli enti di governo e standardizzazione, per condividere i loro interessi ed esperienze nell’ambito delle misure, comunicazioni, informatica, sistemi wireless, reti di sensori, e per promuovere discussioni sul ruolo delle “misure per le reti” e “reti per le misure”. In particolare i temi del convegno prevedono topics molto attuali e trasversali come le misure nell’ambito del “Internet of Things”, con particolare riferimento anche al programma Industry 4.0 al quale verrà dedicata una specifica Special session. Gli altri principali topics del convegno riguardano le “Misure di QoE e QoS nelle reti informatiche e di telecomunicazione”, “Misure per la sicurezza nelle reti”, “Reti di sensori per le IoT e smart cities”, “Reti di sensori per la sicurezza dell’uomo”, “Reti veicolari”, “Radio cognitive”, “Tecnologie per lo smart metering”, “Standardizzazione nelle misure e nelle reti”. Il convegno è interamente sponsorizzato dall’IEEE Instrumentation and Measurement Society e l’organizzazione vede il massiccio coinvolgimento delle unità GMEE di Napoli Federico II, Cassino, Catania, Salerno e il pieno supporto del Technical Committee 37 – Measurement & Networking della Instrumentation and Measurement Society, dell’Instrumentation and Measurement Italy Chapter, e dell’IEEE Italy Section Systems Council Chapter. Tra le aziende che parteciperanno all’evento, contribuendo anche al programma tecnico, spiccano i nomi di ST Microelectronics, Micron, 2iReteGas, e tra i costruttori di strumentazione e distributori, supporteranno l’evento Rohde & Schwarz, Lecroy, Tektronix, Microlease, National Instruments, Distek. T_M ƒ 10

I CONTRIBUTI DEI MISURISTI ELETTRICI ED ELETTRONICI

IL TEMA

Paolo Ferrari, Carmine Landi, Carlo Muscas 1, Lorenzo Peretto

Misure per le Smart Grid Gestione intelligente delle moderne reti elettriche di distribuzione

MEASUREMENTS FOR SMART GRIDS The smart management of modern electrical distribution networks is possible only if innovative measurement systems with features and performance appropriate to the new scenario are available. This article presents some of the research fields of interest in this area, in which researchers from GMEE (Italian Association of Electrical and Electronic Measurements) are involved. RIASSUNTO La possibilità di gestire in modo intelligente le moderne reti elettriche di distribuzione dipende strettamente dalla disponibilità di sistemi di misura innovativi con caratteristiche e prestazioni adeguate al nuovo scenario. Questo articolo presenta alcuni dei campi di ricerca di maggiore interesse in questo settore, in cui sono impegnati i ricercatori del GMEE (Associazione Italiana Gruppo Misure Elettriche ed Elettroniche). IL PUNTO DI VISTA MISURISTICO SULLE SMART GRID

Per incrementare l’utilizzo delle energie rinnovabili stanno avvenendo notevoli cambiamenti nei sistemi elettrici (diffusione di generazione distribuita, sistemi di accumulo, veicoli elettrici, ecc.) che rendono necessario gestire in modo “intelligente” le reti di distribuzione in media tensione e, in prospettiva, quelle in bassa tensione. La realizzazione di una Smart Grid (SG) a livello di distribuzione presenta caratteristiche e criticità che derivano dalla stretta interconnessione tra l’aspetto fisico, costituito dalla rete elettrica, e gli aspetti d’informazione, rappresentati dalla rete di comunicazione per la supervisione e il controllo. Qualunque operazione che possa essere definita “intelligente” ha come prerequisito necessario un’adeguata conoscenza del sistema oggetto dell’operazione stessa. L’implementazione pratica di SG nelle reti di distribuzione non può pertanto prescindere dalla definizione di strumenti metrologici adeguati. La sfida della ricerca in questo settore è quindi definire e qualificare innovative soluzioni di misura

per la gestione corretta, efficace, efficiente e sicura delle moderne reti di distribuzione elettrica, in modo che possano essere trasformati in realtà concreta idee e concetti di SG che molto spesso sono stati dimostrati solo sulla carta. L’intensa attività di ricerca in atto in questo settore coinvolge, anche nell’ambito di significative collaborazioni con Centri di ricerca nazionali e internazionali e con importanti operatori del settore elettrico, diverse unità del GMEE. Nel seguito vengono brevemente presentati alcuni esempi discussi durante il Congresso GMEE tenuto a Benevento nel settembre 2016. MISURA DI FASORI SINCRONIZZATI

dinated Universal Time). Viene così introdotto il concetto di sincrofasore, che apre la strada ad applicazioni di monitoraggio, controllo e protezione che presentano funzionalità e prestazioni inimmaginabili prima dell’avvento di questi dispositivi. Ideate alla fine degli anni ’80, principalmente come supporto per i sistemi di protezione, le PMU stanno assumendo un ruolo fondamentale nei sistemi di monitoraggio su larga scala delle moderne reti elettriche di trasmissione (WAMS, Wide Area Monitoring System). Grazie alle loro caratteristiche, che includono l’elevata frequenza con cui vengono resi disponibili i risultati delle misure, negli ultimi anni le PMU stanno diventando un’interessante prospettiva anche per le reti di distribuzione, come testimoniato da diversi progetti pilota in ambito internazionale. Tuttavia, l’introduzione di PMU al livello della distribuzione incontra due ostacoli principali: da un lato le specifiche di accuratezza previste per le PMU impiegate nei WAMS non sono adeguate per le applicazioni nelle SG, in particolare in presenza di condizioni operative che possono essere significativamente diverse (dinamiche più rapide e fluttuazioni dovute alla elevata variabilità di generatori e carichi, maggiore distorsione a causa della massiccia presenza di convertitori, ecc.); dall’altro, per rendere possibile una reale diffusione di questi dispositivi di misura, il loro costo dev’essere sensibilmente ridotto. La principale sfida affrontata in questo settore a livello mondiale è quindi quella di definire per le PMU soluzioni hardwa-

Le Phasor Measurement Unit (PMU) rappresentano la maggiore innovazione introdotta negli ultimi decenni nel campo dei dispositivi di misura applicati ai sistemi elettrici di potenza [1]. La loro peculiarità è quella di misurare grandezze elettriche “classiche”, quali i fasori di tensione e corrente, ma con riferimento a una 1 Università di Cagliari scala temporale comune (UTC, Coor- carlo@diee.unica.it T_M

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di rilevare e identificare problemi. La condivisione del riferimento temporale tra nodi/stazioni/soggetti distribuiti è un problema che si può solitamente affrontare in due modi: distribuire il riferimento temporale di un soggetto agli altri soggetti che si adeguano passivamente, oppure scambiare il riferimento temporale tra tutti i nodi e poi applicare algoritmi di selezione per ottenere un riferimento comune. Se il secondo metodo è ottimo per riferimenti globali (è quello utilizzato a livello mondiale per ottenere il tempo UTC), per sistemi locali e per applicazioni industriali si preferisce utilizzare il primo Figura 1 – Principali blocchi funzionali di una PMU approccio. Anche per far arrivare, Il miglioramento delle prestazioni fisicamente, il segnale che trasporta delle PMU porta con sé un ulteriore l’informazione temporale si possono problema metrologico legato alla causare due strategie, ossia utilizzare ratterizzazione sperimentale dei nuo- segnali hardware dedicati cablati vi dispositivi di misura. Pertanto, pa- (come un segnale di frequenza oppurallelamente allo sviluppo dei nuovi re IRIG-B) e wireless (come GPS oppustrumenti, è in atto un’importante atti- re DCF77), oppure reti di comunicavità di ricerca finalizzata a progettare zione già presenti abbinate a protoe realizzare sistemi di calibrazione di colli specifici come Network Time Proprestazioni adeguate, nonché a defi- tocol (NTP) e IEEE1588 – Precision nire opportune procedure di caratte- Time Protocol (PTP) [2]. rizzazione e metodologie di analisi Nei sistemi moderni lo scambio di sindei risultati, in particolare in presenza cronizzazione via rete è sicuramente delle diverse condizioni operative pre- la soluzione più attraente, perché consente notevoli risparmi d’installazioviste per i sistemi di distribuzione. ne. La sincronizzazione via rete si basa sul concetto di scambio dell’inforSISTEMI DI SINCRONIZZAZIONE mazione temporale tra chi si vuole sincronizzare e chi è già sincronizzato. Dal paragrafo precedente si evince Tramite la stima del tempo necessario come il corretto funzionamento delle all’informazione temporale per viagPMU, in particolare nell’ambito dei si- giare nella rete tra la sorgente e la destemi di distribuzione, richieda una stinazione, è possibile correggere le sincronizzazione temporale di ade- informazioni temporali ricevute e agguata accuratezza, tipicamente sotto ganciare il tempo della sorgente di il microsecondo. Più in generale, riferimento. In questo modo, con il nelle SG l’uso di sistemi sincronizzati protocollo NTP si possono ottenere intemporalmente può dare notevoli van- certezze di sincronizzazione nell’orditaggi, legati, per esempio, alla possi- ne dei millisecondi in reti in scala geobilità di coordinare le sequenze di grafica, mentre con PTP si possono otcommutazione e l’intervento delle tenere incertezze inferiori al microseprotezioni, di consentire una più condo in reti locali. PTP è quindi da preaccurata stima dello stato della rete e ferire, se la rete di comunicazione è re e algoritmi di misura che soddisfino le esigenze delle SG e che abbiano un costo accettabile. Diversi gruppi di ricerca del GMEE stanno fornendo contributi fondamentali in questo ambito, lavorando sui diversi elementi funzionali di una PMU, rappresentati schematicamente in Fig. 1.

IL TEMA

controllata direttamente, laddove si possa installare un’infrastruttura di rete che supporti il protocollo, mentre per sistemi basati su Internet NTP è or mai uno standard largamente accettato. Con riferimento al settore specifico delle Smart Grid, esiste un profilo particolare di PTP, denominato IEEE C37.238, che applica alcune semplificazioni e adattamenti studiati apposta per le sottostazioni elettriche. In tale profilo vengono chiaramente distinte le diverse classi di sincronizzazione possibili in ambito di automazione elettrica: General Purpose Applications (< ± 100 ms), Data Timestamping (SCADA) (< ± 1 ms), Sincronizzazione di nodi a corta distanza (< 100 m) (< ± 1μs), Sincronizzazione di sensori/attuatori a lunga distanza (< ± 1 μs). Oltre allo studio dei diversi sistemi di sincronizzazione, la ricerca in atto nelle sedi GMEE riguarda anche la loro caratterizzazione [2], al fine di verificare se le prestazioni effettive di tali sistemi siano in grado di soddisfare le specifiche metrologiche di una SG. NUOVI SENSORI DI TENSIONE E CORRENTE

È noto come una delle principali fonti d’incertezza nei sistemi di misura applicati alle reti elettriche di potenza sia rappresentata dalle caratteristiche metrologiche dei sensori di tensione e corrente impiegati per adattare le grandezze da misurare agli ingressi dello strumento di misura. Nel contesto delle SG, le migliori prestazioni richieste (p. es. per le PMU, ma non solo) e le diverse caratteristiche dei segnali da misurare rendono questo aspetto ancora più critico e impongono come necessario lo sviluppo di nuove tecnologie di sensori in grado di soddisfare queste esigenze. In quest’ambito, la nuova famiglia di Norme IEC 61869-xx (1-15) rappresenta una rivoluzione nel campo dei sistemi di trasduzione delle grandezze elettriche. I tradizionali trasformatori di misura T_M ƒ 13

N. 01ƒ ;2017 sono sempre più spesso sostituiti da sensori di tensione e corrente basati su diversi principi fisici, quali divisori capacitivi o resistivi per la tensione, oppure sensori di corrente con nucleo ferromagnetico a foro passante oppure con bobina di Rogowski per la corrente. Anche i sensori ottici trovano un discreto impiego, soprattutto in alta tensione (sopra i 70 kV). Nella Fig. 2 sono mostrati gli schemi di alcuni dei Low Power Instrument Transformer (LPIT) utilizzati nelle Smart Grid.

Figura 2 – Esempi di LPIT

Evidentemente, per rispondere adeguatamente alle nuove esigenze di misura, gli LPIT devono avere caratteristiche di funzionamento ulteriori rispetto ai trasformatori di misura tradizionali: • essere adatti per misure di Power Quality (ad esempio fino a 20 kHz od oltre, per misure del contenuto armonico delle grandezze in uscita agli inverter negli impianti fotovoltaici); • essere adatti per misure di transitori rapidi di tensione e corrente; • avere elevata accuratezza per le misure di correnti e tensioni residue o omopolari; • permettere misure contemporanee di grandezze in DC e AC; • essere in grado di combinare allo stesso tempo caratteristiche idonee al funzionamento dei relé di protezione e degli strumenti di misura (quali gli smart meter di cui si parlerà nel paragrafo seguente). Dal punto di vista metrologico è importante osservare come, a causa dei diversi principi fisici considerati e della diversa natura costruttiva

IL TEMA

ra necessari per l’implementazione delle Smart Grid un ruolo importante dev’essere necessariamente dedicato al concetto di Smart Metering e al suo elemento fondamentale, il misuratore intelligente (Smart Meter, SM). Infatti, sebbene la tematica delle misure per le SG sia decisamente più ampia e più complessa, come evidenziato nei paragrafi precedenti, è tuttavia evidente quanto sia importante conoscere i profili di consumo in tempo reale, per consentire a chi gestisce le reti energetiche di realizzare meccanismi di maggiore dinamicità, flessibilità, decentralizzazione e interattività nell’organizzazione delle reti stesse e permettere a chi utilizza l’energia una maggiore consapevolezza di quanto si sta consumando (elettricità, gas, acqua, calore). Per implementare il sistema di misura in tempo reale delle grandezze elettriche d’interesse e rendere di sponibili all’utente finale tali informazioni possono essere impiegate diverse soluzioni, come l’architettura hardware/software della Smart Meter Network mostrata in Fig. 3 [4], che include: a) SM, basati su sistemi a microcontrollori e collegati ai diversi carichi, che acquisiscono continuamente tensione e corrente per misurare potenza (attiva e reattiva), energia e diversi indici di PQ; b) nodo aggregatore con funzionalità di Smart Concentrator (SC), collegato attraverso CAN bus ai singoli SM, in grado di memorizzare tutti i dati ricevuti e di metterli a disposizione verso l’esterno, attraverso protocolli e infrastrutture dell’Internet of Things; c) nodo interfaccia – Micro Computer – in grado, attraverso un web server e un database MySQL, di memorizzare tutte le informazioni prelevate dai singoli SC e fornire, ad esempio, agli utenti finali il loro consumo effettivo utilizzando un’applicazione webbased. L’intero sistema risulta così modulare e scalabile, con la possibilità d’inSMART METERING terconnettere, a diversi livelli, i sinNella trattazione dei sistemi di misu- goli nodi operativi e quindi monito-

rispetto ai trasformatori di misura induttivi, gli LPIT debbano essere sottoposti a nuove prove di tipo, sia per la loro accettazione come prodotto sia per la loro certificazione [3]. E su questo aspetto la ricerca è chiamata a fornire un contributo fondamentale anche nell’ambito dei comitati tecnici degli organismi di standardizzazione. Per esempio, una nuova verifica, che richiede l’utilizzo di Laboratori esterni specializzati, è la caratterizzazione nei confronti dei campi elettromagnetici ad alte frequenze (EMC). In particolare per gli LPCT (Low Power Current Transformer) sono previste numerose prove d’immunità del dispositivo sia ai campi ma gnetici circostanti alla frequenza di rete (in sistemi trifase) sia ai disturbi di tipo EMI (80 MHz – 3 GHz), mentre per gli LPVT (Low Power Voltage Transformer) sono previste prove d’immunità ai campi elettrici generati da fasi adiacenti. Una conseguenza della diffusione dei nuovi sensori, con grandezze d’uscita diverse da quelle dei trasformatori di misura tradizionali, è l’introduzione di un nuovo elemento nella catena di misura dei moderni sistemi di misura negli impianti elettrici: la Stand Alone Merging Unit (SAMU), che rappresenta un elemento di giunzione fra i sensori e lo strumento di misura (o il relé di protezione). Gli ingressi di una SAMU sono dunque le uscite di LPIT e LPVT e il segnale di sincronizzazione, mentre l’uscita è solitamente digitale seriale, con protocollo IEC 61850. Per conoscere le prestazioni del sistema di misura sarà quindi necessario caratterizzare opportunamente anche il comportamento di questo nuovo elemento.

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N. 01ƒ ;2017 nel settore delle Smart Grid, ma forniscono un’idea dell’intensa attività in atto. La ricerca deve adesso affrontare una duplice sfida. Infatti, se da un lato è necessario un elevato livello di approfondimento su ogni singolo problema, è però idea condivisa che un contributo decisivo allo sviFigura 3 – Architettura di un sistema di Smart Metering luppo delle reti elettriche intelligenti pos sa rare reti anche molto estese (nel ca- essere fornito soltanto analizzando so in esame è possibile connettere a in modo integrato tutti gli aspetti del un singolo SC circa duemila SM). sistema, dai singoli sensori di tensioInoltre, al fine di rendere più stabile ne e corrente all’infrastruttura di col’intero sistema di misura, ma soprat- municazione, dall’algoritmo per la tutto per essere sicuri di effettuare un misura della singola grandezza alla campionamento sincronizzato su procedura di stima dello stato, dalla tutti gli SM collegati ai diversi nodi caratterizzazione metrologica del concentratori, un transceiver GPS for- singolo dispositivo alla propagazionisce lo Start of Conversion ai conver- ne delle incertezze. titori analogico-digitale (ADC) presenti sui singoli SM. Oltre agli aspetti prettamente metrologici, quali quelli legati all’accuratezPaolo Ferrari è Professoza con cui le grandezze d’interesse re Associato di Misure Eletvengono misurate, negli SM è di fontriche ed Elettroniche presso l’Università di Brescia. Si damentale importanza curare quelli occupa di sincronizzazione relativi alla sicurezza. Nell’esempio di sistemi di misura distridi Fig. 3, per rendere l’intero sistema buiti (applicati all’industria sicuro e quindi prevenire attacchi ee all’energia) e di caratterizzazione di sistesterni, prima delle diverse memorizzami di comunicazione per Industry 4.0. È zioni, lungo tutta la catena dei dispo- membro del comitato TC65C del CEI sitivi coinvolti è stato implementato un (Comitato Elettrotecnico Italiano) e del algoritmo di crittografia basato su sottocomitato SC65C dell’IEC (InternatioAES-128. nal Electrotechnical Commission). Per realizzare compiutamente le funzioni di Demand Side Management (DSM) sono poi necessari lo studio e Carmine Landi è Profesl’implementazione di attuatori in grasore Ordinario di Misure do di dar seguito alla gestione ottimaElettriche ed Elettroniche le/intelligente dell’energia in base ai presso la Seconda Università di Napoli. Si occupa di consumi monitorati con il sistema di caratterizzazione, collaudo Smart Metering. UNA VISIONE UNICA: DAL SENSORE AL SISTEMA

Gli argomenti presentati in questo articolo non possono essere considerati esaustivi nel rappresentare i diversi ambiti di ricerca metrologica

e diagnostica di componenti e sistemi elettrici ed elettronici, strumenti di misura a microprocessori in tempo reale, valutazione della qualità dell’alimentazione elettrica. È Presidente del CT 85/66 Strumentazione di misura, di controllo e da laboratorio) del CEI, nonché del Consorzio Interuniversitario di ricerca Me.S.E. – Metriche e tecnologie di misura sui Sistemi Elettrici.

IL TEMA

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

[1] C. Muscas, A. Monti, F. Ponci: “Phasor Measurement Units and Wide Area Monitoring Systems: from the sensors to the system”, Elsevier Academic Press, 2016. [2] P. Ferrari, A. Flammini, S. Rinaldi, G. Prytz, “Evaluation of time gateways for synchronization of substation automation systems”, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 61, n. 10, 2012, pp. 2612-2621. [3] G. Pasini, L. Peretto, P. Roccato, A. Sardi, R. Tinarelli, “Traceability of Low-Power Voltage Transformer for Medium Voltage Application”, IEEE Trans. on Instrumentation and Measurement, Vol. 63, n.12, 2014, pp. 2804-2812. [4] G. Del Prete, D. Gallo, C. Landi, M. Luiso, “Real time smart meters network for energy management”, ACTA IMEKO, vol. 2, 2013, p. 40-48.

Carlo Muscas è Professore Associato di Misure Elettriche ed Elettroniche presso l’Università di Cagliari. Si occupa di sistemi di misura distribuiti per il monitoraggio delle reti elettriche, PMU e misure per la qualità dell’energia. È chairman del TC39 (Measurements in Power Systems) di IEEE Instrumentation and Measurement Society e co-chair del workshop IEEE AMPS (Applied Measurements for Power Systems).

Lorenzo Peretto è Professore Associato di Misure Elettriche ed Elettroniche all’Università di Bologna. È co-fondatore del TC39 della IEEE Instrumentation and Measurement Society e cochair del workshop IEEE AMPS (Applied Measurements for Power Systems). È membro del TC38 (Instrument Transformers) dell’IEC e chairman di WG47 (Modeling of Instrument Transformers) e WG53 (Uncertainty in the LPIT calibration). È coautore di 21 brevetti. È consulente di numerose aziende operanti nel settore delle misure elettriche ed elettroniche. T_M ƒ 17

NUOVO TORSIOMETRO DIGITALE ULTRAPRECISO T12HP di HBM garantisce risultati altamente precisi in tutti gli intervalli di misura ed estrema stabilità alla temperatura Il nuovo torsiometro digitale T12HP di HBM Test and Measurement supporta le misurazioni dinamiche sui banchi prova e fornisce una precisione senza precedenti, soprattutto in fatto di stabilità alla temperatura. La temperatura praticamente non influisce sui risultati di misura, grazie a un valore TC0 dello 0,005%/10 K. Inoltre, la funzione FlexRange™ fornita dal T12HP consente agli utenti di osservare più da vicino qualsiasi intervallo parziale nell’intervallo di misura pieno nominale. Il nuovo torsiometro risponde quindi all’esigenza di avere cicli di prova più flessibili ed efficienti, ad esempio nello sviluppo di motori caratterizzati dalle massime prestazioni dal punto di vista energetico. Grazie all’elevata precisione integrata e insuperata di T12HP e alla funzione FlexRange™, gli utenti possono effettuare analisi più dettagliate in qualsiasi intervallo parziale dall’intervallo di misura completo, come se si guardasse attraverso una lente d’ingrandimento. Diversamente da altre tecnologie in uso sul mercato (“doppio intervallo”), possono essere eseguite diverse operazioni di misura usando un’unica curva caratteristica. Grazie al T12HP non sarà più necessario passare a un secondo intervallo di misura, verranno ridotti i tempi di allestimento del banco prova e sarà

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possibile aumentarne l’utilizzo e il numero di test effettuabili. Integrazione facile con svariate configurazioni del banco prova Le interfacce CAN, PROFIBUS, EtherCAT e PROFINET garantiscono una facile integrazione del torsiometro con diverse configurazioni del banco prova. La flangia di misura s’installa direttamente nella trasmissione e, pertanto, è esente da manutenzione. Il trasduttore è disponibile con diverse coppie nominali, da 100 Nm a 10 kNm. Nuova gamma di prodotti di punta HBM per misurare la coppia Il torsiometro digitale T12HP rappresenta l’evoluzione del modello “T12”, introdotto sul mercato 11 anni fa, e ne sostituisce il ruolo di prodotto di gamma principale di HBM tra i sensori di coppia (“HBM smarttorque”). Quale prima azienda a fornire una flangia di misura e sensori di coppia completamente digitali, da decenni HBM s’impegna a raggiungere alti livelli d’innovazione nella misurazione della coppia, affinché gli utenti possano ottimizzare sempre più i motori grazie ai dati significativi fin qui raccolti. Per ulteriori informazioni: www.hbm.com/it/0264/torsiometrisensori-e-trasduttori-di-coppia

I CONTRIBUTI DEI MISURISTI ELETTRICI ED ELETTRONICI

IL TEMA

Bruno Andò, Salvatore Baglio

Una mappatura delle competenze e delle attività su sensori in ambito GMEE Un’opportunità per creare osmosi e sinergie sul tema

A MAP OF THE ITALIAN KNOW-HOW ON SENSORS FROM THE GMEE GROUPS The sensor topic is timely and very considered by the international scientific community. This is due to the wide range of applications and challenging needs for novel sensing methodologies and technologies. This work reports results of a survey, among the GMEE research groups, on activities related to sensors, with the aim to build new synergies and improve visibility towards the industrial sector. RIASSUNTO La tematica dei sensori è quanto mai attuale nel panorama scientifico internazionale, sia per la sua correlazione con l’ampio scenario applicativo, sia per l’esigenza, estremamamente stimolante, di nuovi approcci metodologici e tecnologici. In questo contributo sono sintetizzati i risultati di una ricognizione sulle attività inerenti la tematica sensori, nel panorama delle unità GMEE, con l’obiettivo di promuovere un meccanismo di osmosi culturale e di visibilità anche nei confronti del comparto industriale. PARLANDO DI SENSORI

Ci piace iniziare questa testimonianza dando risalto all’ampia diffusione che il termine “sensore” sta vivendo nell’ultimo decennio, anche tra i non addetti ai lavori. Senza far ricorso a risonanti testi universitari, ci ha piacevolmente sorpreso la definizione di sensore che si trova su Wikipedia [1]: “Il sensore è un dispositivo che si trova in diretta interazione con il sistema misurato [2] ed è, in ambito strettamente metrologico, riferito solamente al componente che fisicamente effettua la trasformazione della grandezza d’ingresso in un segnale di altra natura”. Niente male, specialmente se consideriamo il riferimento all’ambito “strettamente metrologico”. Scherzi a parte, è piacevolissimo percepire una sempre più forte sensibilità nei confronti della metrologia, delle misure e in particolare del mondo dei sensori. D’altra parte, i sensori rappresentano la fonte primaria di percezione dell’informazione, ed è quindi naturale

nuovi materiali e nello sviluppo di nuove metodologie di sensing. Un occhio molto attento, quindi, alle applicazioni che prevedono l’impiego di sensori. L’interesse in ambito sensori è testimoniato anche dagli sforzi economici che la Commissione Europea sta destinando sia alla ricerca di base nel mondo del sensing, con particolare riferimento al bio-sensing, sia al processo di trasferimento tecnologico che vede come attori protagonisti i centri di ricerca e in particolare la ricerca universitaria con l’ormai inflazionata “terza missione”. Basta digitare la parola “sensors” sul sito cordis (www.cordis.lu) per accedere a una serie d’iniziative molto stimolanti. Un altro aspetto degno di nota è il proliferare di convegni e workshop dedicati al mondo dei sensori, tra i cui topics è possibile trovare materiali innovativi, nuove metodologie di sensing, tecnologie e l’estremamente variegato mondo delle applicazioni. Le maggiori society internazionali annoverano una o più conferenze sul tema, di solito molto stimolanti e foriere d’interessantissimi confronti internazionali. Un’esplorazione, anche veloce, dei “key topics” delle suddette conferenze, evidenzia da un lato una forte multi-disciplinarità (chimica, fisica, medicina, ingegneria e persino scienze umanistiche) e dall’altro una forte spinta verso nuove metodologie e tecnologie, spesso combinate tra di loro per soddisfare le specifiche proprie di un bacino molto ampio di applicazioni. Il termine sensore appare ricorrente anche nelle strategie d’innovazione nazionale, nelle smart specialization strategies delle regioni e nelle declara-

assistere a una crescita d’interesse e di contributi innovativi in ambito metodologico, tecnologico e applicativo. Oggigiorno, nell’era dell’Ubiquitous Sensing, della Smart Electronics, dell’Internet of Things, emerge chiara ed evidente l’esigenza di soluzioni sensoriali sempre più performanti, a basso costo, “usa e getta”, a basso consumo e soprattutto affidabili. Innumerevoli, e in quanto tali sarebbe utopistico pensare di citarli tutti, gli ambiti in cui l’impiego di sensori risulta strategico, dal gaming alla bio-ingegneria, all’automotive, alle tecnologie per gli ambienti di vita. Un esempio per tutti è quello dell’Active Ageing e del Well Being, dove sta emergendo l’esigenza di definire nuove strategie di sensing a basso costo, ma soprattutto a bassissima invasività, per il monitoraggio e la contestualizzazione dello stato dell’utente nel suo ambiente di vita. La comunità scientifica internazionale, anche al fine d’indirizzare esigenze applicative sempre più specifiche, è DIEEI, Università degli Studi di Catania fortemente impegnata nella sintesi di bruno.ando@unict.it T_M

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torie di diversi cluster tecnologici. I ricercatori italiani si confrontano, ormai storicamente, in occasione di riunioni nazionali e convegni specifici sul tema “sensori”. Nell’ambito di ogni settore scientifico disciplinare, affine al mondo dei sensori, sono organizzati eventi congressuali dedicati. Una nota di rilievo va rivolta all’iniziativa, che ormai va verso la sua quarta edizione (a Catania nel 2018), del “Convegno Nazionale Sensori (CNS)”. Un evento

IL TEMA

che vede la partecipazione attiva delle società e associazioni italiane che operano nell’area della sensoristica, al fine di favorire quel processo di osmosi culturale e la creazione di sinergie tra le suddette discipline scientifiche.

sensori è, da sempre, una delle più popolose sia in termini di ricercatori afferenti alle diverse sedi distribuite sul territorio nazionale sia in termini di contributi presentati alle riunioni nazionali. Le attività del GMEE in ambito sensoLa linea di ricerca GMEE ri sono ben rappresentate dalla decla“Sensors and transducers ratoria della rispettiva linea di ricerca for measurement” (www.gmee.org), qui riportata coIn ambito GMEE (Gruppo di Misure me ulteriore spunto introduttivo all’ogElettriche ed Elettroniche) la tematica getto di questa comunicazione.

RA#6: Sensors and transducers for measurement Keywords: sensing, transduction methodologies, sensor modeling and characterization, microsensors, nanosensors, Micro Electro Mechanical Systems (MEMS), Nano Electro Mechanical Systems (NEMS), Labs on chip (LOC), printed sensors, smart sensors, autonomous sensors, soft sensors, virtual sensors, distributed sensors, wireless sensors networks, energy harvesting. Scope: this highly cross-disciplinary area addresses the general concepts of sensing and transduction with emphasis on both methodologies and new high-performances devices. Analysis of transduction uncertainty sources and metrological characterization of novel devices are distinguished features of research activities in this area. Topics in this area cover: sensing and transduction methodologies, modeling and characterization of sensors and transducers, micro- and nanotechnologies for sensors fabrication, sensors based on plastic and non-conventional materials, rapid prototyping of sensors, sensors for IoT (Internet of Things), sensors for Assistive Technology and Smart Living, wearable sensors, integrated self-supplied sensors. Challenges: – Scientific: advancement of the state-of-the-art related to sensing and transduction methodologies and technologies by developing and characterizing new and high-performance sensing devices. – Industrial: provide methodologies, technologies and devices addressing industrial challenges, thus enhancing companies market penetration. – Societal: provide solutions to societal challenges mainly by means of non-invasive, distributed and interconnected sensor nodes able to provide accurate, real-time and reliable measurement. LA MAPPATURA DELLE ATTIVITÀ SU SENSORI IN AMBITO GMEE

“Una mappatura delle competenze e delle attività su sensori in ambito GMEE”, questo il titolo della relazione tenutasi il 20 settembre 2016 a Benevento, in occasione del XXXIII Congresso nazionale di Misure Elettriche ed Elettroniche. L’idea di avviare una ricognizione sulle competenze e sulle attività inerenti la tematica sensori, nel panorama nazionale delle unità GMEE, è nata poco più di un anno fa con l’obiettivo di redigere una sorta di mappatura sintetica, ma efficiente, atta a soddisfare un’esigenza di osmosi culturale interna al GMEE, ma anche di visibilità verso l’esterno, con particolare riferimento al comparto industriale.

Per essere più puntuali, le finalità della suddetta ricognizione possono così essere riassunte: – Identificare il know-how su sensori nel nostro ambito; – Promuovere le competenze del GMEE su scala nazionale/internazionale; – Alimentare nuove collaborazioni tra le Unità GMEE, mediante la stesura di progetti scientifici, la costituzione di aggregazioni tematiche, ecc.; – Avviare sinergie con altri SSD e con altre aree scientifiche, spaziando da quelle teoriche a quelle prettamente applicative. Obiettivo questo assolutamente in linea e complementare con l’iniziativa del CNS; – Stimolare un processo di trasferimento di conoscenza dal mondo della ricerca a quello industriale mediante

noti, ma rari, meccanismi di offerta e richiesta di competenze. Operativamente, è stato quindi chiesto alle diverse unità operative GMEE di sintetizzare le proprie competenze in ambito sensori. Al fine di rendere omogenei, per quanto possibile, i diversi contributi sono stati identificati 4 macro-ambiti: – Sensing Methodologies; – Materials and Technologies; – Sensing Systems; – Applications. I suddetti ambiti sono poi stati mappati nelle keywords proprie della suddetta declaratoria, secondo la schematizzazione illustrata in Fig. 1. L’esito della ricognizione, sintetizzato in Fig. 2, è stato molto interessante e ha rivelato una distribuzione delle competenze sulla gran parte del terriT_M ƒ 21

N. 01ƒ ; 2017 torio nazionale. Circa 37 unità GMEE sono impegnate in attività di ricerca che prevedono lo sviluppo di sensori, sistemi sensoriali o applicazioni degli stessi. Dall’analisi delle schede pervenute è infatti emerso un quadro molto preciso, non solo delle attività che i ricercatori GMEE svolgono nei macroambiti identificati, ma anche delle sinergie consolidate tra le diverse sedi, le attività progettuali in essere su scala nazionale e internazionale e le collaborazioni scientifiche.

Figura 1 – Mappatura delle keywords della declaratoria GMEE della linea di ricerca su sensori nei 4 macroambiti

Figura 2 – Distribuzione delle competenze del GMEE su sensori in ambito nazionale

Alla luce delle informazioni raccolte è stato anche possibile identificare, proprio nell’ottica di stimolare e alimentare sinergie culturali, le competenze e le attività comuni alle diverse unità GMEE. A tal fine, ogni macroamT_M ƒ 22

N. 01ƒ ;2017 I BUONI PROPOSITI

La ricognizione presentata in questa comunicazione ha e deve avere un carattere assolutamente dinamico. I risultati complessivi di questa indagine saranno pubblicati sul sito web dell’associazione GMEE, con l’intento di tenerli sempre aggiornati. Obiettivo:

bito è stato declinato in una serie di topic illustrati in Fig. 3. Ad esempio nell’ambito metodologico sono state identificate competenze sullo sviluppo di nuove metodologie di sensing basate su sensori elettromeccanici, tecniche di trasduzione ottica, chimica o elettromagnetica. Tra le tecnologie più ricorrenti si annoverano le Micro e Nano tecnologie (Micro/NanoElectro-Mechanical-Systems), le tecniche di rapid prototyping (screen printing, inkjet printing), e le tecniche a base fotolitografica. Particolarmente focalizzata anche l’attività sull’impiego di materiali innovativi per lo sviluppo di sensori, come ad esempio i fluidi magnetici, i polimeri, i nanocompositi e gli inchiostri conduttivi e funzionali. Sono anche emerse diverse competenze relative allo sviluppo di sistemi di sensori, come ad esempio gli smart sensing systems, le Wireless Sensor Network, i sistemi a interrogazione remota e le soluzioni per l’IOT. Molto interessante anche l’ambito applicativo, estremamente variegato, dall’automotive al monitoraggio ambientale, al bio-medicale, all’Ambient Assited Living. Temi ricorrenti questi, che ritroviamo anche nelle memorie pervenute per il Congresso Nazionale GMME 2016, con qualità e quantità percepite assolutamente in linea con le statistiche previste. Dalle stesse memorie emergono interazioni ben strutturate tra i diversi settori scientifici. Un dato estremamente positivo è l’ampia produzione scientifica, su riviste indicizzate, in capo alle diverse unità GMEE. Degne di nota anche le diverse iniziative progettuali inerenti la tematica sensori, redatte sia su scala nazionale, sia con prestigiose collaborazioni internazionali.

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realmente strategico al fine di ottimizzare e omogeneizzare l’enorme bagaglio di know-how distribuito sul territorio nazionale nei diversi settori scientifico disciplinari. Uno strumento quindi, questo dell’indagine sullo stato dei sensori in ambito GMEE, utile per mantenere e impreziosire lo standard, Figura 3 – Declinazione dei diversi ambiti caratterizzanti la tematica sensori già assolutamente di prestigio, delle promuovere le competenze distribuite competenze su sensori in Italia. sul nostro territorio, ma ancor di più Uno strumento che potrebbe essere spronare e stimolare sinergie inter- esteso a tutte le comunità scientifiche GMEE e verso l’esterno. che operano nel settore. Un inciso: essendo la disciplina “sen- Un meccanismo, quindi, atto a favorisori” un ambito molto complesso, che re quel processo di osmosi, anche richiede competenze assolutamente internazionale, fondamentale per la variegate, il rischio è che si operi e crescita scientifica di un Paese su un lavori a compartimenti stagni. C’è chi topic così attuale, ma anche molto si occupa del nuovo materiale funzio- complesso e interdisciplinare, come nale, chi della tecnologia più promet- quello dei sensori. tente, chi delle nuove metodologie di sensing e c’è chi ha “il polso” delle possibili applicazioni. Il ruolo di un’associazione di ricercatori come il RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI GMEE, con competenze estremamente trasversali alle diverse discipline 1. https://it.wikipedia.org/wiki/ scientifiche, ma al contempo con com- Sensore petenze molto specifiche, ad esempio 2. Norma tecnica UNI4546 Misure e nel settore della metrologia e delle misurazioni, Termini e definizioni fonmisure, potrebbe e dovrebbe essere damentali.

Bruno Andò è Professore Associato di Misure Elettriche ed Elettroniche presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Università di Catania. L’attività di ricerca è principalmente mirata allo sviluppo di sensori basati sull’impiego di materiali e tecnologie innovative, sensori inkjet printed, sistemi multisensoriali intelligenti, tecnologie sensoriali per gli ambienti di vita e soluzioni innovative per l’energy harvesting.

Salvatore Baglio è Professore Associato di Misure Elettriche ed Elettroniche presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Università di Catania. Insegna Misure Elettriche ed Elettroniche e Micro e nano sensori. È Fellow della IEEE e VP Education della Instrumentation and Measurement Society. La sua attività di ricerca è focalizzata verso lo sviluppo di sensori basati sull’impiego di materiali e tecnologie innovative e metodologie nonlineari, micro e nano sensori, magnetometri e sistemi per l’energy harvesting. T_M ƒ 23

NOVITÀ KEYENCE IN MOSTRA AD A&T 2017 Keyence, società leader nell’automazione industriale e nel controllo dimensionale, presenterà le sue più recenti novità nell’ambito dell’11a edizione di A&T (Torino, 3-5 maggio, OVAL Lingotto). Presso lo stand G54-H53 saranno esposti sensori, sistemi di misura, sistemi di visione, marcatori laser e numerosi altri strumenti di ultima generazione. Un’ampia gamma di prodotti e dispositivi ad alta precisione, utilizzabili sia su linee di produzione automatizzate sia nei Laboratori degli istituti di ricerca. I prodotti Keyence sono pensati appositamente per aggiungere valore ai processi di ricerca e produzione dei clienti: il team di ricerca e sviluppo è costantemente al lavoro per migliorare la qualità dell’offerta, con l’obiettivo non soltanto di soddisfare al meglio le aspettative dei clienti, ma addirittura di superarle. I prodotti Keyence sono progettati per

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essere versatili e poter essere utilizzati nel settore manifatturiero e in qualsiasi altro settore industriale, con l’obiettivo principale di offrire i migliori prodotti al mondo per le esigenze delle applicazioni di oggi e di domani. Vendita diretta Keyence si occupa direttamente delle vendite, senza affidarsi a distributori o agenti di vendita, disponendo di tecnici commerciali in possesso di ampia conoscenza dei prodotti ed esperienza nelle applicazioni e nei settori specifici. I clienti possono contare sull’assistenza in loco, per risolvere rapidamente le singole richieste, risparmiando così tempo prezioso. Evasione ordini in giornata Grazie alla grande quantità di prodotti in magazzino, la società è in grado di eva-

dere gli ordini in giornata, riducendo le spese d’esercizio. Per ulteriori informazioni: www.keyence.it

GLI ALTRI TEMI

L’ACCREDITAMENTO Mario Mosca, Giulia Suriani

I materiali di riferimento e l’accreditamento dei loro produttori

REFERENCE MATERIALS The importance of Reference Materials as a source of metrological traceability is presented. Now Reference Materials are used in a large field of metrological and industrial activities. The evolution of normative standards in this area is shown. The accreditation of Reference Material Producers has found some problems, here summarized. RIASSUNTO Si traccia un excursus sull’importanza dei materiali di riferimento come sorgente di riferibilità metrologica. L’uso di tali materiali si sta affermando sia in campo metrologico, con la definizione di nuovi campioni di misurazione, che in campo industriale. La normativa del settore viene richiamata. È presentata l’evoluzione dei problemi connessi con l’accreditamento dei Produttori di materiali di riferimento. ACCREDITARE PRODUTTORI DI MATERIALI DI RIFERIMENTO

La Storia La storia dei materiali di riferimento si confonde con quella dello sviluppo industriale. La definizione di questo termine, riportata nel Vocabolario Internazionale di Metrologia (VIM), recita: 5.13 Materiale di riferimento RM: materiale sufficientemente omogeneo e stabile rispetto a proprietà specificate, che si è stabilito essere idoneo per l’utilizzo previsto in una misurazione o nell’esame di proprietà classificatorie. Ancora prima che si definisse il problema della verifica di conformità l’impiego di materiali stabili e omogenei nella metrologia e nel controllo di qualità si è sviluppato in tutto il mondo. Si pensi, ad esempio nella produzione di acciai o leghe metalliche, al fatto che la disponibilità di riferimenti in oggetti di caratteristiche accertate ha grandemente influenzato la possibilità di garantire prodotti ripetibili nello spazio e nel tempo. Si è partiti da riferimenti di tipo privato (ogni azienda è garante del proprio prodotto, ognuna ritiene i propri

standard quelli migliori) per arrivare a riferimenti accettati a livello globale. La necessità di estendere il sistema internazionale delle unità di misura, nato a partire dalle misurazioni di tipo fisico, ha generato nei campi legati ad attività chimiche e biologiche l’esigenza di materiali di riferimento che si affiancassero alle misurazioni di tipo fisico. L’accreditamento, come attività di controllo di chi effettua misure e valutazioni di conformità, è nato, in campo metrologico, per garantire la qualità delle misurazioni e la riferibilità dei risultati alle definizioni del sistema internazionale delle unità di misura. Si è sentita quindi l’esigenza di estendere il suo campo di attività a quello della produzione dei materiali di riferimento.

Seguono 4 note e 6 esempi di campioni di misura. Tra questi: ESEMPIO 6: Materiale di riferimento che fornisce i valori e le rispettive incertezze di misura associate per la concentrazione in massa di dieci proteine diverse. In questo quadro i materiali di riferimento certificati sono particolarmente importanti. La definizione è la seguente: 5.14 Materiale di riferimento certificato CRM: materiale di riferimento accompagnato da un documento rilasciato da un organismo di confacente autorità, nel quale sono riportati i valori di una o più proprietà specificate, con le corrispondenti incertezze, riferibilità e rintracciabilità, definite impiegando procedure valide. Il concetto di riferibilità metrologica, di cui i RM sono un elemento importante, è definita nel modo seguente: 2.41 Riferibilità metrologica: proprietà di un risultato di misura per cui esso è posto in relazione a un riferimento attraverso una documentata catena ininterrotta di tarature, ciascuna delle quali contribuisce all’incertezza di misura.

Da questo rapido excursus terminologico potrebbe apparire che i materiali di riferimento giocano, per le misuRiferibilità metrologica re in campo chimico e biologico, lo e materiali di riferimento stesso ruolo dei campioni di misura Le definizioni del VIM mettono ben in nel campo delle misure di tipo fisico luce la connessione tra la metrologia (si pensi al prototipo internazionale e i materiali di riferimento: del campione di massa in platino-iri5.1 Campione di misura: realizzazione della definizione di una grandezza, con un valore stabilito e con un’incertezza di misura associata, impiegata come riferimento.

ACCREDIA Dip. Laboratori di Taratura, Torino m.mosca@accredia.it g.suriani@accredia.it

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SOLUZIONI DI TEST PER RETI 5G, IOT E CONNECTED CAR

Keysight Technologies, Inc ha presentato, in occasione della manifestazione Mobile World Congress 2017 (svoltasi a Barcellona dal 27 febbraio al 2 marzo scorsi), le sue più recenti soluzioni software-based per la progettazione e collaudo, dedicate alle tecnologie delle reti LTE-A, 5G, IoT e Connected Car. Keysight partecipa attivamente a molti importanti comitati di standardizzazione delle reti wireless e alle principali organizzazioni internazionali impegnate nello sviluppo delle tecnologie 5G. Inoltre, Keysight collabora con le principali aziende del settore e con le più importanti Università, per contribuire positivamente allo sviluppo della nuova generazione di sistemi di comunicazione wireless. Ecco alcune delle principali soluzioni presentate. L’esclusiva soluzione di test NB-IoT, che aiuta i progettisti ad accelerare l’adozione della tecnologia cellulare a lunga distanza per applicazioni IoT, offrendo il primo test set wireless al mondo che si collega a un dispositivo conforme alle specifiche NB-IoT. La soluzione permette di ottimizzare i progetti IoT al fine di ottenere i migliori risultati in termini di consumo energetico, prestazioni RF e interoperabilità. La soluzione per il monitoraggio delle reti fronthaul in ambito 5G, che offrono nuove funzionalità di livello superiore agli operatori di reti mobili, consentendo loro di ottenere informazioni molto approfondite in termini di qualità del servizio, dando la possibilità di misurare, migliorare e identificare eventuali guasti nel funzionamento delle reti di fronthaul. La soluzione di riferimento 5G Wideband Real-Time Beamforming, che permetterà ai ricercatori di valutare rapidamente le caratteristiche dei sistemi di beamforming analogici, digitali e ibridi. La soluzione permette di valutare sistemi di trasmissione e ricezione parallela MIMO con varie tecnologie e algoritmi di beamforming utilizzabili nei dispositivi e nelle reti di accesso radio. L’Anite Toolset Virtual Drive Testing (VDT) è un esclusivo sistema da Laboratorio, che aiuta i tecnici del settore auto a verificare, in modo economico, i collegamenti wireless presenti in un’auto connessa. Il sistema per misure autonome non presidiate Nemo, composto da Nemo Cloud e dalla Sonda Autonoma Nemo, è una soluzione basata su cloud per il monitoraggio in tempo reale, che permette agli operatori di automatizzare totalmente i progetti di misura sulle reti. Per ulteriori informazioni: www.keysight.com/find/5G

N. 01ƒ ;2017 – composizione chimica; – proprietà biologiche e cliniche; – proprietà fisiche (tra cui ottica, magnetismo, termofisica, radioattività, ecc.) – proprietà ingegneristiche (tra cui elasticità, durezza, caratteristiche superficiali, ecc.). La suddivisione ulteriore è quanto mai complessa e dipende dalle applicazioni e dai produttori. Come si vede, l’elenco prevede un ampio impiego di RM per lo studio, la caratterizzazione e la misura in campi diversissimi, riguardanti l’ambiente, la salute, la sicurezza, oltre che la produzione industriale. L’uso dei materiali di riferimento, in particolare di materiali di riferimento certificati (CRM), per ottenere la riferibilità metrologica dei risultati delle misure è regolato dalla norma ISO/ IEC 17025 nel capitolo 5.6 Riferibilità delle misure. In 5.6.2.1.2 si stabilisce che, quando la riferibilità non può essere ottenuta rispetto ai campioni del sistema internazionale SI, le tarature si possono effettuare stabilendo la riferibilità a campioni appropriati come “l’utilizzo di materiali certificati procurati da un fornitore competente”. Il concetto è ribadito nel successivo 5.6.3.2 “materiali di riferimento: Ogni qual volta possibile, i materiali di riferimento devono essere riferibili alle unità SI, o a materiali di riferimento certificati. I materiali di riferimento interni devono essere controllati nella misura in cui sia tecnicamente ed economicamente fattibile”. La politica dell’International Laboratories Accreditation Cooperation (ILAC) sulla riferibilità metrologica contenuta in ILAC P10:01/2013, che in §4.7 stabilisce che costituiscono un valido elemento di riferibilità metrologica i valori assegnati ai CRM da Istituti Metrologici Nazionali entro le specifi-

che riconosciute dal Bureau International des Poids et Mesures BIPM e presentate nell’area KCDB del sito www.bipm.org, oppure da Produttori di RM accreditati, entro il proprio campo di accreditamento conforme alla ISO Guide 34: 2009 (attualmente sostituita da ISO 17034:2016). Certamente fin dall’inizio molte istituzioni si occuparono di studiare e produrre materiali di riferimento e diffonderne l’uso. Si deve ricordare, in Italia, l’opera pionieristica della dott. Maria Grazia Del Monte e del Centro materiali di riferimento, degli Istituti metrologici, a suo tempo IMGC-CNR, IENGF (poi confluiti in INRIM) e ENEA/INMRI. In Europa hanno giocato un forte ruolo di studio e di diffusione, in Germania il Bundesanstalt für Materialforschung und Prüfung BAM, a livello comunitario il Bureau Communautaire de Référence (BCR) poi confluito nell’Institute for Reference Materials and Measurements (IRMM). Sono diffusi a livello mondiali i materiali prodotti negli USA da NBS (poi NIST). La rete che si è creata durante tutto il secolo scorso ha, da un lato, sopperito ai bisogni, ma ha anche creato negli utenti l’esigenza di sicurezza sulle informazioni diffuse con i materiali di riferimento. Si è creato anche in questo campo, come in metrologia e nella valutazione della conformità, il problema “chi controlla i controllori?”. ACCREDITAMENTO DEI PRODUTTORI DI MATERIALI DI RIFERIMENTO

Prima d’illustrare gli avvenimenti in Italia, è opportuno vedere il panorama nel resto del mondo. ISO-REMCO è il comitato internazionale a cui è stato affidato dal 1975 il compito di far evolvere la standardizzazione in questo settore. A partire dal 1981 sono state emesse le guide che definiscono il settore: – ISO Guide 30:2015 (third edition) Reference materials – Selected terms and definitions; – ISO Guide 31:2015 (third edition) Reference materials – Contents of certificates, labels and accompany-

dio). La situazione è più articolata e complessa. Gli elenchi delle possibili tipologie di RM, rintracciabili presso produttori attivi a livello internazionale e un tempo presente in ILAC G19, riportano la suddivisione secondo l’impiego che prevede almeno:

GLI ALTRI TEMI

ing documentation; – ISO Guide 33:2015 (third edition) Reference materials – Good practice in using reference materials; – ISO Guide 34:2009 (third edition) General Requirements for the Competence of reference materials producers sostituita da ISO 17034:2016 General requirements for the competence of reference material producers; – ISO Guide 35:2006 (Third edition) Reference materials – General and statistical principles for certification. Oltre a queste possono essere utili: – ISO/TR 16476:2016 Reference materials –- Establishing and expressing metrological traceability of quantity values assigned to reference materials; – ISO/TR 79:2015 Reference materials – Examples of reference materials for qualitative properties; – ISO Guide 80:2014 Guidance for the in-house preparation of quality control materials (QCMs). La prima edizione della ISO Guide 34, nel 1996, ha permesso l’inizio del processo di accreditamento dei produttori di materiali di riferimento. Tuttavia, si è avviato un dibattito circa la possibilità utilizzare la guida come riferimento per la valutazione della competenza dei produttori. In merito ILAC ha preso le risoluzioni che hanno definito il tema: ILAC Resolution GA 8.12 (2004) “The General Assembly resolves that accreditation of technically competent bodies producing reference materials with assigned values will be conducted against harmonized criteria based on ISO Guide 34 and ISO/IEC 17025 in combination”. Quando nel 2009 la guida ha avuto la sua terza edizione, in cui gli requisiti significativi di ISO/IEC 17025 e di ISO 15189 sono stati inseriti, ILAC ha modificato la sua posizione: ILAC Resolution GA 16.20 (2012) “As ISO Guide 34:2009 includes normative references to ISO/IEC 17025 and ISO 15189, the General Assembly resolves that accreditation of reference material producers is conducted in accordance with ISO Guide 34:2009 alone. This resolution rescinds ILAC resolution 8.12. In addition, ILAC R6:07/2012 will be amended to reflect this decision”. T_M ƒ 27

Le organizzazioni regionali dell’accreditamento hanno dato inizio ad accordi di mutuo riconoscimento, ad es APLAC (area Asia – Pacifico) e IAAC (area Americhe) in base alle quali, in ILAC, si è discusso se introdurre un mutuo riconoscimento internazionale per questo scopo. Nel 2014, la risoluzione predisposta in merito non è stata approvata: “ILAC Resolution 18.17 (2014)- NOT ADOPTED”. Per comprendere le motivazioni di questa situazione, certamente di carattere eccezionale, bisogna vedere la situazione in Europa. Come è noto, nell’Unione Europea l’accreditamento è regolato dal Regolamento (CE) 765:2008. Questo, all’art. 2, punto 10, stabilisce che l’accreditamento venga attestato in conformità con norme armonizzate. Altri regolamenti illustrano a quali requisiti debbano rispondere le norme per esse-

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N. 01ƒ ; 2017

GLI ALTRI TEMI

re inserite nell’elenco delle norme armonizzate. La ISO Guide 34, pur contenendo i requisiti per l’accreditamento di RMP, non è norma, né norma armonizzata. Quindi non può essere utilizzata da Organismi di accreditamento europei per accreditamenti che siano coperti dall’accordo di riconoscimento multilaterale EA-MLA. Il divieto per gli Organismi europei di svolgere attività diverse da quanto previsto dal Regolamento 765 è stato ribadito da DG Enterprise in CERTIF 2012-02 REV4 Activities of accreditation bodies that are not accreditation (2014-05-05). Questo ha imposto una battuta di arresto nel processo di estensione degli accordi di mutuo riconoscimento e, in definitiva, uno svantaggio per i produttori europei di materiali di riferimento che, anche quando si sottoponevano alle verifiche degli AB nazionali, non potevano vedere riconosciute le proprie competenze all’estero.

L’ISO si è prontamente attivata per risolvere l’empasse: è stato attivato un gruppo congiunto tra ISO REMCO e ISO CASCO, di cui alcuni componenti italiani, tra cui l’ing. Giulia Suriani di ACCREDIA, hanno fatto parte. Nel novembre 2016 è stata emessa la nuova ISO 17034, aggiornamento della ISO Guide 34, e quindi il processo di estensione degli accordi ha potuto riprendere. Nel 2016, a New Delhi, sono state prese da ILAC le risoluzioni: ILAC Resolution GA 20.13 (2016) “The General Assembly endorses the recommendation of the Arrangement Committee (ARC) to extend the ILAC Mutual Recognition Arrangement (MRA) to include accreditation of reference material producers to the criteria specified in ISO 17034. ILAC will therefore accept applications for recog-

N. 01ƒ ;2017 nition as soon as the appropriate peer evaluation documents within ILAC are updated to cover this new scope”. ILAC Resolution GA 20.14 (2016) “As a result of the publication of ISO 17034 in November 2016, replacing ISO Guide 34:2009, the General Assembly endorses the recommendation from the AIC, that accreditation of reference material producers be conducted in accordance with ISO 17034 and that an implementation period of 3 years be adopted”. LA SITUAZIONE DELL’ACCREDITAMENTO DI RMP IN EUROPA E IN ITALIA

La descrizione dell’evoluzione del processo internazionale di accreditamento dei produttori di RM e CRM ha messo in luce che in Europa, pur sentendosi da tempo la necessità di attivare processi di accreditamento in questo campo, si sono dovuti affrontare e risolvere non pochi problemi. La European cooperation for Accreditation EA ha discusso di questi problemi, dal punto di vista tecnico nel Laboratory Committee EA LC che ha promosso un’indagine da cui risulta che, già nel 2013, 15 organismi di accreditamento nazionali avevano iniziato ad accreditare RMP, e altri 15 avevano intenzione di procedere in questo campo entro altri 5 anni. La situazione attuale, che si è sviluppata al di fuori dell’EA, si può controllare solo esaminando i siti web dove gli AB pubblicano gli elenchi degli accreditati. La distribuzione che si ricava, da un esame parziale, è la seguente: Organismo

Paese

N. RMP

Austria

ACCREDIA

Italia

COFRAC

Francia

DAkkS

Germania

INAB

Irlanda

SAS

Svizzera

UKAS

Gran Bretagna 11

RMP n° Anno

GLI ALTRI TEMI

Denominazione

Sede

SIAD Società Italiana Acetilene & Derivati SpA

OSIO SOPRA (BG)

CRM gassosi per via gravimetrica e analitica

PARMA

CRM liquidi – soluzioni di saccarosio e cloruro di potassio – pH

ROMA

CRM solidi – metalli in matrice di suolo/sedimenti

143

2005

186

2005 CHEMIFARM srl

211

2009

ISPRA Istituto Superiore Protezione e Ricerca Ambientale

234

2012

SAPIO Produzione Idrogeno Ossigeno srl

Area attività

CAPONAGO (MB)

CRM gassosi per via gravimetrica

cia del mercato per molte attività: in campo ambientale, industriale, per la sicurezza dei servizi e della vita quotidiana. L’impatto nelle misurazioni di materiali di riferimento accreditati, specialmente se certificati (CRM), permetterà di ottenere risultati di misura riferibili al sistema SI o a campioni riconosciuti a livello internazionale, migliorando la qualità dei servizi in settori come la chimica e la biologia. In merito, si stanno sensibilizzando tutti gli organismi accreditati, in partiFin dall’inizio i produttori sono stati in- colare i Laboratori di prova e gli orgaformati che, non esistendo accordi nismi d’ispezione. internazionali di mutuo riconoscimento, l’attestazione di competenza aveva solo validità nazionale; essendo tuttavia questa una caratteristica valida a livello globale, il mercato ha accolto in modo favorevole i produttori da noi accreditati. ACCREDIA ha seguito le deliberazioni della Assemblea Generale ILAC, dichiarando in un primo momento la Mario Mosca, in passato conformità alla ISO Guide 34 unitaRicercatore del CNR, è stamente alla ISO/IEC 17025, dopo il to il primo Direttore del 2013 alla sola ISO Guide 34. Nel Dipartimento Laboratori di Taratura di ACCREDIA e 2017 si avvierà il processo di transiResponsabile del SIT. Oggi zione alla ISO 17034. Ci prepariamo collabora attivamente con a dichiararci pronti per essere valutaACCREDIA. ti da EA, non appena questa deciderà di estendere lo scopo di EA-MLA al settore. Si può prevedere che presto gli organismi di EA e l’Assemblea Generale di EA delibereranno per estendere lo scopo dell’EA MLA all’accreditamento di RMP. In Italia, prima che ACCREDIA iniziasse i suoi lavori, il SIT – Servizio di Taratura in Italia aveva attestato l’accreditamento di Produttori di materiali di riferimento fin dal 2005. La situazione al gennaio 2017 è riassunta nella tabella in testa alla pagina.

CONCLUSIONI

L’accreditamento di Produttori di Materiali di Riferimento è una tappa importante del per aumentare la fidu-

Giulia Suriani è Funzionario Tecnico del Dipartimento Laboratori di Taratura di ACCREDIA, referente per l’attività di accreditamento dei produttori di Materiali di Riferimento. T_M ƒ 29

N. 01ƒ ; 2017

NEWS

MISURARE IN AMBIENTE DI PRODUZIONE COME FOSSE IN LABORATORIO “The metrological Laboratory in the factory” di Fabio Rosi (Responsabile R&D – VEA srl) CONTROLLI IN PRODUZIONE IN INDUSTRIA 4.0 Per molti settori industriali cresce l’esigenza che la totalità dei prodotti sia conforme alle specifiche. Da tempo esistono sistemi di misura di tipo manuale o semiautomatico, in grado di soddisfare questo scopo, ma non sempre dotati di caratteristiche paragonabili agli strumenti da Laboratorio. Oppure si fa ricorso a strumenti da Laboratorio in ambiente industriale i quali, non essendo stati progettati per questo scopo, tendono a perdere ripetibilità e accuratezza. Il settore manifatturiero richiede sempre più di poter misurare pezzi in modo automatico, con una frequenza oraria superiore alle migliaia di pezzi; alla misura può essere associato anche un controllo qualitativo, di tipo “cosmetico” o funzionale. L’accuratezza richiesta in linea è invece sempre più prossima a quella delle attrezzature da Laboratorio. Questa tipologia di apparecchi rientra nei nuovi finanziamenti previsti dal Piano strategico nazionale INDUSTRIA 4.0. L’AMBIENTE DI PRODUZIONE Nell’ambiente produttivo, a differenza del Laboratorio metrologico, esistono alcuni aspetti chiave che influenzano le prestazioni degli strumenti di misura. Ecco quelli principali che si sono dimostrati più deleteri: escursione termica, vibrazioni, sporcizia, mancanza di un operatore specializzato, velocità di misura. La soluzione sta proprio nel progettare gli impianti di misura in modo flessibile e modulare, con una serie di caratteristiche che tengano conto di questi fattori. La cella robotizzata assolve a questo scopo in modo egregio, per quanto riguarda l’automazione di presa, manipolazione e rilascio dei pezzi. Una particolare attenzione dev’essere posta nei confronti degli strumenti di misura posizionati all’interno della cella. Relativamente all’aspetto termico, spesso un semplice algoritmo di compensazione della temperatura ambiente non è sufficiente e occorre adottare un sistema a triplo stadio con autocalibrazione, che tiene conto della temperatura ambiente, di quella del pezzo e di quel-

T_M ƒ 30

CheckBox XL, impianto di misura e controllo qualità

la del calibro negli strumenti con autocalibrazione. In ambiente industriale la perdita di accuratezza degli strumenti è mediamente più alta rispetto a quella che avviene in Laboratorio. Per questo il sistema deve essere autocalibrante, ossia deve avere al proprio interno calibri di riferimento e una procedura automatica per verificare eventuali variazioni di accuratezza.

Particolare di un impianto di misura micrometrico da 3.000 pz/ora, diametro interno, diametro esterno, altezza, cilindricità, eccentricità

di pulizia dei pezzi e dei supporti di misura, anche con algoritmi evoluti che misurano correttamente analizzando e filtrando componenti estranei, quali polvere od olio. Questi impianti comprendono un sistema di visione con guida robot per prelevare i pezzi che arrivano casualmente su nastro. Ciò rende la macchina molto flessibile e, nello stesso tempo, capace di accorgersi della presenza di pezzi non conformi con la produzione: può capitare, infatti, che per errore sulla linea compaiano pezzi di produzione diversi da quelli da analizzare, che potrebbero generare la rottura degli organi di presa.

Interno di una CheckBox con controllo tenuta, misura dimensionale, controllo qualità

Un grande passo avanti nell’incremento della ripetibilità è rappresentato dall’introduzione della tecnologia MSA (Micro Stabilized Accuracy), che permette di rilevare in tempo reale lo scarto tipo di una determinata misura. Da essa si deduce la ripetibilità dello strumento: ad esempio, in caso di uno scarto tipo elevato si può decidere di ripetere la misura, anche perché spesso le vibrazioni sono fenomeni momentanei. Non meno importante il fattore legato alla pulizia e alla mancanza di un operatore specializzato. Spesso si sottovaluta il fatto che nei reparti di produzione non c’è il personale di Laboratorio; in realtà, a volte non esiste proprio personale dedicato, che prelevi i pezzi e ne controlli la conformità, li pulisca, li posizioni con attenzione nella macchina di misura, leggendo, valutando e archiviando correttamente i risultati ottenuti. Questo porta a progettare i macchinari con funzionalità che controllino il grado

Particolare di un micrometro ottico

Queste macchine sono progettate per lavorare 24 ore su 24, con cadenze di migliaia di pezzi/ora, adatte a ospitare strumenti di misura adeguati, completati da sistemi capaci di verificarne l’attendibilità nel tempo in modo possibilmente automatico. Insomma, non è sicuramente facile prevedere tutto quello che può accadere in ambiente industriale, ma l’esperienza nel settore e l’uso di algoritmi d’intelligenza artificiale ci aiuta in questo lavoro. Per maggiori informazioni: fabio.rosi@vea.it.

MISURE DI TEMPO

GLI ALTRI TEMI

Valerio Pettiti, Roberto Costa, Giancarlo Cerretto

Ultimo Segnale Orario generato dall’INRIM e radiodiffuso dalla RAI

THE LAST TIME SIGNAL GENERATED BY INRIM AND RADIO BROADCASTED BY RAI The INRIM Time and Frequency Laboratory (LTF) realizes the reference standard time for Italy. It provides timing calibration activities for the Italian Laboratories and disseminates the standard time using different services: by internet (NTP – Network Time Protocol), phone network (CTD – Codice Telefonico di Data), by RAI broadcasting network (SRC – Segnale Rai Codificato), and more recently by optical fibers. The SRC, after about 70 years from the first radio transmission, was interrupted at the end of 2016 as considered by the RAI no more adapt to the current transmission schemes, particularly in view of the digital broadcasting. RIASSUNTO Il Laboratorio di Tempo e Frequenza dell’INRIM (LTF) realizza la scala di tempo di riferimento per l’Italia. Effettua attività di certificazione della strumentazione di timing a servizio del tessuto industriale nazionale e cura la disseminazione della scala di tempo mediante diversi servizi: su rete informatica (NTP – Network Time Protocol), telefonica (CTD – Codice Telefonico di Data), per mezzo del segnale orario radiodiffuso dalla RAI (SRC – Segnale Rai Codificato) e più recentemente tramite fibre ottiche. Il segnale RAI, dopo circa 70 anni dalla prima emissione, è stato sospeso a fine 2016 poiché la RAI non lo ritiene più idoneo alle moderne trasmissioni radiofoniche, soprattutto in vista delle trasmissioni digitali. LA STORIA DEL SEGNALE RAI CODIFICATO (SRC)

La generazione di segnali di tempo per la RAI da parte dell’IEN (Istituto Elettrotecnico Nazionale – Galileo Ferraris) iniziò nel 1945 e da allora la struttura di questi segnali ha subìto alcuni aggiornamenti. Il segnale, a partire dal 1951, era formato da una sequenza di sei impulsi acustici di durata 100 millisecondi, ciascuno dei quali costituito da 100 cicli sinusoidali completi di una nota a 1.000 Hz, sincroni con i secondi 54, 55, 56, 57, 58 e 00 di ogni minuto. In quegli anni l’utilizzo del segnale era prevalentemente di tipo acustico: richiamava infatti l’attenzione sull’annuncio vocale dell’ora che veniva fatto immediatamente dopo. Tuttavia venivano già utilizzati sistemi automatici per sincronizzare orologi elettronici su

tale segnale; in questo caso però era necessario che l’orologio fosse preventivamente in passo entro il minuto, e il sistema provvedeva a sincronizzare automaticamente il secondo. Nel 1979 venne introdotto, in coincidenza del secondo 52, un codice di data di tipo “acustico-numerico” formato da una successione di 32 informazioni elementari che indicano, in codice binario decimale e mediante note di 2.000 e 2.500 Hz, le ore, i minuti, il numero del mese, il giorno del mese, il numero del giorno della settimana, e se è in vigore l’ora solare (CET – Central Europe Time = UTC + 1) o l’ora legale estiva (CEST – Central Europe Summer Time = UTC + 2). Questa innovazione sul segnale generato, da allora identificato come SRC (Segnale RAI Codificato), ha consentito di sviluppare nuovi dispositivi di decodifica che potevano acquisire

l’informazione completa di ora e data e aggiornare automaticamente un orologio elettronico. Successivamente furono aggiunti (i) una seconda porzione di codice con l’indicazione dell’anno, (ii) un preavviso sul passaggio dall’ora solare a quella estiva o viceversa, e (iii) una segnalazione sull’eventuale introduzione di un secondo intercalare. Il secondo intercalare è un’operazione che consiste nell’aggiungere o nel sottrarre un secondo intero alla durata di un determinato giorno. Tale evento, coordinato a livello internazionale dall’IERS (International Earth Rotation and Reference Systems Service), ha lo scopo di mantenere in accordo entro 0,9 secondi la scala di tempo internazionale UTC, calcolata dal BIPM su una media pesata degli orologi atomici custoditi in circa settanta Laboratori metrologici di tutto il mondo, e l’ora UT1 indicata dalla posizione angolare della Terra, cioè la scala rotazionale terrestre. Dal momento che attualmente la Terra sta rallentando leggermente e la durata del suo giorno medio è superiore a quella indicata dagli orologi atomici, negli ultimi anni i secondi intercalari sono sempre stati aggiunti, operazione che viene compiuta in media una volta ogni uno o due anni. Dal 1 gennaio 2017 i secondi accumulati mediante questa operazione sono in totale 37. Quest’ultima innovazione sull’SRC, entrata in servizio nel luglio del 1994, ha portato il segnale in oggetto alla struttura definitiva che presenta due segmenti di codice di caratteristi-

Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM) – Torino v.pettiti@inrim.it r.costa@inrim.it g.cerretto@inrim.it

T_M

1/17 ƒ 31

N. 01ƒ ; 2017 che analoghe ma di durata diversa (rispettivamente di 960 e 480 millisecondi), generati in corrispondenza dei secondi 52 e 53, oltre ai sei impulsi di una nota a 1.000 Hz in corrispondenza dei secondi dal 54 allo 00, con l’eccezione del secondo 59. L’informazione del secondo è contenuta implicitamente nell’istante d’inizio (52,00 s) o di fine (53,48 s) del codice stesso.

Figura 1 – Introduzione del secondo intercalare dagli anni ’60 a oggi

IL CODICE SRC

Come schematizzato nella figura seguente, i pacchetti elementari di segnale che costituiscono i due segmenti di codice sono formati da note a 2.000 e 2.500 Hz che rappresentano all’incirca un intervallo musicale di terza maggiore (Si6-Re#7 del pianoforte), della durata di 30 millisecondi ciascuno, essi costituiscono rispettivamente il livello logico “0” e “1” di un’informazione binaria elementare (bit). Ognuno dei due segmenti di codice, generati rispettivamente al secondo 52 e 53, è preceduto da due bit d’identificazione: il primo è caratterizzato dalla sequenza “0-1” e il secondo dalla sequenza “1-0”, identificativi che, seppure non distinguibili dall’orecchio, consentono a un circuito elettronico di riconoscerli in modo univoco e prevedere quali tipi d’informazioni seguiranno. Il primo segmento di 32 bit, oltre all’identificatore, contiene in codice binario decimale l’ora in vigore in Italia (due bit per le decine e quattro per le unità), il minuto (tre bit per le decine e quattro per le unità), la segnalazione della presenza dell’ora solare o di quella estiva (bit=0 oppure bit=1) e un bit di controllo di parità (di tipo dispari) relativo alla prima parte del messaggio, cioè tale da rendere dispari il numero di bit che in queste 17 informazioni elementari sono a livello “1”. Seguono poi il numero del mese (un bit per le decine e quattro per le unità), il giorno del mese (due bit per le decine e quattro per le unità), il numero del giorno della settimana (tre bit), dove il numeT_M ƒ 32

N. 01ƒ ;2017 ro uno corrisponde al lunedì, e infine un ulteriore bit di parità analogo al precedente per le ultime 15 informazioni elementari. Il secondo segmento di 16 bit, oltre all’identificatore, contiene l’informazione dell’anno (quattro bit per le decine e quattro per le unità), un codice di preavviso attivato sei giorni prima del passaggio da ora solare a estiva o viceversa (tre bit), un codice di preavviso sull’introduzione del secondo intercalare attivato nel mese al termine del quale è previsto l’evento (due bit), infine un bit di controllo di parità analogo ai precedenti relativo a questi 16 bit. Per quanto riguarda il preavviso del passaggio ora solare/ora estiva, i tre bit sono mantenuti nella condizione “1 1 1” fino a sette giorni prima dell’evento; dal successivo l’equivalente decimale di questi tre bit si decrementa di un’unità al giorno alle ore 00:00 UTC. Quando questi tre bit diventano zero ed è in vigore l’ora solare, alle ore 02:00 si passerà alle 03:00 entrando in vigore l’ora estiva; nel caso opposto in cui sia in vigore l’ora estiva, il passaggio sarà dalle ore 03:00 alle 02:00. Per quanto riguarda il preavviso del secondo intercalare, se i due bit sono “0 0” non sono previsti eventi per quel mese, se sono nella condizione “1 0” è previsto il ritardo di un secondo a fine mese, mentre la condizione “1 1” segnala l’anticipo di un secondo.

Figura 2 – Codice del SRC

GLI OROLOGI GENERATORI DEL SEGNALE

GLI ALTRI TEMI

per collegamenti satellitari, i decodificatori potevano compensare tale ritardo che di norma era abbastanza costante; l’accuratezza della compensazione dipendeva dal fatto che il ritardo veniva misurato o semplicemente stimato. Nel corso degli anni sono stati sviluppati dispositivi che decodificavano i segnali, misurando ed elaborando statisticamente lo scarto di tempo fra l’orologio locale e gli impulsi ricevuti, controllando dinamicamente la frequenza dell’oscillatore locale al quarzo e rendendola disponibile come segnale di riferimento locale con un errore residuo dell’ordine di alcune parti per miliardo. Potevano inoltre mantenere l’ora locale in accordo con quella dell’INRIM a livello del millisecondo.

I segnali orari codificati, generati presso l’INRIM con cadenza di un minuto da tre dispositivi indipendenti che utilizzavano i segnali di riferimento degli orologi campione a fascio di Cesio, erano mantenuti all’origine in accordo entro pochi milionesimi di secondo rispetto alla Scala di Tempo Nazionale UTC(IT). Le uscite dei tre generatori venivano confrontate continuamente tra loro da un sistema automatico il quale, adottando eventualmente un criterio di maggioranza in caso di difformità d’informazione, inviava alla RAI di Torino il segnale del dispositivo ritenuto più idoneo. I segnali venivano poi distribuiti dalla RAI alle proprie sedi per un uso interno, e in particolare ai Centri di produzione di Roma, da cui venivano diffusi da 15 a 35 volte al giorno sulle reti radiofoniche (Radio 1 e Radio 3). I dispositivi sviluppati per utilizzare questo servizio erano Figura 3 – Orologi generatori per l’SRC costituiti da un ricevi(Anni ’70 – Anni ’90 – Anno 2010) tore radiofonico, da un decodificatore, e abitualmente da un orologio elettroni- IL FUTURO co. Se c’era l’orologio, questo veniva DELLA DISSEMINAZIONE rimesso in passo au- DEL TEMPO E IL PROGETTO tomaticamente a o- EUROPEO DEMETRA gni segnale ricevuto, in caso contrario l’in- Il segnale Rai per molti anni è stato al formazione di data centro del sistema di disseminazione veniva fornita in usci- del tempo campione italiano ed è unita verso un altro di- versalmente riconosciuto dal tipico spositivo elettronico. “trillo”, che fino agli anni ottanta è Dal momento che il stato trasmesso anche sui canali televiritardo di propaga- sivi. Con l’introduzione delle trasmiszione del SRC dal- sioni radiotelevisive di tipo numerico, l’INRIM all’utilizzato- convogliate spesso anche via satellite, re, in base all’ubica- le prestazioni del segnale SRC hanno zione di quest’ulti- subito una notevole degradazione. Per mo, poteva variare questo la RAI ritiene che il segnale non da 10 a 30 millise- sia più idoneo alle trasmissioni e ha condi nel caso di richiesto all’INRIM la sospensione del ponti radio terrestri, servizio. Cessa così la collaborazione, e circa 0,25 secondi iniziata circa 70 anni fa, tra l’Istituto T_M ƒ 33

N. 01ƒ ; 2017

GLI ALTRI TEMI

Figura 4 – Laboratorio Demetra

responsabile della scala di tempo di riferimento nazionale e la RAI. L’INRIM, come Istituto Metrologico Nazionale, continua a generare l’ora di riferimento nazionale e prosegue le attività di ricerca anche su nuovi sistemi di disseminazione. L’Istituto è capofila del progetto europeo DEMETRA (DEMonstrator of EGNSS services based on Time Reference Architecture), parte del programma Horizon 2020, che si appoggia alla rete satellitare di Galileo

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

1. V. Pettiti, S. Leschiutta, “Distribution of a coded standard time information via broadcasting stations”, 10o Congrés International de Chronométrie, Ginevra – 1979. 2. F. Cordara, V. Pettiti, “Codici orari radiodiffusi per sistemi automatici di acquisizione dati”, XXVI Congresso per l’elettronica, Roma – 1980. 3. R. Costa, G. Cerretto, E. Cantoni, G. Fantino, “Sistemi di generazione, disseminazione e monitoraggio del ’tempo campione’ italiano”, Tutto_Misure n. 3 – 2015.

Valerio Pettiti è Laureato Magistrale in Fisica all’Università di Torino. Fino al 2014 è stato primo Tecnologo INRIM e responsabile del LTF. Attualmente in pensione, collabora con il LTF stesso. Ideatore dell’SRC, ha collaborato al mantenimento del campione nazionale di tempo, dei servizi di disseminazione e sincronizzazione, e allo sviluppo dei sistemi di misura. Negli ultimi anni ha partecipato al progetto europeo DEMETRA, per fornire servizi avanzati di sincronizzazione del segnale di tempo. Roberto Costa è Laureato in Ingegneria Elettronica al Politecnico di Torino. Dal 1999 è coinvolto nelle attività del LTF dell’INRIM. Si occupa dell’attività di taratura e certificazione e del mantenimento del campione nazionale di tempo, dei sistemi di disseminazione e monitoraggio e degli orologi atomici in dotazione al LTF. Dal 2009 è referente per la qualità della Divisione. Giancarlo Cerretto è Laureato Magistrale in Ingegneria delle Telecomunicazioni e Dottore di Ricerca in Metrologia al Politecnico di Torino. Lavora come ricercatore presso il LTF dell’INRIM e si occupa della gestione e dello sviluppo delle attività scientifiche. È coinvolto nel sistema di navigazione satellitare europeo Galileo.

T_M ƒ 34

NEWS

per fornire servizi avanzati di sincronizzazione e certificazione del segnale di tempo, d’interesse per il mondo della finanza, quello dei trasporti, dell’energia e dei me dia (informazioni su www. demetratime.eu). L’INRIM è inoltre impegnato nella realizzazione di una rete in fibra ottica, già in parte attiva sul territorio nazionale, per la trasmissione del segnale di tempo agli utilizzatori che richiedano prestazioni di accuratezza e robustezza molto elevate.

COMSOL DAY 2017: LA SIMULAZIONE NUMERICA ACCESSIBILE A TUTTI COMSOL, fornitore leader di soluzioni software per la modellazione e la simulazione multifisica, ha annunciato il calendario dei COMSOL Day in programma nel 2017. I COMSOL Day sono eventi gratuiti di una giornata, organizzati in città scelte in tutto il mondo, aperti a chiunque desideri migliorare le proprie competenze nell’ambito della modellazione multifisica e imparare a costruire app di simulazione personalizzate. Il programma della giornata include minicorsi, presentazioni su invito e momenti dedicati all’interazione e al libero scambio di idee ed esperienze con altri partecipanti. Per consultare l’elenco completo delle città che ospiteranno i COMSOL Day nel 2017, trovare ulteriori informazioni e registrarsi, basta visitare la pagina: www.comsol.it/comsol-days. COMSOL Day 2017 a Brescia In Italia il COMSOL Day 2017 si terrà a Brescia il 9 maggio, presso il Centro Congressi Paolo VI. Sono invitati a partecipare tutti coloro i quali desiderano avvicinarsi alla simulazione numerica, saperne di più sulle app di simulazione o semplicemente incontrare di persona altri utenti COMSOL. Il programma prevede: – sessioni plenarie per introdurre i partecipanti al mondo della simulazione con COMSOL Multiphysics e aiutarli a comprendere il funzionamento e l’importanza delle app di simulazione all’interno di una organizzazione, in termini di efficienza e produttività; – minicorsi dedicati a temi specifici, pensati sia per chi non conosce ancora COMSOL sia per utenti esperti; – presentazioni su invito, a cura di utenti COMSOL; – momenti liberi di condivisione con altri utenti e con lo staff COMSOL. Tutti i partecipanti riceveranno una licenza gratuita di prova del software, che potranno installare sul proprio laptop e utilizzare anche nei giorni successivi all’evento. La partecipazione al COMSOL Day di Brescia è gratuita e il numero di posti disponibili è limitato. È possibile registrarsi sin d’ora, compilando il form online: http://comsol.it/c/4zxt.

CAMPIONI DI MISURA

GLI ALTRI TEMI

Roberto Cerri, Flavio Galliana, Luca Roncaglione Tet

Campione di alta tensione continua multivalore, trasportabile, di elevata accuratezza

menti, insorgono problemi di rumore che causano errori di misura. Il THVS può operare scollegato dalla rete poiché i suoi circuiti possono essere alimentati a batterie. Il THVS fornisce tensioni continue impostabili da 10 V a 100 V: ha un circuito di tensione di riferimento interno a 10 V con coefficiente di temperatura (TCR) <0,3×10–8/°C, stabilità ±0,5×10–6/anno. Lo schema elettronico è riportato in Fig. 1. RIASSUNTO Il THVS riceve le tensioni di alimentaAll’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM) è stato sviluppato un zione da convertitori DC-DC di precicampione di alta tensione continua con valori selezionabili da 10 V a sione a bassa ondulazione program100 V, data la mancanza di campioni commerciali di valore maggiore di mabili. Un convertitore aggiuntivo a 10 V da utilizzare come campioni di Laboratorio o per confronti di misura basso rumore e alto isolamento con di alto livello. È stata utilizzata una tecnica di terra mobile innovativa. Il uscite di ± 15 V genera tensioni per il campione ha rumore inferiore, stabilità e accuratezza migliori dei calibra- controllo dello stadio di uscita che utitori di elevato livello, ed è facilmente trasportabile. lizza “P-channel MOS” ad alta tensione come limitatori di potenza. I circuiti di conIL CONTESTO trollo hanno amplificatori operaIl Campione Nazionale di tensione zionali di precicontinua è riprodotto dal Campione sione con bassisNazionale di tempo tramite l’effetto simi TCR e offset. Josephson. Il mantenimento del camI resistori di partipione avviene con campioni Zener da zione sono di ele10 V [1] che sono eccellenti campioni vata precisione trasportabili per la resistenza agli urti, sigillati con TCR alle variazioni di temperatura e per il <0,4×10 –6 /°C. funzionamento a batteria. Sono utilizLo stadio di uscita zati per la messa in punto di multimetri è protetto per digitali (DMM) e calibratori multifunziomassima tensione ne (MFC) [2, 3], e sono utilizzati in cone corrente. Una fronti interlaboratorio (ILC) [4, 5]. Mantecnica di terra cano invece campioni di valore supemobile innovativa riore a 10 V di elevate prestazioni. controlla le tensioI calibratori di tensione continua e ni generate con Figura 1 – Schema elettronico del THVS multifunzione hanno elevate stabilità e componenti per precisione per tensioni fino a 1.000 V, basse tensioni a con controllo remoto, ma possono sof- precisione trasportabile (Transporta- basso costo. In Fig. 1 il potenziale di frire di problemi di rumore allo stadio ble High Voltage Standard, THVS). terra è portato al potenziale alto. La d’ingresso [6] e possono essere danneggiati nel trasporto per le loro dimensioni e per le sollecitazioni mec- DESCRIZIONE DEL THVS Istituto Nazionale di Ricerca caniche. Per questo all’INRIM è stato realizzato un campione di alta tensio- Quando in un sistema di misura sono Metrologica (INRIM) – Torino ne continua multivalore ed elevata inseriti, oltre ai calibratori, altri stru- f.galliana@inrim.it PORTABLE CV, HIGH VOLTAGE STANDARD: MULTIVALUE AND HIGH-ACCURACY At the National Institute of Metrological Research (INRIM) a High DC Voltage Standard (THVS) with selectable values from 10 V to 100 V was developed, given the lack of commercial Standards higher than 10 V to be used as Laboratory Standards or for high-level measurement comparisons. An innovative ground mobile technique was used. The Standard has lower noise, better stability and accuracy than the top-level calibrators, and can be easily transported.

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1/17 ƒ 35

Caratteristiche termiche del THVS Il THVS ha un compensatore termico che ne mantiene la temperatura a 37,7 °C attenuando i cambiamenti di temperatura dovuti alle diverse tensioni e alle variazioni della temperatura esterna. Migliora la stabilità e riduce i tempi di attesa dopo un cambiamento di tensione. La temperatura nel Specifiche del THVS THVS in un Laboratorio a 23 ± 1 °C – Tensioni d’uscita da 10 V a 100 V con il compensatore è ± 0,15 °C impostabili con selettore esterno su abbassandone la componente d’inpannello frontale con dip switch; certezza. La temperatura di 37,7 °C – Correnti d’uscita ≥ 5 mA; minimizza anche la dipendenza del – Rumore d’uscita a 100 V @ 106 μV rms THVS dall’umidità. vs. 155 μV e 153 μV di un calibratore di tensione continua e un MFC; – Stabilità a 24 h di 1,2×10–8 a CONFRONTO CON CALIBRATORI 100 V vs. 3,8×10–7, 5,0×10–8, DI ALTO LIVELLO 1,0×10–7 e 2,5×10–7 di due calibratori di tensione continua e due MFC di Per eseguire questo confronto sono alto livello; stati selezionati cinque DMM con ru– Funzionamento a rete o a batteria. more e ripetibilità simili. Il THVS, due potenza elettrica necessaria al circuito è fornita da batterie al piombo ricaricabili da 6 V e 5 Ah che ne assicurano il funzionamento per 36 h. Un regolatore di tensione con rumore di tensione 30 μVpp, TCR @ 1×10–5/°C e corrente di uscita di 0,5 A fornisce i 12 V necessari per i componenti elettronici.

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GLI ALTRI TEMI

calibratori di tensione continua e 2 MFC (in tensione continua) di elevate prestazioni sono stati confrontati a 100 V per 24 h, sottoponendoli quindi alle stesse fluttuazioni ambientali (Fig. 2). Le ripetibilità a 24 h sono state di 3,6×10–8, 1,2×10–7, 6,8×10–8, 2,3×10–7 e 1,0×10–7, le derive sono state di 1,1×10–8, 3,8×10–7, 5,0×10–8, 1,0×10–7 e 2,5×10–7 rispettivamente per il THVS, i due calibratori di tensione continua e i due MFC. TARATURA DEL THVS

Il THVS è tarato con un metodo di opposizione (Fig. 3) collegandolo all’ingresso di un divisore di tensione campione e confrontandolo con un campione INRIM da 10 V collegato attraverso un multimetro all’uscita del divisore.

N. 01Ć&#x2019; ;2017 Figura 2 â&#x20AC;&#x201C; StabilitĂ e deriva a 24 h del THVS, di due calibratori di tensione continua e di due MFC a 100 V

VS v D dove VS Ă¨ il valore del campione di tensione, v lo squilibrio di tensione e D il rapporto del divisore.

GLI ALTRI TEMI

Figura 4 â&#x20AC;&#x201C;- Vista del circuito di misura. a) THVS, b) Campione da 10 V, c) divisore di tensione continua, d) multimetro, e) misuratore della temperatura interna al THVS

Il valore del THVS Ă¨: VTHVS

Incertezza dâ&#x20AC;&#x2122;uso Lâ&#x20AC;&#x2122;incertezza dâ&#x20AC;&#x2122;uso Ă¨ quella con cui il THVS puĂ˛ essere utilizzato tra due tarature. La Tab. 2 (riporta un bilancio dellâ&#x20AC;&#x2122;incertezza dâ&#x20AC;&#x2122;uso del THVS a 100 V utilizzandolo come campione per un anno dalla taratura. Lâ&#x20AC;&#x2122;incertezza dâ&#x20AC;&#x2122;uso estesa del THVS a 100 V Ă¨ 1,6Ă&#x2014;10â&#x20AC;&#x201C;6. Effetto del trasporto Il THVS, durante il trasporto, potrebbe stare ore o giorni in ambiente non controllato. Per la verifica Ă¨ stato trasportato in un contenitore idoneo in auto con 2-3 h di viaggio, poi mantenuto in condizioni di temperatura non controllata per piĂš di 24 ore. Poi, le misure sono state effettuate dopo 24 h in Laboratorio. La massima deviazione relativa fra prima e dopo il trasporto, analizzando tutte le tensioni, Ă¨ stata di 2,0Ă&#x2014;10â&#x20AC;&#x201C;7. La Tab. 3 riporta le incertezze estese di taratura e dâ&#x20AC;&#x2122;uso come campione di Laboratorio e trasportabile a tutte le tensioni.

Figura 3 â&#x20AC;&#x201C; Circuito di misura per tarare il THVS

INCERTEZZE DEL THVS

Incertezza di taratura La Tab. 1 (a pag. 38) riporta il budget delle incertezze per la taratura del THVS a 100 V. Lâ&#x20AC;&#x2122;incertezza estesa di taratura del THVS a 100 V Ă¨ 6,2Ă&#x2014;10â&#x20AC;&#x201C;7. StabilitĂ a un anno Il THVS Ă¨ stato misurato alle varie tensioni mostrando una diminuzione lineare media di 2,6Ă&#x2014;10â&#x20AC;&#x201C;6 in un anno che potrebbe migliorare con lâ&#x20AC;&#x2122;ulteriore stabilizzazione dei componenti interni.

CONCLUSIONI

Il THVS ha rumore inferiore, stabilitĂ a breve-medio termine e accuratezza migliori dei migliori calibratori commerciali. Ă&#x2C6; quindi idoneo quale campione di alto livello da Laboratorio o trasportabile per ILCs nazionali. Obiettivo futuro sarĂ la valutazione della sua dipendenza dalla pressione per utilizzarlo per ILC internazionali. BIBLIOGRAFIA 1. R PĂśpel, â&#x20AC;&#x153;The Josephson Effect and Voltage Standardsâ&#x20AC;?, Metrologia, 29 pp. 153-174, 1992. T_M Ć&#x2019; 37

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GLI ALTRI TEMI

Tabella 1 – Incertezza di taratura del THVS a 100 V

Sorgente

categoria

1s (×10–7)

Taratura del campione da 10 V

2,5

Deriva 10 V

1,2

Effetto temp. 10 V

0,2

Effetto umidità 10 V

trasc.

ftem

0,05

Accuratezza DMM

0,2

Taratura DMM

0,1

Ripetibilità DMM

0,9

Taratura divisore campione

1,0

Deriva divisore

0,1

Effetto temp. divisore

0,1

Incertezza tipo 3,1

2. Fluke Corporation, “Calibration: Philosophy in Practice”, Second Edition. 3. P.P. Capra, F. Galliana, “1 Ω and 10 kΩ high precision transportable setup to calibrate multifunction electrical instruments”, Measurement 82 (2016), 367-374. 4. D. Reymann et al., “Recent developments in BIPM voltage standard comparisons”, Proc. of the Prec. El. Measur. Conf, pp. 253-254, May 2000. 5. C.A. Hamilton, “Interlaboratory Comparison at 10 V DC”, IEEE Trans. Instr. Meas., Vol. 54, No. 1, pp. 215-221, February 2005. 6. L. Callegaro, V.V. D’Elia, P.P. Capra, A. Sosso, “Techniques for Traceable Measurements”, IEEE Trans. Instr. Meas., Vol 56, No. 2, pp. 295-299, 2007.

Tabella 2 – Incertezza d’uso del THVS a un anno a 100 V

categoria

1s (×10–7)

Taratura

3,1

Deriva

7,5

Effetto temperatura e umidità

0,012

Rumore

0,7

Sorgente

Incertezza tipo 8,1 Tabella 3 – Incertezze estese a tutte le tensioni di taratura e d’uso del THVS quale campione di Laboratorio e trasportabile

Tensione

Incertezze estese Di taratura

(V)

(×10–7)

D’uso come campione lab. (×10–6)

010

7,0

3,5

3,6

020

7,2

3,3

3,4

030

7,0

3,1

3,2

040

6,8

2,9

3,0

050

6,6

2,7

2,8

060

6,5

2,5

2,6

070

6,4

2,4

2,5

080

6,3

2,1

090

6,2

2,0

100

6,2

1,6

1,7

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D’uso come campione trasp. (×10–6)

Roberto Cerri Settimo (TO), 1956. Maturità tecnica,Torino. Dal 1994 all’Istituto Elettrotecnico Nazionale “Galileo Ferraris” (IEN), si occupa dell’effetto Josephson del campione e della scala di tensione continua, nonché di accreditamento Laboratori. Con l’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM) continua l’attività di misure elettriche e si occupa di gestione qualità. Flavio Galliana Pinerolo (TO), 1966. Laurea in Fisica all’Università di Torino. Dal 1993 all’IEN si occupa di misure di resistenza e di Accreditamento di Laboratori della cui struttura diviene Responsabile IEN. Dal 2006, all’INRIM continua l’attività di misure elettriche e si occupa di ILC. Luca Roncaglione Tet Torino, 1977, Perito Meccanico, ITIS Lagrange, Rivarolo Canavese, 1996. Esperienze in ambito qualità in aziende settore Automotive. Dal 2010 in INRIM, responsabile del Laboratorio di tarature tensione e corrente alternata, collabora allo sviluppo di dispositivi meccanici ed elettrici. È interfaccia fra INRIM ed esterno per l’attività di servizio dell’Ente nel settore elettrico.

MISURE PER L’AMBIENTE E IL COSTRUITO

GLI ALTRI TEMI

Federico van der Velden

I processi di manutenzione Quali misure e quale comunicazione

ripercussioni economiche e ambientali, in modo da ottimizzare le risorse e migliorare l’efficienza generale (Overall Economic Efficiency, OEE). La manutenzione preventiva è basata su algoritmi di calcolo in grado di stimare, in base alle misure effettuate, il tempo residuo che precede un guasto, RIASSUNTO mentre la manutenzione pro-attiva conLe tecnologie di misura e comunicazione sono fondamentali per ottimizza- siste nell’intervenire quando l’alteraziore le strategie e le operazioni di manutenzione predittiva in ambiti che pos- ne dei parametri misurati è già in sono spaziare delle strutture edili, alle tecnologie dei trasporti e delle comu- grado di ripercuotersi sui processi pronicazioni, fino ai processi destinati alla produzione di beni e servizi. L’ar- duttivi. La manutenzione correttiva si chitettura dei sistemi di manutenzione dev’essere progettata in funzione dei pratica dopo segnalazioni di malfunrischi di guasto o rottura di grandi strutture, micro-componenti, macchine e zionamento o eventi più gravi che comsistemi complessi, integrati in processi specifici e in contesti d’interdipen- promettono i processi produttivi, caudenza che possono anche coinvolgere realtà e gruppi economicamente e sando costi elevati per mancata produorganizzativamente distinti tra loro. zione e riparazioni: il guasto di un componente che compromette l’integrità di altri dispositivi di una macchina SENSORI E SISTEMI DI MISURA MANUTENZIONE E MISURE costituisce l’esempio classico per illuPER LA PRODUZIONE strare i rischi conseguenti all’adozione DI BENI E SERVIZI Per garantire la continuità e le condidei criteri di manutenzione correttiva. zioni ottimali d’esercizio adatte a proIn qualsiasi ambito tecnologico, civile, durre i servizi e/o i beni con le caratindustriale o dei trasporti, le misure teristiche attese, è indispensabile inter- DALLE MISURE delle variabili di processo possono ri- venire attraverso attività di manuten- ALL’ELABORAZIONE guardare macchine semplici, comples- zione pianificabili mediante criteri pre- DELLE DECISIONI si di macchine e sistemi caratterizzati dittivi, preventivi e correttivi. La manudelle interazioni di diversi processi, tenzione preventiva si pratica sosti- I sistemi di gestione delle attività di maspaziando da singoli dispositivi a pro- tuendo parti o componenti critici di nutenzione predittiva impiegano divercessi interdipendenti per la produzione macchine e strutture, indipendente- si sensori per misurare le variabili che di beni e/o servizi, fino a coinvolgere mente dalle loro condizioni e in base consentono agli algoritmi software, deorganizzazioni diverse. Le misure fina- a pianificazioni, intervenendo anche dicati, di segnalare quando intervenire lizzate alla manutenzione possono es- su componenti ancora lontani dal ter- tempestivamente, in funzione dei parasere effettuate direttamente sulle parti mine della loro vita tecnica. Sebbene metri di configurazione definiti dai tecstrutturali dei componenti e delle gran- sia impensabile sostituire ciclicamente nici e dai responsabili di processo, in di opere, oppure possono rilevare pa- tutti i componenti a rischio, è possibile base ai livelli di criticità dei guasti e rametri fisici correlati al funzionamento ottenere risparmi considerevoli a fron- delle variabili fisiche correlate a condidei processi necessari per garantire la te d’investimenti economici limitati. Le zioni che possono provocare situazioni conformità alle specifiche richieste per manutenzioni on-condition si pratica- critiche per la continuità d’esercizio e il i beni e/o i servizi prodotti. I dati ac- no in caso di reale necessità, prima buon funzionamento dei sistemi proquisiti dai sensori, elaborati dai sistemi che si verifichi un guasto, mediante cri- duttivi. Il costante aumento della cominformatici e di controllo dei processi, teri predittivi o proattivi, applicabili forniscono gli elementi fondamentali per mezzo di sistemi che rilevano le per gestire aspetti tecnici, funzionali, cause scientifiche dei guasti. L’indiviorganizzativi, gestionali, economici e duazione tempestiva delle anomalie Advice SST srls a socio unico finanziari relativi a contesti produttivi e permette di migliorare la gestione d’e- Soluzioni, sistemi e tecnologie gestionali. sercizio e manutenzione, evitando fevdvelden@gmail.com MEASUREMENTS AND MAINTENANCE Measurement and communication technologies are very important for predictive strategies in the maintenance approach; information from sensors are used for planning maintenance activities, taking account of failure risks in single components, machines and facilities, in every process that is part of the production system.

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plessità dei sistemi, e il conseguente incremento dei sensori per acquisire i dati d’esercizio, sono causa di crescenti impegni di risorse per configurare i parametri correlati ai criteri di manutenzione predittiva. Le esigenze di rapida evoluzione dei sistemi produttivi moderni necessitano di soluzioni adatte a implementare, in tempi ragionevolmente ridotti, i sistemi di controllo di processo e i sistemi di gestione della manutenzione. In tale contesto, il progresso evolutivo deve anche porsi l’obiettivo di semplificare la realizzazione dei sistemi di acquisizione, elaborazione, interscambio, trasferimento e archiviazione ottimizzata dei dati, integrando nelle macchine i sensori e le unità programmabili per gestire il controllo e gli algoritmi che individuino le condizioni indicanti la necessità di svolgere tempestivamente le attività di manutenzione predittiva più opportune.

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GLI ALTRI TEMI

LE CONOSCENZE DEI COSTRUTTORI PER DEFINIRE I CRITERI DI MANUTENZIONE

I costruttori di macchine e impianti conoscono i parametri d’esercizio ottimali dei propri sistemi, oltre ai tempi relativi ai cicli di manutenzione preventiva: tali informazioni costituiscono un ottimo punto di partenza nell’implementazione dei sistemi di gestione della manutenzione. Le unità di controllo dedicate alle macchine e ai complessi impiantistici possono elaborare automaticamente la sintesi dei parametri di funzionamento e le richieste di manutenzione, inoltrandole ai software gestionali mediante sistemi di comunicazione basati su standard e protocolli di comunicazione aperti. Usufruire delle conoscenze e dei criteri di manutenzione preventiva e predittiva stabiliti dai costruttori delle macchine costituisce un

passo fondamentale per limitare le fasi dispendiose di configurazione dei software gestionali dedicati alla manutenzione, che possono limitarsi alla ricezione delle richieste d’intervento e alla pianificazione delle attività, in base alle priorità stabilite dai responsabili dei processi produttivi in funzione dei contesti specifici. L’esempio dei motori elettrici I motori elettrici sono soggetti a usura e richiedono manutenzioni opportune con frequenze che dipendono dai tipi d’impiego. La potenza elettrica assorbita, eventuali sbilanciamenti tra le correnti di fase ed eventuali dispersioni elettriche tra gli avvolgimenti, permettono di valutare l’integrità e l’affidabilità elettrica della macchina; la misura delle vibrazioni fornisce indicazioni relative all’integrità e all’affidabilità meccanica. Prevedere l’acquisi-

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GLI ALTRI TEMI

zione di tali parametri in relazione alle condizioni d’esercizio consente di determinare quando svolgere attività di manutenzione predittiva e inviare le segnalazioni opportune al sistema di gestione della manutenzione.

di mercato, tempi di approvvigionamento, esiti delle trattative, andamenti dei cambi valutari e delle condizioni contrattuali, devono DAI SENSORI AL WEB essere definiti e ATTRAVERSO I SISTEMI aggiornati coINFORMATICI E DI CONTROLLO stantemente in base all’esperienI dati acquisiti dai sensori, elaborati za oggettiva e dai processori a bordo macchina, agli accordi consono trasmessi ai sistemi di controllo, trattuali con cliensupervisione e gestione della manu- ti e fornitori. Si tenzione, configurati per pianificare e tratta del flusso inoltrare le richieste d’intervento ai informativo inditecnici con profilo professionale ido- spensabile per neo per svolgere l’attività richiesta. concretizzare gli Tempi di produzione, consumi d’ener- obiettivi che si Figura 2 – Macro-flussi relativi ai dati e alle informazioni nel contesto organizzativo gia, materiali impiegati nei processi prefiggono le arproduttivi, tempi d’intervento e di chitetture dell’IoT fermo macchina, consumo di materia- (Internet of Things) li per le attività di manutenzione, ecc., e dell’Industry 4.0, spaziando ben realtà produttive, inviando ai livelli sono informazioni necessarie affinché oltre i confini di ogni realtà azienda- superiori esclusivamente le informai sistemi informativi possano valutare le, in contesti sinergici che coinvol- zioni indispensabili e demandando il costi, tempi, fabbisogni energetici e di gono attivamente tutti i protagonisti controllo periferico e autonomo alle materiali, eventuali giacenze, capaci- interdipendenti, facenti parte della unità dedicate a tale scopo. Non è tà e criticità dei processi produttivi, globalità dei sistemi produttivi e del più sufficiente scegliere le tecnologie in base ai criteri di controllo e ai prospedizioni e ordini d’acquisto per po- mercato. ter stabilire i criteri di valutazione dei I sistemi di misura e i sensori sono fon- cessi produttivi; è fondamentale anafornitori, le strategie di marketing e i damentali in ogni contesto tecnologi- lizzare i flussi dei dati acquisiti e riceprogrammi di sviluppo organizzativo co evoluto, dal settore aerospaziale ai vuti dai sistemi seguendo entrambi i aziendale. sistemi produttivi, fino ai prodotti rea- criteri “bottom-up” e “top-down”: dai Il sistema produttivo e organizzativo lizzati su vasta scala, come autovei- sensori ai vertici gestionali e vicever(Fig. 1) evolve in base a considera- coli e smartphone. Le nuove tecnolo- sa, avendo cura di adattare i formati zioni e decisioni che dipendono dal- gie permettono di realizzare compo- delle informazioni acquisite alle esil’elaborazione dei dati acquisiti: prezzi nenti e sistemi sempre più affidabili, genze specifiche di ogni livello coinanche a costi ac- volto attivamente nei flussi informativi, cessibili, adatti a con l’obiettivo di ottenere sistemi di realtà eteroge- supporto decisionale fruibili efficacenee e complesse. mente dall’intera organizzazione proL’incremento dei duttiva (Fig. 2). sensori comporta l’aumento delle Federico van der Velden moli d’informaLaureato in Ingegneria meczioni da pondecanica all’Università degli rare, filtrare e Studi di Brescia. Esperto in gestire, per non gestione dell’energia (setsaturare i procestore industriale), con espesi elaborativi e rienze pluriennali come redecisionali situati ferente dell’ingegneria dei sistemi di misuai livelli superiori ra, controllo, manutenzione, ottimizzaziodelle architetture ne, simulazione e gestione energetica, d’imFigura 1 – Flussi e interconnessioni di una realtà produttiva dei sistemi infor- pianti HVAC e di cogenerazione. Ammimatici e delle nistratore unico di Advice SST srls. T_M ƒ 41

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NEWS

NUOVI DUROMETRI PORTATILI COMBINATI CRASE presenta i nuovi durometri portatili combinati NOVOTEST, che si contraddistinguono per la semplicità di utilizzo, l’elevata precisione e l’ottimo rapporto qualità-prezzo. La particolarità dei durometri T-UD2 e T-UD3 risiede soprattutto nella possibilità di cambiare la tipologia di sonda a seconda della specifica esigenza di prova. Questi strumenti, infatti, sono in grado di lavorare sia con sonda UCI (Ultrasonic Contact Impendance) sia con sonda dinamica (Leeb), in entrambe le prove lasciando soltanto una piccola impronta sul campione. La sonda UCI viene usata per misurare particolari di piccole dimensioni e spessore, oggetti dalla forma complessa, o per strati superficiali. La sonda dinamica Leeb è invece indicata per misurare la durezza di metalli non ferrosi, ghisa e prodotti ad alta resistenza. I durometri sono adatti al lavoro in officina, così come all’utilizzo sul campo, anche in condizioni sfavorevoli. Tutti gli strumenti funzionano a batterie, sono dotati di entrambe le sonde, display resistente al gelo, cover di protezione e PC software, con interfaccia comoda e intuitiva. Per ulteriori informazioni: www.crase.com

CREAFORM CRESCE E CAMBIA SEDE CENTRALE Creaform, leader globale delle soluzioni di misurazione 3D portatili e dei servizi di ingegneria, ha trasferito la propria sede presso l’Innoparc di Lévis, per sostenere la propria crescita. Il trasferimento, che comporta un investimento di 20 milioni di dollari, mira a triplicare la propria capacità produttiva e all’assunzione di un numero significativo di nuovi dipendenti. La nuova sede, come ha annunciato la direzione durante un meeting con tutto il personale, si sviluppa su un’area doppia rispetto a quella attuale, passando da 3.500 a 7.000 metri quadrati. L’azienda ha decuplicato le proprie vendite negli ultimi decenni. “E non abbiamo intenzione di rallentare: il nostro obiettivo è quello di raddoppiare le vendite entro i prossimi cinque anni”, spiega Martin Lamontagne, co-fondatore, vice-presidente e Business Unit Manager di Creaform. “Avevamo la necessità di ampliare la nostra sede, per aumentare la produzione di piattaforme tecnologiche 3D innovative e diversificate”. “L’investimento nell’Innoparc ci permette di ampliare gli uffici, modernizzare le nostre strutture e integrare tecnologie innovative”, aggiunge Fanny Truchon, Vice President of Operations di Creaform. “I nostri dipendenti ne sono soddisfatti ed entusiasti!”. La nuova struttura, in grado di offrire un ambiente di elevata qualità, è il risultato di un progetto architettonico integrato, che fonde comfort e funzionalità ed è situato vicino a un’estesa area verde di 650.000 mq, dotata di piste ciclabili e aree dedicate al tempo libero. Per ulteriori informazioni: www.creaform3d.com

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LA PAGINA DI ACCREDIA

Rubrica a cura di Rosalba Mugno 1, Silvia Tramontin 2 e Francesca Nizzero 3

La Pagina di ACCREDIA Notizie dall’Ente di Accreditamento THE PAGE OF ACCREDIA ACCREDIA, The Italian National Accreditation Body, plays an active role in “TUTTO_MISURE”, as a permanent strategic partner, ensuring a high added-value contribution to the quality of the Magazine, in the context of the measurement and testing sector, for the benefit of the industry.

RIASSUNTO ACCREDIA, L’Ente unico di Accreditamento Nazionale gioca un ruolo attivo nella squadra di “TUTTO_MISURE”, garantendo valore aggiunto a livello contenutistico per quanto riguarda l’ambito delle misure e delle prove. ANNO NUOVO, TEMPO DI BILANCI PER LE TARATURE ACCREDITATE

Siamo a gennaio ed è tempo di bilanci e previsioni. Non posso dunque sottrarmi a una breve riflessione sulla vita del Dipartimento Laboratori di taratura di ACCREDIA nell’anno appena trascorso, e a qualche previsione per il 2017. Nel 2016 abbiamo affrontato, insieme ai soggetti accreditati, un impegno significativo per entrare nell’ottica dei nuovi Regolamenti e i Laboratori di taratura hanno dovuto confrontarsi da vicino con i fornitori, primi fra tutti gli Istituti Nazionali di Metrologia. Ma dalle nuove regole l’intero comparto trarrà dei vantaggi perché, in particolare, lo svincolo della programmazione dei confronti interlaboratorio dalla data del rinnovo dell’accreditamento consentirà di affrontare le attività con maggiore flessibilità. Anche per le pratiche di accreditamento e di estensione si ridurranno i tempi di evasione, in funzione della disponibilità di esiti positivi a Proficiency Testing Providers (PTP) e/o Inter Laboratory Comparisons (ILC). Siamo realisti e sappiamo che esistono ancora margini d’interpretazione dei requisiti che richiedono

ulteriori affinamenti, e probabilmente ulteriori modifiche alle procedure di accreditamento, ma saranno senz’altro occasioni per un confronto costruttivo con i Laboratori di taratura. E confidiamo che la macchina messa in moto non tarderà a funzionare in maniera efficiente. Il 2016 è stato anche l’anno in cui i media hanno parlato di taratura e il nostro settore ha avuto un rilancio di visibilità anche al livello dell’opinione pubblica. Tutta “colpa” degli autovelox! L’attenzione è salita con la Sentenza n. 113 del 2015 della Corte Costituzionale del 18 giugno 2015, ma il bersaglio è stato veramente centrato con la sentenza della Corte di Cassazione n. 9645 dell’11 maggio 2016, che ha sancito l’annullamento di una multa in mancanza di taratura dello strumento utilizzato per la rilevazione della velocità, ratificando così che i certificati di omologazione non possono sostituirsi a quelli di taratura. D’altro canto ACCREDIA, ad aprile 2016, ha aperto proprio con una relazione su questo argomento il Convegno annuale dei Laboratori di taratura accreditati dal Dipartimento. E per il 2017? Mi auguro che quest’anno raccoglieremo, ACCREDIA e i Laboratori, i frutti del nostro lavoro e

che quando si parlerà di certificati di taratura dei rilevatori di velocità sarà automatico pensare che si tratta di certificati accreditati! Un altro tema che sarà al centro delle iniziative del Dipartimento Laboratori di taratura è quello dei Materiali di Riferimento e di chi li produce, vale a dire i Reference Materials Producers (RMP). Nel 2017 ci impegneremo per valorizzare il concetto che un materiale di riferimento certificato è uno strumento di garanzia per il mercato, al pari di quanto è ormai riconosciuto ai campioni di misura tarati. Per il 2017 sarà oggetto di particolare attenzione anche l’attività di formazione e divulgazione. Abbiamo già iniziato a fine 2016 con i corsi per gli Ispettori tecnici e i Responsabili dei Laboratori su due grandezze accreditate, e continueremo per l’anno in corso fino a coprire progressivamente le altre grandezze fondamentali. Abbiamo provato a raccontarvi il percorso fatto e a tracciare la strada futura e… continueremo ad aggiornarvi durante questo 2017 sulle attività del Dipartimento Laboratori di taratura e degli altri Dipartimenti ACCREDIA. NUOVA NORMA ISO/IEC 17025

Stanno volgendo al termine i lavori del Gruppo di Lavoro (WG 44) dell’Inter-

Direttore Dipartimento Laboratori di Taratura, ACCREDIA Torino r.mugno@accredia.it 2 Direttore Dipartimento Laboratori di Prova, ACCREDIA Roma s.tramontin@accredia.it 3 Relazioni Esterne, ACCREDIA Roma f.nizzero@accredia.it

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national Organization for Standardization (ISO) finalizzato alla pubblicazione della nuova norma ISO/IEC 17025 per l’accreditamento dei Laboratori di prova e di taratura. Il processo di revisione è attualmente allo stadio di Draft International Standard (DIS), la fase del progetto di norma che precede generalmente l’emissione del documento finale. IL WG 44 sta lavorando alla revisione dello standard da febbraio 2015 per rispondere a una richiesta di aggiornamento di alcuni requisiti, alle evoluzioni tecnologiche e alla necessità di allineamento sia rispetto alle altre norme della serie ISO 17000, sia alla ISO 9001:2015 di recente pubblicazione. Questo processo ha portato alla redazione di un draft con un linguaggio più vicino alle nuove tecnologie informatiche in uso presso i Laboratori e che si presta più agevolmente all’integrazione con altri schemi di accreditamento e certificazione. Inoltre, il documento ha recepito gli elementi che il Comitato Tecnico internazionale ISO/CASCO considera obbligatori per le norme della famiglia ISO, prestando maggiore enfasi ai requisiti d’imparzialità e riservatezza. La struttura della futura norma ISO/IEC 17025 appare sostanzialmente diversa da quella attuale, distribuendo i requisiti in 4 capitoli: Structural requirements, Resource requirements, Process requirements, Management requirements. ACCREDIA partecipa al processo di revisione della ISO/IEC 17025 attraverso il contributo dei propri ispettori ed esperti, che intervengono, insieme alle altre parti interessate, nel “mirror group” nazionale, ossia la Commissione Tecnica “Valutazione della conformità”, l’organo tecnico misto UNI/CEI deputato per l’Italia a interfacciarsi con il Comitato ISO/CASCO per la preparazione delle norme di valutazione della conformità. L’emissione della norma è prevista per fine 2017 e i Dipartimenti ACCREDIA Laboratori di prova e Laboratori di taratura stanno già lavorando congiuntamente per preparare un’adeguata transizione dei propri soggetti accreditati ai nuovi requisiti, che dovranno T_M ƒ 44

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essere implementati entro 3 anni dalla Commissione europea e condotto da ACCREDIA, nell’ambito di un consorpubblicazione del documento. zio con altri Enti di accreditamento tedeschi, con l’obiettivo di rilanciare GUIDA EURACHEM/CITAC PER I l’infrastruttura della qualità del Paese LABORATORI CHIMICI nordafricano. Il programma Twinning per EGAC si è È stata pubblicata da Eurachem – di- articolato in una serie di attività in sede sponibile sul sito www.eurachem. e sul campo, tra seminari di formazioorg – la terza edizione (2016) della ne e verifiche congiunte, finalizzate Guida Eurachem/CITAC per la qualità allo sviluppo del sistema della valutain chimica analitica quale valore ag- zione della conformità gestito da giunto ai fini dell’accreditamento “Gui- EGAC in linea con le riforme politicode to Quality in Analytical Chemistry. economiche in atto e in conformità alle An Aid to Accreditation”. best practice dell’Unione europea. L’oRispetto alla prima edizione del 2002, biettivo generale è stato quello di quest’ultima riflette le modifiche intro- migliorare la competitività commerciadotte ai requisiti per l’accreditamento le del Paese e di armonizzare la quadei Laboratori di prova con la pubbli- lità delle infrastrutture tecniche, contricazione della nuova norma ISO/IEC buendo al miglioramento dei rapporti 17025:2005. La terminologia è stata politici ed economici con l’Unione inoltre aggiornata in base alle novità europea, che rappresenta il principale riportate nelle norme ISO/IEC partner commerciale, con un volume 17000:2004 e ISO 9001:2015 e di scambi che ha raggiunto il 40 per nella terza edizione del Vocabolario cento, e con cui è in essere l’Accordo Internazionale di Metrologia – Concet- sulla mutua valutazione e accettazione ti fondamentali e generali e termini dei prodotti industriali (ACAA). correlati (JCGM 200:2012 – VIM). In particolare, l’Ente di accreditamento L’edizione 2016 della Guida Eura- egiziano, superato il peer assessment chem/CITAC pone principalmente l’at- di IAF (International Accreditation tenzione sui requisiti della ISO/IEC Forum) e ILAC (International Laborato17025, ma può risultare molto utile ries Accreditation Cooperation), firmeanche come riferimento per i Labora- rà il mese prossimo gli Accordi intertori medici che vogliono accreditarsi nazionali di mutuo riconoscimento IAF secondo la norma ISO 15189 o certi- MLA e ILAC MRA per le analisi medificare il proprio sistema di gestione che, le prove e le tarature effettuate per la qualità in base alla ISO 9001, dai propri Laboratori accreditati e per ovvero operare in conformità ai Princi- le certificazioni di sistema di gestione pi delle Buone Pratiche di Laboratorio rilasciate dai propri Organismi. (BPL) e delle Norme di Buona Fabbri- Il programma Twinning è uno dei princazione (GMP). Il documento fornisce cipali strumenti utilizzati dall’Unione inoltre informazioni utili sia per i Labo- europea per la cooperazione allo sviratori che desiderano implementare luppo istituzionale dei Paesi extra-UE, volontariamente un sistema di gestione a cui partecipano le Pubbliche Ammiper la qualità sia per i Laboratori che nistrazioni dei Paesi membri o sogconducono attività di formazione. getti loro assimilabili, per supportare i beneficiari nell’implementazione di strutture amministrative e nel rafforzaPROGETTO TWINNING mento di Enti istituzionali che possano operare in linea con le politiche DELLA COMMISSIONE EUROPEA dell’Unione europea. ACCREDIA parPER L’EGITTO tecipa ai progetti Twinning in quanto Si è svolta il 30 gennaio scorso, al è stata inserita nella lista dei “ManCairo, la cerimonia di chiusura del dated Bodies” gestita dalla CommisTwinning Project per l’EGAC, l’Ente di sione europea, che secondo la qualiaccreditamento egiziano, il program- fica attribuita dalla Direzione Genema di collaborazione sostenuto dalla rale “Enlargement” della Commissio-

N. 01ƒ ;2017 Il 12 gennaio scorso è stata presentata a Milano la nuova Linea guida europea EA 3/13 M:16 “EA Document on the Application of ISO/IEC 17021-1 for the Certification of Occupational Health and Safety Management Systems” obbligatoria per gli Organismi accreditati che certificano i sistemi di gestione per la salute e sicurezza sul lavoro in conformità alla norma OHSAS 18001, futura ISO 45001. Organizzato dal Dipartimento Certificazione e Ispezione di ACCREDIA, l’incontro di aggiornamento è stato aperto dal Direttore Generale Filippo Trifiletti e da Claudio Raponi, Segretario del Comitato di Coordinamento Interassociativo di ACCREDIA. Marco Cerri, Ispettore del Diparti-

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CERTIFICAZIONE DEI SISTEMI DI GESTIONE PER LA SALUTE E SICUREZZA SUL LAVORO

mento, ha illustrato in dettaglio i requisiti della Linea guida, elaborata sotto il suo coordinamento da un Gruppo di lavoro di EA (European co-operation for Accreditation) con l’obiettivo di favorire l’approccio armonizzato al rilascio delle certificazioni OHSAS 18001 da parte degli Organismi qualificati dai vari Enti di accreditamento europei. In particolare, sono state presentate le differenze rispetto al Regolamento tecnico ACCREDIA RT-12, che è stato contestualmente superato, ma di cui la Linea guida ha recepito l’importante contributo, che di fatto ha reso l’Italia pioniere internazionale delle certificazioni accreditate dei sistemi di gestione per la salute e sicurezza sul lavoro, in un periodo che vedeva il sostanziale scetticismo di primarie istituzioni ed Enti internazionali sull’opportunità di tali certificazioni (ILO, ISO, ecc.). Fabrizio Benedetti di INAIL ha sottolineato l’importanza dello schema quale elemento di competitività da integrare nella gestione complessiva delle organizzazioni per ridurre frequenza e gravità degli infortuni e di conseguenza trasformare i costi sociali in vantaggi economici, sia per le organizzazioni stesse sia per il sistema, in un’ottica di responsabilità sociale. La panoramica sulla storia e l’evoluzione della nuova norma ISO 45001 per la certificazione dei sistemi di gestione per la salute e sicurezza sul lavoro è stata curata da Antonio Terracina di INAIL, che ne ha evidenziato le principali novità, dalla “struttura di alto livello” agli strumenti di analisi del contesto interno ed esterno dell’organizzazione, all’attenzione alle aspettative delle parti interessate. Ha chiuso l’incontro Irene Uccello, referente di ACCREDIA per lo schema salute e sicurezza sul lavoro, che ha descritto la gestione delle pratiche di accreditamento e le tappe per la transizione alla nuova Linea guida EA degli Organismi accreditati e delle certificazioni da essi rilasciate. Le presentazioni dell’incontro sono disponibili sul sito di ACCREDIA www. accredia.it nella sezione Pubblicazioni/Materiali didattici.

ne, riguarda gli Enti di natura giuridica privata assimilati alle Pubbliche Amministrazioni, così da poter partecipare alle gare indette per i soggetti pubblici e svolgere le attività connesse. “Siamo molto orgogliosi di essere stati scelti dalla Commissione europea insieme ai colleghi tedeschi per questo progetto e aver potuto fornire il nostro contributo al rafforzamento dell’Ente di accreditamento egiziano, con l’obiettivo di consentire uno scambio commerciale più sicuro tra i Paesi” ha dichiarato il Presidente di ACCREDIA, Giuseppe Rossi. “Questo, insieme agli altri programmi internazionali che ci vedono impegnati, conferma il ruolo e l’accresciuta reputazione internazionale di ACCREDIA, costruita grazie alla riconosciuta competenza dei nostri funzionari, che ci ha condotti a ricoprire ruoli rilevanti nella rete internazionale degli Enti di accreditamento, come la nomina di Emanuele Riva, Direttore del Dipartimento Certificazione e Ispezione di ACCREDIA, a Vice Presidente dell’infrastruttura mondiale di accreditamento IAF e dell’International Halal Accreditation Forum”.

LA PAGINA DI ACCREDIA

UN NUOVO ESAPODE PER APPLICAZIONI DI MEDIO CARICO A ULTRAPRECISIONE Gli esapodi HexGen™ di Aerotech rappresentano un progresso significativo nelle prestazioni di posizionamento a sei gradi di libertà. L’ultimo modello della famiglia HexGen, l’HEX300-230HL, è pensato per applicazioni ultra-precise di medio carico, come il collaudo di sensori e la manipolazione di campioni nei sincrotroni. Questi esapodi sono oggi gli unici sul mercato a garantire una precisione di posizionamento sotto i 5 m. L’HEX300-230HL è mosso da sei attuatori realizzati con cuscinetti precaricati, viti a sfere e componenti di azionamento per alte precisioni e, a differenza degli esapodi concorrenti azionati da servomotori DC brush, utilizza servomotori brushless slotless Aerotech, massimizzando prestazioni e affidabilità nel tempo. L’accoppiamento diretto dei servomotori alle chiocciole delle viti si traduce in una maggiore rigidità e accuratezza di posizionamento e in un migliore minimo step incrementale (20 nm lungo XYZ e 0,02 rad lungo xyz), rispetto ad altre soluzioni che utilizzano cinghie, sistemi a ingranaggi o giunti. Gli snodi sferici alle estremità delle aste sono appositamente studiati per offrire bassissimo attrito ed elevata rigidità, migliorando le prestazioni complessive dell’esapode. Il design strutturale superiore offre all’utente un’elevata capacità di carico fino a 45 kg. La piattaforma e la base dell’HEX300230HL possono essere facilmente modificate secondo caratteristiche e sistemi di fissaggio specifici per il singolo utente. I fori di montaggio della base si adattano direttamente alle tavole ottiche con misure sia metriche sia imperiali. Gli esapodi Aerotech possono essere predisposti per l’uso in ambienti Vacuum per applicazioni impegnative, come la manipolazione di campioni nei sincrotroni, l’orientamento di ottiche, la produzione e l’ispezione di semiconduttori o il collaudo di sensori per satelliti. Per ulteriori informazioni: www.aerotech.com

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LA PAGINA DI IMEKO

Rubrica a cura di Paolo Carbone (paolo.carbone@unipg.it)

La pagina di IMEKO Aggiornamenti sulle attività IMEKO nel 2017 AN INTRODUCTION TO IMEKO IMEKO, International Measurement Confederation, is among the permanent collaborations to the Journal. This section contains information about the Association, publications, events and news of interest to our readers.

RIASSUNTO IMEKO, International Measurement Confederation, è tra i collaboratori stabili della Rivista. Questa rubrica contiene informazioni sull’Associazione, pubblicazioni, eventi, e notizie di utilità per i nostri lettori.

UN BUON INIZIO DI 2017 Il nuovo anno inizia con la pubblicazione del primo volume di ACTA IMEKO, che riporta gli articoli selezionati ed estesi originariamente presentati al 14th Workshop on Technical Diagnostics, che si è tenuto a Milano a giugno 2016. I due editor Lorenzo Ciani e Marcantonio Catelani si occupano da anni di attività di ricerca sui temi della diagnostica e delle misure per l’affidabilità e hanno messo insieme una lista di articoli interessanti fra gli oltre 80 presentati al workshop. Invito tutti gli interessati ad accedere a questi articoli dal sito di ACTA IMEKO. Nel frattempo l’archivio delle pubblicazioni di IMEKO si è arricchito con 461 articoli presentati al XXI World Congress, che si è tenuto a Praga nel 2015, e con altri 115 articoli relativi all’International Workshop on Metrology for Geotechnics, che si è tenuto a Benevento nel 2016. L’archivio è consultabile sul sito dell’IMEKO. Tra gli eventi scientifici programmati per quest’anno ricordo le conferenze organizzate dai TC1, TC3, TC5, TC7, TC13, TC16 e TC22, sulle quali si trovano informazioni alla pagina www. imeko.org/index.php/home page/coming-events. La terza T_M

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edizione di ImekoFoods si terrà in Grecia il prossimo ottobre, mentre a Napoli sarà inaugurata la prima edizione dell’IMEKO Workshop on Metrology for the Sea. Allo stesso tempo sono già in corso i preparativi per l’IMEKO XXII World Congress che si terrà nel 2018 a Belfast, ospiti della UK member organization dell’IMEKO. Il successivo World Congress si terrà invece in Giappone, a Yokohama, nel 2021. Il 2018 segna anche una data significativa per IMEKO: sarà infatti quello l’anno del 60° anniversario della costituzione di IMEKO che sarà festeggiato proprio a Belfast in corrispondenza con il World Congress. Il Presidente di IMEKO, Prof. Kenneth T.V. Grattan, invita tutti a inviare materiale e foto per ricostruire la storia di IMEKO nelle sue varie tappe dal 1958 a oggi. IMEKO ha accettato tre nuove organizzazioni fra i propri membri: si tratta della Metrology Society of India, dell’Egyptian Metrology Institute e della Ukrainan Academy of Metrology. La 59a riunione del General Council dell’IMEKO ha approvato il loro ingresso a settembre, in Ungheria. La prossima riunione del General Council si svolgerà in Cina a settembre del 2017,

ospite della Chinese Society for Measurement. Sono molte le occasioni possibili per tutti i ricercatori e i professionisti delle misure e della metrologia di farsi coinvolgere nelle attività IMEKO. Come è noto si tratta di un’organizzazione gestita da volontari appassionati che dedicano parte del proprio tempo a queste attività, avendo la possibilità d’incontrare altri esperti di misure e di confrontarsi con altri professionisti su temi di comune interesse in ambito metrologico. L’invito è quindi quello di farsi coinvolgere nelle attività di qualche Technical Committee, partecipando ai congressi e mettendo la propria esperienza e il proprio talento a servizio della comunità di IMEKO.

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LA PAGINA DI A.L.A.T.I.

Rubrica a cura di Paolo Giardina (garden67@gmail.com

assoalati@gmail.com)

a cura di Massimo Mortarino

Associazione dei Laboratori Italiani di Taratura - A.L.A.T.I. L’annoso problema dei Confronti Interlaboratorio A.L.A.T.I. – THE ASSOCIATION OF THE ITALIAN CALIBRATION LABORATORIES This page is devoted to the discussion of associative and technical aspects, the collection of contributions from the Members of the Association, and the formulation of proposals in the framework of the collaboration between the Association and the Accreditation Institution ACCREDIA.

RIASSUNTO Questa rubrica è uno spazio permanente dedicato all’Associazione per discutere temi, raccogliere contributi dagli associati, portare avanti proposte nell’ambito della collaborazione con l’Ente di Accreditamento ACCREDIA.

Carissimi lettori di T_M, Nonostante le difficoltà ci siamo ancora e ancora più vivi, come su una zattera con gli squali che ci fanno compagnia. Attanagliati dalla burocrazia, dalle norme e dai requisiti prescrittivi e dalle loro interpretazioni a volte un po’ troppo personalizzate, ma ci siamo. Ci siamo anche per coloro che pensano che siamo inutili e per questo continueremo a perseguire i nostri obiettivi, come abbiamo finora sempre fatto. Oggi vorremmo affrontare l’annoso problema dei confronti interlaboratorio conosciuti con l’acronimo di ILC, e di tutte le attività più o meno onerose che vi orbitano attorno. Da un po’ di tempo i Laboratori di taratura nostri soci, e non solo, si sono imbattuti nel mondo ancora poco noto dei PT provider (Enti accreditati – chiamati PTP – secondo la ISO IEC 17043 per l’organizzazione dei Proficiency Testing secondo la ISO IEC 17043), a cui ci si deve rivolgere

al fine di garantire la qualità delle attività accreditate (taratura e/o prova). Nella fattispecie, per quanto concerne i Laboratori di taratura l’utilizzo dei PTP serve a dimostrarne le capacità metrologiche, che sfociano in ultima analisi nella possibilità di verificare le CMC (Calibration Measurament Capability) di ogni Laboratorio. In sostanza ogni Laboratorio accreditato, o in fase di accreditamento, deve “procurarsi” un ILC (InterLaboratory Comparison) pertinente con il settore o la grandezza di appartenenza, che sia quindi adeguato alle capacità metrologiche di cui ha bisogno, in funzione cioè delle proprie CMC. E, quando questa esigenza si manifesta in fase di rinnovo dell’accreditamento (ovvero ogni 4 anni), tra tutte le informazioni che il Laboratorio deve fornire e inserire nel documento DA05-DT, con il quale chiede all’Ente di accreditamento di attuare la procedura di rinnovo, risulta perentorio inserire una programmazione degli ILC che vuole e deve effettuare durante tutto l’arco di durata di accreditamento. E fin qui nulla di sconvolgente, se la ricerca di ILC a livello nazionale o internazionale ha dato buoni frutti. Considerando che in Italia a oggi l’u-

nico organismo in grado di fornire ILC è l’Istituto Metrologico Primario (INRIM) e purtroppo non in tutti i settori e in tutte le grandezze, sempre più spesso i Laboratori si trovano costretti a rivolgersi all’estero con tutto ciò che comporta dal punto di vista sia economico sia organizzativo. Abbiamo notizie da alcuni dei nostri Soci che, rivolgendosi a PTP esteri e avendo aderito a circuiti di ILC proposti, solo in prossimità del loro turno hanno ricevuto la notizia che per mancato raggiungimento del numero di partecipanti il circuito risultava sospeso, e ciò ha procurato non poche difficoltà al Laboratorio che si era impegnato con ACCREDIA a dare evidenze di partecipazione all’ILC in questione. È ovvio che in questi casi estremi si può optare, in luogo di un ILC, per un MA (Measurement Audit), ma i costi spesso divengono insostenibili, e comunque l’alternativa non sempre è reiterabile (direi anche giustamente dal punto di vista tecnico). A onore di chiarezza precisiamo che per MA si intende un confronto sperimentale di misura utilizzando uno strumento provvisto di certificato di taratura valido e utilizzato solo durante la visita dell’ispettore tecnico che verifica la taratura e successivamente ne relaziona i risultati ottenuti. La limitatezza di questa alternativa è però data dal fatto che il MA può essere richiesto solo in caso di rinnovo e non in sorveglianza. Considerando che questo iter va ripetuto almeno ogni 4 anni, ovvero a ogni rinnovo, va da sé che per un Laboratorio diventa molto dispendioso gestire questa situazione. Quindi, senza eccedere in ulteriori tecnicismi, rimboccandoci le maniche ci siamo messi alla ricerca, partendo dalle informazioni messe a disposizione da ACCREDIA a da altre istituT_M

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zioni, di PTP accreditati che potessero assistere tramite A.L.A.T.I. i Laboratori associati, in termini sia organizzativi sia economici. Non vi nascondiamo che le difficoltà sono state molteplici, quali campi di misura molto ristretti, incertezze proposte non sempre compatibili con le esigenze dei Laboratori, e soprattutto molti PTP ubicati oltre oceano e quindi non sempre gestibili in termini di tempo e costi. Tuttavia il lavoro ha infine dato i suoi frutti: siamo riusciti infatti a ottenere condizioni particolari con PTP europei che, con nostra sorpresa, hanno dato la loro disponibilità a organizzare ILC secondo le nostre richieste. Abbiamo allora raccolto le richieste di

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LA PAGINA DI A.L.A.T.I.

ASSICURAZIONE QUALITÀ: MOLTO PIÙ DI UN FATTORE COMPETITIVO! La prossima edizione di CONTROL (la Fiera internazionale in programma a Stoccarda dal 9 al 12 maggio prossimi) presenta il mondo dell’Assicurazione Qualità in tutti i suoi aspetti hardware e software e si propone come apripista per l’implementazione di progetti in

molti LAT, valutato le specifiche necessità in termini di tempo e caratteristiche tecniche e abbiamo trovato e programmato ILC già a partire da ottobre dello scorso anno; ILC che fino a quel momento sembravano irrealizzabili o considerati inutili oppure non completi. Da quanto fatto finora si evince che ci stiamo mettendo impegno e tempo affinché sia sempre più evidente che associarsi ad A.L.A.T.I. sia anche utile, in quanto consente di coltivare e approfondire queste forme di collaborazione e unità d’intenti che vanno al di là della pur sempre esistente concorrenza tra i vari Laboratori, concorrenza peraltro sicuramente leale e ottica “Industry 4.0”. Nell’ambito della 31a edizione di CONTROL, oltre 900 espositori, provenienti da oltre 30 Paesi di tutto il mondo, proporranno a Stoccarda un “viaggio” nel cuore della tecnologia di produzione europea: iniziando dal tradizionale focus sugli strumenti di misura e testing meccanici e meccatronici, integrati con sistemi di misura a coordinate e apparecchiature di analisi automatizzata, proseguendo con le tecnologie di misurazione 3D basate su ottica e optoelettronica, fino ai sistemi di elaborazione delle immagini e di visione industriale, che si sono rapidamente evoluti, al punto tale che i relativi componenti, moduli e sistemi completi stanno giocando un ruolo sempre più importan-

in ambienti potenzialmente esplosivi. FLIR GFx320 rileva e visualizza le emissioni di gas idrocarburici invisibili a occhio nudo, come ad esempio il metano, e i composti organici volatili (COV) negli impianti petroliferi e di gas naturale. È conforme agli standard globali e riconoFLIR Systems ha recentemente presenta- sciuta come dispositivo antideflagrante a to FLIR GFx320, la terSicurezza Intrinseca dalla CEI (Commissiomocamera per la ne Elettrotecnica Internazionale). rilevazione ottica di Come termocamera OGI a Sicurezza Ingas (OGI) per l'indutrinseca, FLIR GFx320 rappresenta una tecstria petrolifera e del nologia rivoluzionaria per l’ispezione di gas, progettata per aree di lavoro critiche e potenzialmente l'uso pericolose. Invece di ricercare la presenza di emissioni, fuggitive e non fuggitive, di gas dall'esterno delle aree pericolose, lo strumento consente di valutare i potenziali rischi da lontano e, dopo aver giudicato sicura l’area, accedervi con la termocamera in mano per proseguire la scansione. La termocamera è calibrata per misurazioni di temperatura, mirata a ottenere il contrasto termico ottimale tra il composto gas-

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basata soprattutto su comuni intenti e confronti tecnici quali gli ILC ad esempio sono. Rivolgiamo il nostro invito a tutti i Laboratori, associati e non ad A.L.A.T.I., a manifestarci le loro esigenze in merito agli ILC, in modo da fare massa critica e poterci proporre con più forza nei confronti dei partner che abbiamo già individuato o che individueremo, alla luce di tali segnalazioni da parte vostra. Alla prossima…… Paolo Giardina e Carmelo Pollio “Qualità è la caratteristica più vicina all’attesa del soggetto” – Aristotele

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soso e lo sfondo dell'inquadratura. Essa è inoltre conforme agli standard di sensibilità definiti nel regolamento OOOOa dell’EPA (Environmental Protection Agency) per il metano e contrassegna ogni registrazione con i dati del GPS, soddisfacendo i requisiti normativi riguardanti la documentazione delle ispezioni. “Con il recente inasprimento delle norme sul metano, verificatosi negli Stati Uniti e a livello globale, i produttori di petrolio e gas hanno bisogno di un mezzo veloce e sicuro per individuare e visualizzare le emissioni di gas,” afferma Andy Teich, Presidente e CEO di FLIR. “Grazie alla capacità di garantire la sicurezza dei lavoratori e d’identificare i gas a effetto serra, come il metano, la GFx320 rappresenta un altro importante esempio di quanto la tecnologia FLIR è utile per salvaguardare la vita e l'ambiente”. Per ulteriori informazioni: www.flir.it/gfx320

MISURE E FIDATEZZA

s Marcantonio Catelani, Lorenzo Ciani

Analisi di sicurezza per sistemi complessi la tecnica FMEDA (Failure Modes Effects and Diagnostic Analysis)

MEASUREMENT & DEPENDABILITY Safety analysis and devices that implement it, called â&#x20AC;&#x153;Safety Related Systemâ&#x20AC;?, represent a key issue in system design, to reduce unacceptable risks with the final aim to protect people, environment and systems from the effects related to one or more sources of harm. In this paper a specific technique denoted as FMEDA (Failure Modes Effects and Diagnostic Analysis), that allows to assess the safety parameters, will be discussed. RIASSUNTO Lâ&#x20AC;&#x2122;analisi di sicurezza e i dispositivi che la implementano, chiamati â&#x20AC;&#x153;Safety Related Systemâ&#x20AC;?, rappresentano un fattore chiave nella progettazione di ogni sistema per ridurre al minimo i rischi inaccettabili al fine di proteggere le persone, lâ&#x20AC;&#x2122;ambiente e il sistema stesso dagli effetti legati a una o piĂš fonti potenziali di danno. In questo articolo verrĂ discussa una specifica tecnica chiamata FMEDA (Failure Modes Effects and Diagnostic Analysis) che permette la valutazione dei parametri di sicurezza. PARAMETRI PER Lâ&#x20AC;&#x2122;ANALISI DI SICUREZZA

casuali hardware sicuri ÎťS e dei guasti dannosi rilevabili ÎťDD (dangerous detected) in rapporto al tasso di guaLâ&#x20AC;&#x2122;analisi di sicurezza e i dispositivi che sto medio dei guasti casuali hardware la implementano, chiamati â&#x20AC;&#x153;Safety totali ÎťT (sicuri e pericolosi) ed Ă¨ eRelated Systemâ&#x20AC;?, (SRS), i concetti base spressa dalla seguente formula: dellâ&#x20AC;&#x2122;analisi di sicurezza e alcuni richiaO S O DD mi alla norma internazionale IEC SFF (1) OT 61508 sono stati trattati dagli autori nel precedente numero della Rivista [1]. In questo articolo si introdurranno Per componenti e/o sottosistemi comalcuni parametri fondamentali per lâ&#x20AC;&#x2122;a- plessi (tipicamente dispositivi elettroninalisi di sicurezza e definiti nella IEC ci e a logica programmabile) si assu61508 [2] e la tecnica FMEDA (Failu- me come realistica una situazione in re Modes Effects and Diagnostic cui, rispetto al tasso di guasto comAnalysis) [3] che ne permette una piĂš plessivo ÎťT, vi sia una ripartizione al dettagliata valutazione. 50% di guasti sicuri (ÎťS) e 50% di Uno dei primi parametri necessari per guasti pericolosi (ÎťDD). la valutazione di sicurezza di un siste- Individuato il SIL (Safety Integrity Level) ma Ă¨ lâ&#x20AC;&#x2122;indice Safe Failure Fraction â&#x20AC;&#x153;obiettivoâ&#x20AC;? attraverso unâ&#x20AC;&#x2122;analisi preli(SFF). Questo rappresenta la frazione minare dei rischi sul dispositivo da prodei guasti considerati sicuri, cioĂ¨ gua- teggere mediante un SRS, come previsti che non portano il sistema di sicu- sto dal Safety Life Cycle [2], e combirezza in uno stato potenzialmente nandolo con il parametro SFF, Ă¨ possipericoloso o di non funzionamento, bile individuare la migliore configuracombinata con la parte di guasti peri- zione funzionale in termini di ridoncolosi ma rilevati. La frazione dei gua- danze necessarie rappresentata dalsti sicuri per un sistema (componente lâ&#x20AC;&#x2122;indice Hardware Fault Tolerance e/o sottosistema) Ă¨ definita come la (HFT). Questo modo di procedere Ă¨ somma del tasso medio dei guasti descritto nella norma IEC 61508-2 e

chiamato Route 1H. Lâ&#x20AC;&#x2122;HFT rappresenta la capacitĂ di unâ&#x20AC;&#x2122;unitĂ funzionale di continuare a svolgere le funzioni richieste anche in presenza di guasti. In altre parole individua il numero di guasti contemporanei N per cui un N+1esimo guasto puĂ˛ causare una perdita della funzione di sicurezza. In termini di configurazioni funzionali [4], unâ&#x20AC;&#x2122;architettura con HFT=0 Ă¨ rappresentata da una struttura semplice, del tipo 1oo1, in cui non vi Ă¨ ridondanza (a questo proposito si ricorda che una struttura 1oo1 corrisponde a una configurazione funzionale serie) mentre un HFT=1 contraddistingue, invece, una struttura ridondata, ad esempio 1oo2, composta da due canali indipendenti connessi in modo tale che il corretto funzionamento di un canale Ă¨ sufficiente per attuare la funzione di sicurezza. La norma IEC 61508, a seconda del livello di conoscenza del dispositivo, anche in termini di guasto e relativa probabilitĂ di accadimento, classifica i componenti del SRS in due famiglie. PiĂš precisamente si definisce elemento o sottosistema di tipo A un dispositivo in cui tutti i modi di guasto sono conosciuti, il comportamento del sottosistema in caso di guasto Ă¨ definibile, e infine Ă¨ disponibile un adeguato numero di dati tale che i tassi di guasto pericolosi dichiarato Ă¨ soddisfatto. In sintesi si tratta di sottosistemi semplici, come valvole, contattori, ecc. Si definisce sottosistema di classe B un dispositivo in cui (i) il modo di guasto di almeno un elemento considerato non Ă¨ conosciuto, (ii) il comportamento del sottosistema in caso di guasto non Ă¨ totalmente definibile, e (iii) non Ă¨ disponibile un numero adeguato di Dip. Ingegneria dellâ&#x20AC;&#x2122;Informazione, UniversitĂ degli Studi di Firenze marcantonio.catelani@unifi.it lorenzo.ciani@unifi.it

T_M

1/17 Ć&#x2019; 49

dati a supporto dei tassi di guasto pericolosi dichiarati. Si tratta di sottosistemi complessi, ad esempio logiche programmabili. Per quest’ultimo tipo di sistema, data la parziale imprevedibilità di comportamento in caso di guasto, sono previsti requisiti di classificazione più stringenti. In particolare, a parità di valore di SFF e HFT, si ha un livello di SIL inferiore. Il legame tra HFT e SFF è descritto nelle Tabb. 1 e 2, dov’è presente una distinzione tra sottosistemi di tipo A e B. Tabella 1 – Massimo SIL ammissibile per una funzione di sicurezza realizzata da elementi o sottosistemi di tipo A

SFF di un elemento

Hardware Fault Tolerance 0

<60%

SIL1

SIL2

SIL3

60% ÷ <90%

SIL2

SIL3

SIL4

90% ÷ <99%

SIL3

SIL4

≥99%

SIL3

SIL4

Tabella 2 – Massimo SIL ammissibile per una funzione di sicurezza realizzata da elementi o sottosistemi di tipo B

SFF di un elemento

Hardware Fault Tolerance 0

<60%

Not SIL1 allowed

N. 01ƒ ; 2017

MISURE E FIDATEZZA

2 SIL2

60% ÷ <90%

SIL1

SIL2

SIL3

90% ÷ <99%

SIL2

SIL3

SIL4

≥99%

SIL3

SIL4

LA TECNICA FMEDA

La tecnica FMEDA si basa sull’analisi dettagliata del progetto dell’SRS, e si presta ai sottosistemi per i quali non esista uno storico di esercizio, oppure nei casi in cui si renda necessario stimare la disponibilità (si ricorda che la disponibilità rappresenta l’attitudine dell’entità a essere in grado di svolgere la funzione richiesta in determinate condizioni a un dato istante, o durante un dato intervallo di tempo, supponendo che siano assicurati i mezzi esterni eventualmente necessari) o i punti deboli del design. Il sottosistema viene scomposto in singoli componenti di cui siano note le modalità di guasto e le relative probabilità. Si può dire che l’FMEDA sia un’estensione dell’FMEA – Failure Modes and Effects Analysis basata sulla IEC 60812 [5], con una serie d’informazioni addizionali. Essa, infatti, tiene conto di tutti i componenti, dei modi di guasto, degli effetti di ogni modo di guasto sui singoli componenti, della capacità di ogni circuito di diagnostica di rilevare i guasti (DC – Diagnostic Coverage), della classificazione dei tassi di guasto in: λSD (sicuro e diagnosticabile), λSU (sicuro ma non diagnosticabile), λDD (pericoloso e diagnosticabile), λDU (pericoloso e non diagnosticabile), come mostrato nel template di Tab. 3. L’analisi prende in esame le probabilità di guasto dei singoli componenti reperibili in appositi banche dati (MIL-HDBK217, Telcordia, 217Plus ecc.). Il calcolo della SFF, come si è già visto, è legato agli architectural constraint. Per determinare questi ultimi è necessario soddisfare i requisiti di safety integrity di tipo qualitativo, che

possono essere applicati in due modi: per verificare che una data architettura corrisponda a uno specifico SIL oppure per determinare una corretta architettura. In entrambi i casi, i passi da seguire riguardano: 1) Descrizione dell’architettura del sistema e della complessità dei componenti. Come mostrato in Tabb. 1 e 2 ci sono componenti di tipo A e B, a seconda che i modi di guasto siano conosciuti o meno; 2) Classificazione dei tassi di guasto in sicuri e pericolosi e calcolo della SFF, tramite la (1); 3) Verifica che il SIL sia ottenibile per ogni sottosistema (sensore, logica, attuatori). Per quanto riguarda il secondo punto, l’approccio seguito è basato su una previsione di affidabilità e, successivamente, sull’analisi FMEDA eseguita su tutti i componenti del sistema in esame. Nel caso specifico, come applicazione di studio si è considerato il sistema elettronico complesso. Allo scopo sono stati utilizzati i tassi di guasto ottenuti tramite una previsione di affidabilità, e si è proceduto poi a un’opportuna classificazione nelle quattro categorie: sicuri, pericolosi, diagnosticabili e non diagnosticabili. L’analisi FMEDA è un passo estremamente importante per soddisfare i requisiti della IEC 61508, perché da essa dipende il calcolo della SFF. L’FMEDA relativa ai vari sottosistemi è riportata di seguito. È divisa in tre parti tali da consentire una divisione netta dei tre sottosistemi costituenti il SRS: Sensori, Logica, Attuatori. Per ciascuno di essi è prevista un’ulteriore suddivisione in blocchi per facilitare l’applicazione della metodologia. L’FMEDA è stata sviluppata per singolo componente.

Tabella 3 – Template FMEDA Blocco (1) componente (2) n° comp. (3) Serial Number (4) Modo di guasto (5) Percentuale (6) effetti di guasto (7) λ [guasti*10-4h-1] (8) DC (9) λ sd (10) λ su (11) λ Dd (12) λ du (13)

(1), (2), (3), (4) identificazione del componente e della funzione svolta; (5) evidenza oggettiva del guasto: corto circuito, circuito aperto; (6) percentuale di occorrenza dell’evento; (7) conseguenze del guasto a livello di sottosistema e finale; (8) tasso di guasto, rilevabile con banche dati; (9) copertura diagnostica; (10), (11), (12), (13) suddivisione dei tassi di guasto sicuri e pericolosi, diagnosticabili e non diagnosticabili

T_M ƒ 50

N. 01ƒ ;2017

casi si basa su scelte di tipo ingegneristico. Lo standard indica una divisione dei guasti in 50% sicuri e 50% pericolosi, ma va tenuto conto che questo approccio porta a risultati non molto precisi, che potrebbero generare valori di SFF errati. Si ricordi che un aumento del valore dei tassi di guasto sicuri fornisce un livello più elevato della SFF; ciò causa, a parità di HFT, un SIL più elevato e quindi un’architettura del SRS non sufficientemente robusta dal punto di vista della sicurezza. Dall’analisi fatta possiamo ora indicare i valori di SFF calcolati attraverso la (1): – sensor: SFF=99% – logic solver: SFF=91% – actuator: SFF=100% Dalle Tabb. 1 e 2, considerando: – i sottosistemi sensor e actuator come di Tipo A; – il logic solver appartenente al tipo B; – HFT=1 per tutti i sottosistemi; otteniamo un sistema classificabile come SIL3 come mostrato in Fig. 1.

In riferimento al sistema analizzato, l’analisi FMEDA è riportata in Tab. 4 in cui: 1) La prima colonna riporta la divisione di ogni sottosistema in blocchi; 2) In corrispondenza della colonna “Component” “n°comp.” e “Serial Number” sono state riportate rispettivamente le tipologie di componenti, il numero in cui essi sono presenti nello schema e i codici che si trovano nella part list; 3) Per i vari componenti è stato introdotto anche il modo di guasto e la rispettiva percentuale che indica la probabilità di accadimento. L’identificazione dei modi di guasto è un’operazione spesso difficoltosa perché dipende da molti fattori. È importante osservare che possono esserci incongruenze già a partire da standard o banche dati differenti, anche se si tratta di componenti semplici; 4) In corrispondenza dei modi di guasto, con l’aiuto dell’area di progettazione sono stati individuati gli effetti di guasto, dividendoli in “sicuri” e “pericolosi”; 5) Nella colonna dei tassi di guasto sono stati riportati i tassi di guasto calcolati dal precedente studio di previsione di affidabilità; 6) La colonna DC riporta i valori di Diagnostic Coverage, che sono stati calcolati a partire dalle seguenti considerazioni: • 0% se il guasto non è diagnosticabile data l’architettura HW/SW della centralina; • 50% se il guasto è diagnosticabile solo in particolari condizioni o situazioni operative, oppure se si tratta di guasti generici che raggruppano una classe di guasto all’interno della quale solo alcuni possono essere diagnosticati (es. guasto pin generico transceiver CAN); • 75% se “la maggior parte” dei guasti all’interno della classe possono essere diagnosticati; • 100% se il guasto è diagnosticato sempre; 7) Le ultime quattro colonne riportano i valori dei tassi di guasto divisi in: λSD, λSU, λDD, λDU. La divisione dei guasti in sicuri e pericolosi può essere fatta in maniera deterministica per componenti semplici, ma in molti altri

MISURE E FIDATEZZA

di affidabilità e l’analisi FMEDA. Nel caso della previsione di affidabilità si devono preferire, quando disponibili, ritorni da campo e fare riferimento a banche dati specifiche, che siano cioè quanto più vicine possibile all’ambito di applicazione dell’EUC. Tutto ciò al fine di garantire la più dettagliata e precisa previsione perché qualunque errore ha un impatto significativo nella stima dell’SFF. Per quanto riguarda l’analisi FMEDA è estremamente importante predire tutti i possibili modi di guasto e realizzare un’accurata suddivisione tra sicuri e pericolosi, perché una semplice divisione dei tassi di guasto in 50% sicuri e 50% pericolosi, come suggerito dalla norma IEC 61508, porta a un valore non realistico della SFF e di conseguenza all’impiego di architetture ridondate che non ottimizzano il progetto e i costi dell’SRS. BIBLIOGRAFIA

1. M. Catelani, L. Ciani, “Introduzione all’analisi di sicurezza per sistemi complessi”, TUTTO_MISURE, anno XVIII, n. 04, 2016. 2. IEC 61508, “Electric/Electronic/Programmable Electronic Figura 1 – Schema a blocchi del sistema con relativi SIL safety-related systems”, parts 1-7. Technical reCONCLUSIONI port, International Electrotechnical Commission, May 2010. Il ruolo dei sistemi di sicurezza è 3. M. Catelani, L. Ciani, V. Luongo, diventato sempre più importante negli “The FMEDA approach to improve the ultimi anni. In moltissimi settori la safety assessment according to the gestione delle funzioni di sicurezza è IEC61508”, Microelectronics Reliabilinormalmente demandata a sistemi di ty, Volume 50, Issues 9-11, Septembersicurezza basati su tecnologia elettri- November 2010, Pages 1230-1235. ca (E) e/o elettronica (E) e/o elettro- 4. M. Catelani, L. Ciani, V. Luongo, nica programmabile (PE). “A simplified procedure for the analyQuesto documento descrive i passi sis of Safety Instrumented Systems in necessari per la valutazione dei the process industry application”, parametri fondamentali per un’anali- Microelectronics Reliability, Volume si di sicurezza di un sistema elettro- 51, Issues 9-11, September-Novemnico complesso. In particolare descri- ber 2011, Pages 1503-1507. ve il metodo di analisi e calcolo del- 5. IEC 60812, “Analysis techniques l’indice di Safe Failure Fraction tra- for system reliability – Procedure for mite l’impiego combinato di due tec- failure mode and effects analysis niche affidabilistiche: la previsione (FMEA)”, Jan. 2006. T_M ƒ 51

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MISURE E FIDATEZZA

Tabella 4

Sensor Blocco CONNECTOR

Component Capacitor

SUPPLY

Capacitor 22n/100V Capacitor 100n/25V Capacitor 4.7n/50V Capacitor 220n/50V Capacitor 100u/35V Capacitor 10u/10V Resistor

n° comp. Serial Number 2 C121,C129

10nF/100V 2

C101,C104 ceramic C113 ceramic C114 ceramic C108,C109 ceramic C107 elettr, allum,solid C112,C115 solid elec tant R102

Inductor 33u/0.4A Diode

L102

D105

Diode

D102

TLE4473

IC101

1 1 1 1 2

Modo di guasto corto circuito

Percentuali% 90

Effetti di guasto d

circuito aperto

corto circuito circuito aperto corto circuito circuito aperto corto circuito circuito aperto corto circuito circuito aperto corto circuito circuito aperto corto circuito circuito aperto circuito aperto deriva corto circuito circuito aperto corto circuito circuito aperto corto circuito circuito aperto guasto pin di alimen. altri pin

90 10 90 10 90 10 90 10 90 10 80 20 40 60 20 80 85 15 85 15 20 80

s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s

ʄ [guasti*10-6h-1] DC ʄsd 0,066716 100

0,020596 0,015347 0,043389 0,00867 0,03127 0,013081 0,000386 0,033322 0,074071 0,041769

0 0 100 0 100 0 0 0 100 0 100 0 100 10 0 100 100 0 0 100 100 50

ʄdd ʄdu 0,0600444

0,0066716

0 0,0317412 0 0,0035268 0,0185364 0 0 0,0020596 0,0138123 0 0 0,0015347 0 0,0390501 0 0,0043389 0,007803 0 0 0,000867 0,025016 0 0 0,006254 0,0052324 0 0,00078486 0,00706374 0 0,0000772 0,0003088 0 0,0283237 0 0 0,0049983 0 0,06296035 0,01111065 0 0,0083538 0 0,0167076 0,0167076

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0,035268

ʄsu 0

Logic solver Blocco Component PRE-DRIVER Resistor 10K Capacitor 100n/25V Capacitor 220n/50V Capacitor 470n/50V Capacitor 15u/25V Mosfet driver MC

MMC

SMC

Quarz Capacitor 10n/50V Capacitor 220n/16V Capacitor 18p/50V Capacitor

T_M ƒ 52

n°comp Serial Number Modo di guasto 1 RN201 circuito aperto deriva 1 C207 corto circuito circuito aperto 2 C211,212 corto circuito circuito aperto 1 C217 corto circuito circuito aperto 1 C218 corto circuito circuito aperto 1 guasto pin di alimen. altri pin 1 IC401 Processor Address Memory 1 IC402 Processor Address Memory 2 XL401,402 circuito aperto deriva 1 C409 corto circuito circuito aperto 8 C413-420 corto circuito circuito aperto 2 C421,437 corto circuito circuito aperto 2 C422,436 corto circuito

Percentuale 40 60 90 10 90 10 90 10 90 10 20 80 55 20 25 55 20 25 40 60 90 10 90 10 90 10 90

effetti di guasto s s s s s s s s s s s s d d d s s s s d s s s s s s

ʄ [guasti*10-6h-1] DC 0,013081 0,020596 0,040417 0,023229 0,005612 0,19146 0,281476

0,238182

0,419454 0,020209 0,187494 0,018601 0,017935

100 0 100 0 0 0 100 100 50 50 100 50 50 50 50 50 50 50 100 100 0 100 50 100 50 100

ʄsd 0,005232 0 0,018536 0 0 0 0,020906 0,002323 0,002525 0,000281 0,038292 0,076584 0 0 0 0,0655 0,023818 0,029773 0,167782 0,251672 0 0 0,168745 0,009375 0,016741 0,00093 0,016142

ʄsu

ʄdd ʄdu 0 0 0 0,007849 0 0 0 0 0 0,00206 0 0 0,036375 0 0 0,004042 0 0 0 0 0 0 0 0 0,002525 0 0 0,000281 0 0 0 0 0 0,076584 0 0 0 0,077406 0,077406 0 0,028148 0,028148 0 0,035185 0,035185 0,0655 0 0 0,023818 0 0 0,029773 0 0 0 0 0 0 0,018188 0,002021 0 0 0 0,009375 0 0 0 0,00093 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0

N. 01ƒ ;2017

MISURE E FIDATEZZA

Actuator Blocco buzzer lamp

component n°comp. Transistor 4

Serial Number Modo di guasto T505-507A/B

Capacitor 100n/25V Diode

C503, C505

D503-506

Transistor

T101A-T502A

Resistor

R502, R504

Resistor

R509

Resistor

R501

corto circuito circuito aperto corto circuito circuito aperto corto circuito circuito aperto corto circuito circuito aperto circuito aperto deriva circuito aperto deriva circuito aperto deriva

Percentuali 85 15 90 10 85 15 85 15 40 60 40 60 40 60

Marcantonio Catelani è Professore Ordinario di Misure Elettriche ed Elettroniche presso il Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni dell’Università di Firenze. La sua attività di ricerca si svolge prevalentemente nei settori dell’Affidabilità, della diagnostica e qualificazione di componenti e sistemi, del controllo della qualità e del miglioramento dei processi. Fa parte del CT 56 – Affidabilità – del CEI ed è coordinatore di gruppi di ricerca, anche applicata, delle tematiche citate.

effetti di guasto s s s s s d s d s s s s s s

ʄ [guasti*10-6h-1] 0,003439 0,041191 0,054416 0,008844 0,0261624 0,0130812 0,0130812

DC 100 100 100 0 50 100 100 100 100 50 50 0 50 0

ʄsd 0,00292315 0,00051585 0,0370719 0 0,0231268 0 0,0075174 0 0,01046496 0,00784872 0,00261624 0 0,00261624 0

ʄsu

ʄdd ʄdu 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,0041191 0 0 0,0231268 0 0 0 0,0081624 0 0 0 0 0 0,0013266 0 0 0 0 0,00784872 0 0 0,00261624 0 0 0,00784872 0 0 0,00261624 0 0 0,00784872 0 0

Lorenzo Ciani è Assegnista di ricerca post-dottorato presso il Dipartimento d’Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Firenze. La sua attività di ricerca si svolge prevalentemente nei settori dell’Affidabilità, della diagnostica e qualificazione di componenti e sistemi, l’analisi dei rischi e sicurezza di sistemi complessi. Guest editor per la rivista Measurement e Section Editor per la rivista ACTA IMEKO, autore di oltre 90 articoli su rivista e congressi internazionali, ha ricevuto recentemente il premio 2015 IEEE I&M Outstanding Young Engineer Award.

TECNOLOGIE IN CAMPO

Rubrica a cura di Massimo Mortarino

(mmortarino@affidabilita.eu)

Sensing, Thinking, Acting Rimozione di scorie da processo Ispezione di componenti aerospace Misure e post-vendita, pesatura container, ispezione componenti pressofusi

TECHNOLOGIES IN ACTION The section “Technologies in action” presents a number of recent case studies of industries or institutions gaining profit from the latest innovation in measuring instruments and systems. RIASSUNTO La Rubrica “Tecnologie in campo” presenta un compendio di casi di studio di Aziende e/o istituzioni che hanno tratto valore aggiunto dalla moderna strumentazione di misura. L’IMPORTANZA DEI SERVIZI POST-VENDITA NELL’OFFERTA DI HEXAGON MANUFACTURING INTELLIGENCE

All’inizio del 2016 intervistammo i vertici di Hexagon Italia a proposito del recentissimo cambio di nome dell’azienda, da Hexagon Metrology a Hexagon Manufacturing Intelligence. In quell’occasione ci fu spiegato che il cambiamento in atto sottintendeva una profonda evoluzione delle strategie della multinazionale, da fornitore di strumenti e servizi metrologici a vero e proprio “problem solver”, secondo lo slogan “Sensing, Thinking, Acting”. La Hexagon, da sempre “fully oriented” sulla metrologia, grazie a nuove importanti acquisizioni e alle nuove competenze acquisite, si proponeva come fornitore di informazioni intelligenti al servizio della pro-

duttività delle aziende clienti. A distanza di un anno torniamo a verificare come procede questo importante processo di cambiamento, intervistando Eric Vaudagna, che dallo scorso aprile è stato incaricato di gestire e sviluppare i servizi post-vendita di Hexagon Manufacturing Intelligence. D.: Qual è la visione di Hexagon riguardo al “post-vendita”? R.: “I servizi post-vendita rappresentano per Hexagon, a livello Italia, circa il 40% su un fatturato totale annuo di 30 M€. Ciò è sufficiente a evidenziarne immediatamente l’importanza, non soltanto a livello di qualità e completezza dell’offerta dei nostri prodotti, ma anche in ottica di fidelizzazione dell’utilizzatore. La nostra strategia post-vendita si basa su un obiettivo principale: prenderci cura dell’investimento del cliente che ha acquistato un nostro prodotto. Lo facciamo funzionare, lo manuteniamo, formiamo gli operatori e, se necessario, sopperiamo direttamente a eventuali picchi di lavoro ai quali il cliente non è in grado di far fronte direttamente, gestendoli in outsourcing”. D.: Vogliamo entrare più in dettaglio nella struttura dei vostri servizi post-vendita…? R.: “Si tratta, innanzitutto, di

offerte costruite a misura del singolo cliente, che integrano alcuni pacchetti standard. Il cliente che possiede una nostra macchina di misura dev’essere certo che, fruendo dei nostri servizi post-vendita, può godere di un valore aggiunto assoluto. Parafrasando la pubblicità di una nota casa automobilistica, le macchine Hexagon vanno mantenute da Hexagon, soprattutto se usate… Posso citare l’esempio di un’azienda lombarda nostra cliente, operante nel settore della meccanica di precisione, in possesso di ben 14 macchine Hexagon con versioni software ormai datate, che necessitavano di essere aggiornate urgentemente per soddisfare nuove esigenze produttive. Il pacchetto di assistenza concordato (3 anni di durata) ha riguardato l’aggiornamento software, la taratura e certificazione di tutte le macchine, offrendo all’azienda non solo la possibilità di avere un unico riferimento, ma anche di poter ridurre al minimo (poche decine di minuti) la fermata produttiva necessaria per ripartire una volta effettuati gli aggiornamenti. In questo caso abbiamo messo a disposizione una risorsa dedicata per la conversione dei programmi alla nuova versione e nel pacchetto sono stati inclusi i nuovi PC e la formazione degli utenti: un atteggiamento ben diverso da quello del produttore di software che comunica semplicemente ai clienti il cambio di verT_M

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sione e… li lascia semi-abbandonati a gestire le problematiche interne che ne derivano! Per la cronaca, gli ottimi risultati ottenuti hanno indotto l’azienda a replicare il contratto anche per il suo secondo stabilimento negli USA. Rispondendo in dettaglio alla domanda, ecco il menù completo dei contratti

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TEC EUROLAB INSTALLA IL NUOVO SISTEMA NSI X7000 PER LA TOMOGRAFIA INDUSTRIALE TEC Eurolab è un centro laboratori di prova, che opera a Modena dal 1990. L’azienda fornisce servizi di test e analisi di Laboratorio, meccaniche, fisiche e chimiche, controlli non distruttivi, controlli dimensionali, certificazioni, supporto tecnico alla Ricerca e Sviluppo di materiali, prodotti e processi e formazione del personale. Il primo sistema di tomografia computerizzata a 240 kV è stato installato presso i Laboratori TEC Eurolab tre anni fa, e ora il mercato è pronto per la nuova NSI X7000. “La Tomografia industriale computerizzata (CT) ha la capacità unica di rilevare difetti interni ed eseguire una completa analisi dimensionale degli oggetti ispezionati senza la necessità di distruggere o smontare gli oggetti stessi – dichiara Marco Moscatti, responsabile del Centro Tomografico di TEC Eurolab. – È la tecnologia ideale per assistere i nostri clienti lungo il loro intero ciclo di sviluppo: a partire dalle analisi dei difetti, siamo in grado di supportare la ricerca e lo svi-

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TECNOLOGIE IN CAMPO

post-vendita da noi proposti: manutenzione hardware (parte meccanica ed elettrica), taratura, manutenzione e aggiornamento software (con servizio di call-center, che si può avvalere anche di accesso alle macchine da remoto, per la soluzione di problemi), part-programmazione, aggiornamento e retrofit sulle macchine del cliente (datate, con elettronica obsoleta da aggiornare), fino al noleggio a lungo termine (supportato da convenzioni con società finanziarie)”. D.: Presentando sinteticamente la vostra offerta post-vendita accennava anche alla possibilità di aiutare il cliente a gestire eventuali picchi di lavoro insostenibili. In che modo…?

R.: “Offrendo al cliente l’opportunità di appoggiarsi a subfornitori in grado di gestire tali picchi in outsourcing. Subfornitori, ovviamente, da noi controllati e di collaudata affidabilità e professionalità, con i quali da anni collaboriamo in modo estremamente soddisfacente in regime di assoluta reciproca fiducia. Così come avviene con alcune società convenzionate (in Piemonte, Emilia, Veneto e Toscana), che completano la copertura del territorio nazionale in affiancamento ai nostri Laboratori di Orbassano (TO) e Napoli. Un esempio per tutti può essere quello dell’azienda che necessita di effettuare misure particolari su componenti di grandi dimensioni, che non possono essere spostati dalla sede produttiva, e senza possedere internamente lo strumento adatto. I nostri Laboratori interni sono improntati a soddisfare con rapidità, preci-

luppo di un nuovo processo di prodotto o di produzione, fino all’ispezione del primo prodotto e al controllo qualità”. “Abbiamo installato il nostro primo sistema di Tomografia (NSI X5000), dotato di un tubo di micro-focus 240 kV, nel dicembre 2013 – continua Moscatti. – Durante i primi tre anni di utilizzo, il sistema ci ha aiutato a servire i nostri clienti con una qualità senza eguali. Sia l’hardware sia il software sono stati progettati per la massima flessibilità di applicazione e questo ci ha permesso di portare il mercato CT italiano a un livello superiore. Oltre a questa esperienza positiva, abbiamo anche effettuato una nuova valutazione del mercato valutando le specifiche tecniche dei vari produttori di apparecchiature CT. North Star Imaging si è distinto anche in questa seconda valutazione e per questo motivo abbiamo deciso d’investire in un nuovo sistema di NSI per aiutarci a crescere in questo segmento di mercato”. Il nuovo sistema X7000 è dotato di un tubo 450 kV e di un doppio rivelatore. Questo secondo sistema NSI è dedicato al testing su campioni di alluminio più spessi, come ad esempio blocchi motore per il settore automobilistico, e su materiali più densi, come le leghe CoCr, per la produzione di componenti in additive manufacturing con utilizzo in ambito aerospace. “Abbiamo scelto la X7000 come nostro secondo sistema CT – conclude Moscatti – perché ha la più

grande camera di scansione con tubo ed è dotata di rivelatori tra i più precisi sul mercato. Questo ci permetterà di eseguire la scansione di grandi campioni”. Il tubo di mini-focus Varian 450 kV offre elevata potenza senza compromettere la risoluzione. La macchia focale può essere impostata a partire da 400 micron e questo, in sinergia con il software NSI subpix, permette di raggiungere risoluzioni ben al di sotto di 100 micron, irrealizzabili con qualunque altro sistema CT ad alta potenza. Inoltre, utilizzando anche il rivelatore a serie Linear fornito da Detection Technology, si riduce la dispersione dell’artefatto per offrire la migliore qualità d’immagine possibile. Per ulteriori informazioni: www.tec-eurolab.com

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sione ed efficienza le esigenze dei clienti: il centro di Orbassano, ad esempio, è dotato di una sala adibita unicamente alle misure in conto terzi, diretta da Marco Ebano, con ritmi di lavoro in continuo incremento. Non meno determinante il ruolo di Sabrina D’Angelo e Lorena Giacomello, responsabili dei contratti di manutenzione hardware e software, la cui importanza è stata precedentemente evidenziata. Laboratori certificati da ACCREDIA, per determinate grandezze, o da altre aziende del nostro Gruppo, come, ad esempio, nel caso della taratura dei laser tracker LEICA e dei bracci di misura ROMER, le cui società ci sottopongono a verifiche periodiche molto minuziose e severe”.

TECNOLOGIE IN CAMPO

to richiedevano una risorsa dedicata alla loro gestione, mentre oggi esistono società che contrattualmente offrono all’azienda cliente un servizio di supporto all-inclusive, che si estende fino all’invio di un SMS di avvertimento all’utente del singolo mezzo quando è tempo di effettuare cambio gomme, tagliando, ecc. Il servizio che proponiamo al cliente è orientato a lasciarlo libero di pensare totalmente alla produzione, senza preoccuparsi di gestire gli aspetti tecnici, manutentivi e burocratici delle macchine, a tutto vantaggio del business aziendale”. RIMOZIONE FACILE ED ECONOMICA DELLE SCORIE DA PROCESSO

D.: Chiudiamo con una sua valutazione in merito al livello di maturità della clientela italiana riguardo a questo tipo di offerte innovative…? R.: “Definirei le aziende italiane sufficientemente disponibili a valutare positivamente le nostre offerte di servizi post-vendita, anche se va riconosciuto che le nuove generazioni d’imprenditori sono maggiormente propense a recepirle come reali opportunità, prima di considerarne i relativi costi. La principale opportunità a disposizione è quella, una volta acquisita la macchina, di gestirla al meglio dimenticandosi di tutte le incombenze relative, manutentive e non, valorizzando quindi l’investimento sostenuto. Un po’ come accade per la gestione delle flotte automobilistiche aziendali, che in passa-

Ventiquattro ore: è il tempo che occorre per riempire completamente un container da 30 t di scorie da una fornace di combustione, per poi essere sostituito da un container vuoto. Durante questo tempo vengono generati costi non necessari poiché, per garantire l’impiego ottimale della capacità del container, il personale deve monitorare il processo di riempimento. Nel frattempo, la motrice usata per il trasporto del container resta ferma in attesa. È giunto il momento di progettare questo processo in modo più efficiente. I trasportatori elettrici SET 30 personalizzati della Multi-Trans forniscono la soluzione ideale. Durante il riempimento, il veicolo a piattaforma senza conducente sostituisce la motrice usata per il trasporto. Inoltre, l’innovativo sistema di trasporto dello specialista bavarese controlla indipendentemente il processo di riempimento. Ed ecco i risultati: minore dispendio di risorse umane, considerevole aumento dell’efficienza e riduzione dei costi. La Multi-Trans si affida alla tecnologia T_M ƒ 55

di pesatura precisa della HBM affinché il veicolo intelligente a piattaforma svolga il proprio compito con affidabilità. Questa tecnologia garantisce lo sfruttamento ottimale della capacità di carico dei container utilizzati, contribuendo in tal modo al controllo affidabile e indipendente del processo di riempimento. Veicolo intelligente a piattaforma senza conducente Con i trasportatori elettrici ad autopropulsione SET 30, la Multi-Trans ha creato una soluzione di trasporto che offre agli utenti numerosi e redditizi vantaggi. Infatti, il trasportatore è perfettamente adatto ai container a rulli commerciali e le sue dimensioni compatte, l’alta capacità di carico di 30 t metriche e lo stretto raggio di sterzata di appena nove metri, ne consentono disparate applicazioni. Tutto ciò in modo

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estremamente economico, grazie alla pesa integrata che effettua contemporaneamente alcune importanti attività di monitoraggio e controllo. Un esempio del processo è lo scenario descritto all’inizio: prima una motrice sistema un container a rulli vuoto sul rimorchio a piattaforma. Poi un operatore posiziona, tramite telecomando, il rimorchio sotto il condotto di scarico, ove quest’ultimo riceve le scorie prodotte dalla combustione durante le successive 24 ore. Raggiunto il massimo peso di riempimento precedentemente impostato, l’indicatore di pesatura invia un segnale al convogliatore a nastro per arrestare automaticamente il riempimento. Solo ora, per la prima volta, è necessario che un funzionario guidi la piattaforma di pesatura con sicurezza fino al ribaltabile, usando in modo molto efficiente il ridotto spazio disponibile. Il rimorchio riceve poi

automaticamente il container a rulli dal veicolo elettrico, senza impiego di alcun macchinario esterno. Per lo sviluppo del trasportatore elettrico SET 30 occorreva una bilancia precisa e affidabile (elemento critico per il successo del nuovo sistema di trasporto): la scelta cadde su HBM, specialista della tecnologia di pesatura. Usando prodotti HBM la pesa fu integrata nel veicolo, soddisfacendo le precise esigenze prestazionali ed economiche, garantendo un eccellente rapporto qualità/prezzo. Ad esempio, l’installazione dei moduli di pesatura HBM 1RTN/M2LBR22T, con carico nominale fino a 33 t metriche, nel telaio del veicolo fu semplice e diretta e richiese solo quattro fori delle dimensioni del modulo negli angoli d’incasso del veicolo. Insieme alla nuova cella di carico a torsione anulare 1-RTN0.05/15 T, al nuovo indicatore di pesatura WE2111 le-

N. 01ƒ ;2017 ISPEZIONE VELOCE E AFFIDABILE DI COMPONENTI AEROSPACE

Fondata nel 1991, con sedi in Canada e negli Stati Uniti, Alphacasting è rapidamente divenuta leader mondiale nel campo della microfusione, con oltre 120 di tipi di leghe diverse, tra cui alluminio, acciaio inossidabile, acciaio al carbonio, bronzo, titanio e altre leghe speciali. La società è specializzata nella produzione d’innovativi componenti pressofusi destinati a diversi settori industriali, in particolare all’industria aerospaziale e ai trasporti. Alphacasting ha raggiunto una reputazione invidiabile grazie a qualità, precisione, affidabilità, conformità e puntualità nelle consegne dei progetti di fusione che segue per i propri clienti. L’azienda ha implementato un rigoroso sistema di controllo qualità durante l’ispezione dei componenti di propria produzione, principalmente allo scopo di soddisfare i suoi elevati standard di prodotto. La sfida Alphacasting utilizza strumenti tradizionali, tra cui scanner CMM fissi convenzionali, sistemi d’ispezione a raggi X, calibri e varia strumentazione manuale per controllare la qualità dei componenti prodotti. Tuttavia, se-

L’operatore versa alluminio fuso nel corso del processo di microfusione

gale per il commercio per applicazioni industriali e alla scheda-inserto WE2111-ZCC della HBM, il modulo di pesatura fornisce ora valori di misura precisi e affidabili per il controllo automatico del processo di riempimento che, in definitiva, aiuta a risparmiare denaro. Oltre alla qualità dei componenti forniti e alle prestazioni ideali del nuovo indicatore di pesatura WE2111, adatto specialmente per l’uso industriale e la pesatura di autocarri, la scelta del partner HBM è stata confermata anche dall’ottimo servizio tecnico offerto dagli esperti della multinazionale tedesca, sempre disponibili e pronti a soddisfare le richieste della Multi-Trans in ogni fase del progetto. Per ulteriori informazioni: www.hbm.com

TECNOLOGIE IN CAMPO

società ha scelto HandySCAN 700™, scanner portatile metrologico progettato appositamente per aziende che necessitano di controlli precisi e affidabili in settori, come quello aerospaziale, dov’è imprescindibile un impeccabile controllo della qualità. Inoltre, per la fase di controllo delle superfici, Alphacasting ha lavorato a stretto contatto con il reparto metrologia di Creaform. “Il team ha utilizzato lo scanner HandySCAN 3D

condo Steven Kennerknecht, vicepresidente della divisione Engineering di Alphacasting, non era facile, per usare un eufemismo, acquisire rapidamente dati precisi per il controllo di ogni singolo componente. In particolare, lo sviluppo di fusione dell’alluminio per una pompa di lubrificazione e recupero sul motore di jet privati a lungo raggio della Bombardier Global Express, doveva durare diversi mesi, con molteplici e ripetute modifiche correttive durante il processo di produzione, in modo da ottenere il prodotto finito secondo le specifiche indicate. Con così tanti passaggi, era necessario adottare una nuova strategia per ridurre i tempi di elaborazione e garantire una qualità eccellente del prodotto. Lubrificazione e pompa di recupero relativa “È importante monitorare le al motore di jet privati singole fasi di produzione di un nuovo componente, tanto più nel caso di particolari complessi per effettuare rapidamente la scansiocome questo, per capire meglio l’im- ne del pezzo fuso completo. Poter patto delle modifiche apportate e defi- effettuare la scansione dell’intera sunire quelle necessarie da effettuare in perficie e ottenere immediatamente il seguito”, ha spiegato Kennerknecht. relativo report è stato per noi molto “I lunghi tempi di configurazione, la importante e ci ha permesso di capire lentezza e la mancanza d’informazio- quali modifiche avremmo dovuto effetni che offrivano i metodi tradizionali tuare, oltre a garantirci di essere in possesso della quantità di materiale non erano più accettabili”. Per il progetto Bombardier, Alphaca- necessaria per l’avvio della produziosting ha puntato sugli scanner 3D e sui ne. La qualità dei dati della scansione servizi di metrologia di Creaform. La ci ha permesso di prendere decisioni T_M ƒ 57

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TECNOLOGIE IN CAMPO

Scansione 3D in tempo reale di un componente con HandySCAN 3D

più oculate e ridurre i tempi di produzione”, ha aggiunto Kennerknecht. È da sottolineare la professionalità e la competenza del team di metrologia Creaform. “Hanno messo a nostra di-

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Ispezione della fusione con HandySCAN 3D

sposizione e con tempestività tutti i dati di cui avevamo bisogno. Siamo rimasti positivamente colpiti non solo dalla velocità di configurazione, scansione e reporting, ma anche dalla

competenza delle persone, che ci ha permesso di eseguire una scansione in modo corretto fin da subito”. Per ulteriori informazioni: www.creaform3d.com

METROLOGIA GENERALE

Rubrica a cura di Luca Mari (lmari@liuc.it)

Che cos’è la metrologia, insomma? Una riflessione a 4 mani* GENERAL METROLOGY In this permanent section of the Journal our colleague and friend Luca Mari, world-recognized expert in fundamental metrology and member of several International Committees, informs the readers on the new developments of the fundamental norms and documents of interest for all metrologists and measurement experts. Do not hesitate to contact him!

RIASSUNTO In questa Rubrica permanente il collega e amico Luca Mari, internazionalmente riconosciuto quale esperto di metrologia fondamentale e membro di numerosi tavoli di lavoro per la redazione di Norme, informa i lettori sui più recenti temi d’interesse e sugli sviluppi di Norme e Documenti. Scrivete a Luca per commentare i suoi articoli e per proporre ulteriori temi di discussione! *Con Dario Petri, Past President del GMEE La metrologia – la “scienza della misurazione e delle sue applicazioni”, secondo il Vocabolario Internazionale di Metrologia (VIM) [JCGM 2012, def. 2.2] – è il campo di conoscenza (body of knowledge) relativo alla misurazione. Al di là di questioni specificamente lessicali, perché ci dovremmo occupare di cos’è la metrologia? In fondo, si potrebbe sostenere, la misurazione è un processo sperimentale, e perciò un “fare”, e il che cosa si fa non dipende da come lo si descrive. Ci sono però alcune ragioni per considerare la nostra domanda interessante. La misurazione gode di prestigio sociale tale da garantire ai risultati di misura un’affidabilità sociale (public trust) che non si riconosce alle opinioni, anche se espresse in forma di valori di grandezze. E infatti esistono in modo non controverso una metrologia dimensionale e una metrologia elettrica, ma per esempio non, plausibilmente, una metrologia dell’intelligenza (con buona pace del “quoziente d’intelligenza”) o delle opinioni politiche. La giustificazione di questa affidabilità è il cuore della metrologia. In questa linea la

posizione conservativa sarebbe allora di considerare metrologia solo ciò che attiene alla misurazione delle grandezze fisiche, o ancora più specificamente ciò di cui si occupano gli Istituti Metrologici Nazionali, l’INRIM in Italia. La riferibilità metrologica (si vedano la definizione 2.41 del VIM e le relative note) a un’unità realizzata da campioni mantenuti e disseminati da un Istituto Metrologico Nazionale è certamente garanzia dell’affidabilità sociale in questione. D’altra parte, come spesso per le posizioni conservative, anche questa cristallizza una situazione che invece nel passato era diversa e comunque rischia di non cogliere le dinamiche in corso. A proposito del passato, si pensi al termine “pesi e misure” ancora presente nei nomi delle massime istituzioni della metrologia, “Ufficio Internazionale / Comitato Internazionale / Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure” (per gli interessati a sapere di più di queste Istituzioni il riferimento è il sito web del BIPM [BIPM]): è la traccia di una situazione, evidentemente non ancora così lontana da imporre un cambiamento anche lessicale, in cui la misurazione era intesa come riferita solamente alle grandezze geome-

triche e quindi era considerato necessario aggiungere “pesi” a “misure”. Quanto invece al presente e al prossimo futuro, in un contesto “post-fattuale”, o di “post-verità”, come quello in cui stiamo vivendo, non sarebbe auspicabile che i metodi consolidati per garantire l’affidabilità sociale d’informazione ottenuta sperimentalmente mediante misurazione fossero più ampiamente adottati, e quindi che la lezione della metrologia (qualunque ambito di applicazione le si riconosca) possa essere appresa e applicata anche oltre la misurazione delle grandezze fisiche? Discutere di cos’è la metrologia pare dunque una buona opportunità per studiare la natura della misurazione, il suo ruolo e i suoi limiti, tra scienza, tecnologia, matematica e società. Dato che la metrologia ha certamente a che vedere con la misurazione, una premessa è utile per meglio chiarire quanto segue. Assumiamo che la misurazione sia un processo di acquisizione d’informazione su proprietà di entità (per esempio la lunghezza di un certo oggetto) e tale che l’informazione che ne risulta è espressa nella forma di valori per tali proprietà (per esempio 0,1234 m) (ricordiamo che, in accordo al VIM, le grandezze sono specifiche proprietà). Poiché esistono processi di acquisizione d’informazione che non sono misurazioni – come già notato, si può esprimere un’opinione attraverso valori di proprietà –, usiamo il termine “valutazione” (nel senso specifico di “attribuzione di un valore”) per indicare il processo generico: dunque la misurazione è una valutazione ma non ogni valutazione è una misurazione. Possono essere identificate caratterizzazioni diverse della metrologia, e in particolare le seguenti. C1.Una caratterizzazione organizzativa: metrologia come ciò che fanno gli Istituti Metrologici Nazionali; T_M

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C2.Una caratterizzazione disciplinare: metrologia come la disciplina che si occupa delle valutazioni di proprietà fisiche; C3.Una caratterizzazione semantica: metrologia come la disciplina che si occupa della misura; C4.Una caratterizzazione assiologica: metrologia come la disciplina che si occupa delle valutazioni di sufficientemente alta qualità. Queste caratterizzazioni non sono alternative, e anzi una possibile risposta al nostro problema consiste nella congiunzione delle quattro condizioni: metrologia come ciò che fanno gli Istituti Metrologici Nazionali quando si occupano di questioni relative a misure di sufficientemente alta qualità di grandezze fisiche. Non c’è da sbagliarsi: che questa sia metrologia non pare proprio in discussione. Nella stessa linea, questa è per esempio

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METROLOGIA GENERALE

una descrizione un poco più esplicita: “Metrology is the science of measurement. Metrology covers three main activities: 1. The definition of internationally accepted units of measurement, e.g. the metre. 2. The realisation of units of measurement by scientific methods, e.g. the realisation of a metre through the use of lasers. 3. The establishment of traceability chains by determining and documenting the value and accuracy of a measurement and disseminating that knowledge, e.g. the documented relationship between the micrometer screw in a precision engineering workshop and a primary Laboratory for optical length metrology”. [Metrology in short]. Il punto però è se la metrologia è solo questo. La definizione appena riportata dice che la metrologia è la scienza della misurazione: davvero non c’è attività scientifica propria della misurazio-

ne al di fuori di questo? Nuovamente, la questione non è solo definitoria o di appartenenza a comunità disciplinari: la nostra società ha sempre più bisogno d’informazione affidabile ottenuta mediante operazioni sperimentali, come quella che la misurazione sa garantire, e limitare in questo modo il campo di applicazione della metrologia è, quantomeno, un’occasione che si perde. Vogliamo per esempio chiamare quella appena descritta metrologia in senso stretto, ed esplorare in conseguenza cosa potrebbe essere una metrologia in senso lato? In questa prospettiva, è interessante accennare a come le quattro caratterizzazioni C1C4 possono essere estese. A proposito di C1 (la metrologia è ciò che fanno gli Istituti Metrologici Nazionali) non c’è molto da dire: l’estensione di questa caratterizzazione richiede, senza troppo impegno, di ac-

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to è quello dei materiali di riferimento, come documentato per esempio dal rapporto tecnico [ISO 79]; per enfatizzare le analogie tra la misurazione di grandezze e la valutazione di proprietà classificatorie, il comitato congiunto “Nomenclature, Properties, and Units” dell’International Federation of Clinical Chemistry And Laboratory Medicine (IFCC) e dell’International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) ha pubblicato “An outline for a vocabulary of nominal properties and examinations” [Nordin et al 2010], ora in corso di trasformazione in una formale Raccomandazione IFCC-IUPAC). La scelta d’includere tra le possibili caratterizzazioni della metrologia anche C4 (la metrologia è la disciplina che si occupa delle valutazioni di sufficientemente alta qualità) non è ovvia, anche considerando che – correlando inversamente la qualità delle valutazioni all’incertezza dei loro risultati – ciò appare esplicitamente in contraddizione con quanto asserito dal VIM: “La metrologia comprende tutti gli aspetti teorici e pratici della misurazione, qualunque sia l’incertezza di misura e il campo d’applicazione”. [JCGM 2012, def. 2.2 nota]. In questa prospettiva, insomma, ci potrebbe essere una metrologia industriale ma forse non una metrologia del supermercato, benché nei supermercati si facciano certamente misure. D’altra parte, questa caratterizzazione coglie due punti importanti. Primo, un risultato di misura porta con sé anche l’informazione sulla sua qualità, appunto nella forma d’incertezza di misura (naturalmente qui il riferimento è alla Guida all’espressione dell’incertezza di misura [JCGM 2008], che è stata recentemente pubblicata in traduzione italiana come UNI CEI 700983:2016). Secondo, tale qualità dev’essere “sufficiente”, dunque appropriata agli scopi per cui si misura, cosa che rende conto della natura pragmatica della misurazione: a parità di tutto il resto, è ovviamente preferibile un risultato di misura con una piccola incertezza, ma questo appunto ceteris paribus. La misurazione ha costi, e ciò che importa è che la qualità dei risultati sia commisurata da una parte agli scopi per cui si misura e alle caratteristiche del misu-

cettare che anche al di fuori degli Istituti Metrologici Nazionali si può fare metrologia (soprattutto se intesa come “scienza della misurazione e delle sue applicazioni”). Un’estensione di C2 (la metrologia è la disciplina che si occupa delle valutazioni di proprietà fisiche) ha a che vedere con l’ammissione che possano essere misurabili proprietà non solo fisiche. L’estensione alle proprietà chimiche, biologiche, ..., non è così problematica (un esempio interessante è il database online del Joint Committee for Traceability in Laboratory Medicine [JCTLM]), mentre più complesso è accettare di considerare parte della metrologia la valutazione di proprietà non-fisiche (psicologiche, sociologiche, economiche, ..., con casi specifici per esempio a proposito della valutazione di proprietà di sistemi software), quantomeno perché per esse la questione della riferibilità a unità di misura universali, e più in generale dell’esistenza stessa di un sistema metrologico, appare ancora aperta. D’altra parte, la rilevanza sociale di tali valutazioni non è in discussione, e quindi la possibilità di applicare le lezioni apprese dalla metrologia in questi contesti, e perciò di dotarsi di metodi oggettivi e intersoggettivi per stabilire l’affidabilità di tali valutazioni, appare di notevole importanza. La caratterizzazione C3 (la metrologia è la disciplina che si occupa della misura) si sviluppa intorno alla relazione tra “misura” e “misurazione”. La misura – nel senso della misura di Lebesgue (si veda per esempio la relativa voce di [wikipedia]) – è l’entità matematica che generalizza il concetto euclideo di grandezza e da esso si è consolidata l’idea che la misurazione sia necessariamente relativa a grandezze (con i conseguenti equilibrismi lessicali del VIM, che per giustificare la posizione che è possibile misurare anche proprietà ordinali ha scelto di chiamarle “grandezze ordinali”). Estendere C3 corrisponde perciò a studiare come i metodi della metrologia siano applicabili anche alla valutazione di proprietà ordinali e classificatorie, notando in particolare come la riferibilità possa essere garantita anche in questi casi (un ambito d’importanti attività al proposi-

METROLOGIA GENERALE

rando (dunque a partire dalla sua incertezza di definizione), e dall’altra alle risorse disponibili per misurare. Questa potrebbe perfino diventare la chiave per interpretare il ruolo sociale della metrologia in senso lato: un campo di conoscenza che mette a disposizione principi e metodi per valutare, gestire e garantire la qualità dell’informazione acquisita sperimentalmente.

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI [1] BIPM, Bureau International des Poids et Mesures, www.bipm.org/en/aboutus. [2] ISO/TR 79, Reference materials – Examples of reference materials for qualitative properties, ISO/REMCO Committee on reference materials, 2015. [3] JCGM 100:2008, Evaluation of measurement data – Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM, originally published in 1993), Joint Committee for Guides in Metrology, 2008: www. bipm.org/en/publications/guides/ gum.html; traduzione italiana UNI CEI 70098-3:2016, Incertezza di misura – Parte 3: Guida all’espressione dell’incertezza di misura. [4] JCGM 200:2012, Vocabolario Internazionale di Metrologia (VIM) - Concetti di base e generali e termini associati, 3a ed. (versione 2008 con correzioni minori), Joint Committee for Guides in Metrology, 2012; versione trilingue En, Fr, It: www.ceiweb.it/it/lavori-normativi-it/vim. html; versione bilingue En, Fr con annotazioni: http://jcgm.bipm.org/vim. [5] JCTLM Database, Database of higherorder reference materials, measurement methods/procedures and services, Joint Committee for Traceability in Laboratory Medicine, www.bipm.org/jctlm. [6] Metrology in short, 3rd edition, EURAMET project 1011, 2008, www. euramet.org/publications-mediacentre/documents/metrology-inshort. [7] G. Nordin, R. Dybkaer, U. Forsum, X. Fuentes-Arderiu, G. Schadow, F. Pontet, on behalf of the IFCC-IUPAC; Committee on Nomenclature, Properties, and Units (C-NPU), An outline for a vocabulary of nominal properties and examinations – Basic and general concepts and associated terms, Clin Chem Lab Med, 48(11),1553-1566, 2010. [8] Wikipedia, Misura (matematica), https://it.wikipedia.org/wiki/ Misura_(matematica).

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NEWS

METROLOGIA SOTTO CONTROLLO: CONFRONTI INTER-LABORATORIO PER PROGREDIRE Per i Laboratori, accreditati o meno, valutare la qualità delle proprie misure è un obbligo. La soluzione ideale è quella di aderire a campagne di confronti inter-laboratorio (CIL). Deltamu supervisiona regolarmente questo tipo di campagne, finalizzate a consentire ai diversi partecipanti di verificare i propri metodi di misura e progredire nella padronanza della metrologia. Ecco l’elenco dei CIL già attivi nel 2017: Catena di Temperatura da 20 °C a 180 °C; Anelli filettati; Tamponi filettati; Anelli lisci; Tamponi lisci; Macchine di Misura a coordinate (CMM). E se in questo elenco non fosse presente il CIL di specifico interesse, Deltamu è disponibile a organizzarne uno nuovo, mirato su un ulteriore argomento, assumendosi ogni responsabilità e nominando un coordinatore per ciascun circuito. Il compito del coordinatore è quello di garantire il rispetto dei tempi accordati a ciascun partecipante per eseguire le misure sui dispositivi e, se necessario, istruire i partecipanti. I partecipanti sono tenuti al corrente con regolarità, dello stato di avanzamento della campagna.

Il valore aggiunto di Deltamu nelle campagne CIL 10 anni di esperienza nei confronti interlaboratorio e campagne CIL (ciascuna con un unico referente) organizzate in metrologia dimensionale, misure 3D, temperatura, microbiologia, ecc. Garanzia di anonimità dei risultati, presentati secondo le norme della serie ISO 5725, mediante un rapporto di sintesi dettagliato inviato a ciascun partecipante. La capacità dei Laboratori viene successivamente valutata sulla base delle norme ISO Guida 43-1 e 2 e ISO 13528. I valori contrassegnati come statisticamente ambigui (test di Mandel, di Cochran, di Grubbs) sono oggetto di successiva analisi tra Deltamu e il partecipante coinvolto. Consulenza nella determinazione delle cause e nella messa a punto delle correzioni, per garantire la tenuta sotto controllo del processo. Calcolo delle statistiche prestazionali (Z score, zeta, ecc.). Per ulteriori informazioni: www.deltamu.com Email: ufficio-commerciale@deltamu.com

SENSORE MEMS ANALOGICO CON 6 GRADI DI LIBERTÀ Dal 1980 Dytran Instruments sviluppa e produce dispositivi di misura che sfruttano il principio piezoelettrico, offrendo supporto nelle applicazioni più impegnative e durante le fasi di testing. In risposta alle crescenti richieste di prodotti rivolti alle misurazioni delle vibrazioni a bassa frequenza, Dytran ha introdotto la serie 7556AX (distribuita in Italia da Luchsinger), che incorpora sia un accelerometro triassiale MEMS miniaturizzato sia tre giroscopi MEMS. Il sensore fornisce dati di accelerazione (g) X, Y, Z, e informazioni sulle rotazioni (rollio, beccheggio e imbardata – espressi in gradi al secondo) attorno ai tre assi ortogonali. Progettato per essere montato tramite due fori passanti di diametro 4,445 mm, il sensore viene alimentato con una tensione da 5 a 30 V DC e produce in totale 6 segnali in uscita analogici. Tutti gli output del

sensore sono “uscita zero volts per segnale nullo di ingresso”: ciò significa che quando non è presente accelerazione o velocità angolare, il sensore fornisce un’uscita nominale pari a zero. Il 7556AX ha un sensibilità base di 200 mV/g per l’uscita dell’accelerazione e 1 mV/grado/sec per l’uscita del giroscopio. La custodia che contiene il sensore è in titanio (il peso complessivo è di circa 25 grammi) ed ermeticamente sigillata, per poter resistere agli ambienti di lavoro più difficili. Il sensore 7556AX viene utilizzato in svariate applicazioni, tra le quali: dinamiche dei veicoli, rotolamento, sicurezza di guida, testing aerospaziale, dinamica di volo, test su aeromobili a terra e in volo. Per ulteriori informazioni: www.luchsinger.it

RENISHAW AD A&T 2017 Soluzioni innovative in mostra presso lo stand Renishaw (E32-F31) nella prossima edizione di A&T (3-5 maggio, Torino Lingotto): migliorare la redditività è un obiettivo raggiungibile! Renishaw presenterà una macchina per produzione additiva in metallo, che permette di produrre pezzi direttamente da disegni CAD 3D utilizzando polveri di diversi metalli, che vengono stratificate con spessori da 20 a 100 micron e fuse in atmosfera controllata da un laser di alta potenza a fibra ottica. Il controllo direttamente in produzione è una realtà di facile impiego con Equator™: un calibro flessibile estremamente leggero, rapido e con elevatissima ripetibilità, che può essere utilizzato semplicemente premendo un pulsante. Equator™ opera per comparazione tra un pezzo campione validato in sala metrologica e quelli di produzione, fornendo un responso immediato sulla conformità di quanto prodotto. Per un controllo ancora più attivo sulla produzione, Renishaw presenterà il presetting utensili laser NC4 e il presetting a contatto radio RTS, che offrono la possibilità di misurare gli utensili e rilevarne eventuali usure e rotture. Sempre nell’ambito dell’ottimizzazione della produzione, sarà visibile il sistema di

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diagnostica della macchina utensile QC20-W, che permette, in soli 10 minuti, di verificare le condizioni di corretto movimento del piano di lavoro della macchina al fine di produrre pezzi buoni al primo colpo. Per quanto concerne l’area di misura in sala metrologica, saranno presenti la testa PH20, che sfrutta la tecnologia sviluppata per il noto sistema di misura REVO®, e può offrire un esclusivo metodo di misura rapida a contatto, con posizionamenti veloci e continui su 5 assi per garantire l’accesso ottimale agli elementi. La spettroscopia Raman, assoluta eccellenza nella proposta Renishaw, è impiegata con successo nell’analisi di un’ampia gamma di materiali e sistemi ed è qui rappresentata dallo strumento InVia. Saranno inoltre visibili gli encoder ottici e magnetici. I primi permettono misure di posizione lineare e/o rotativa affidabili e ad alte prestazioni grazie a una riga finemente graduata e a un lettore optoelettronico compatto che converte il movimento relativo alla riga in dati di posizione, i secondi permettono misure di posizione lineare e rotativa a costo contenuto, estremamente affidabili e adatte ad ambienti ostili. Per ulteriori informazioni: www.renishaw.it

LA MISURA DEL SOFTWARE

GUFPI-ISMA Luigi Buglione

Metrologia e Contratti Parte 3: Ambiti, confini applicativi e strati/partizioni

METROLOGY AND CONTRACTS - PART 3: SCOPES, APPLICATION BOUNDARIES AND LAYERS/PARTITIONS Third paper based on the new GUFPI-ISMA guidelines on the proper use of “Principles, Assumptions and Contractual Best Practices” (vol. 1, 2016), it deals with measurement scopes, in particular of the definition of the application boundaries for a software product, analysing how layers and partitions are currently managed and how most known best practices suggest they could/should be governed. RIASSUNTO Terzo articolo basato sulle nuove linee guida GUFPI-ISMA sul corretto uso di “Principi, Assunzioni e Best Practice Contrattuali” (vol. 1, 2016), tratta il tema degli ambiti di misurazione, in particolare della definizione dei confini applicativi di un’applicazione software, analizzando come attualmente sono trattati strati e partizioni e di come le best practice suggeriscono potrebbero/dovrebbero essere gestiti. INTRODUZIONE

Terzo appuntamento con la disamina dell’applicazione di buoni principi di misurazione ai contratti (ICT e non) [2] parlando questa volta degli ambiti di misurazione e dei relativi “confini applicativi” di un software, altro capitolo delle nuove “linee guida contrattuali” GUFPI-ISMA [1]. Può apparire banale, ma la definizione dello scope rappresenta il primo passo indispensabile per misurare. Si tratta quindi di definire l’ambito di misurazione da considerare, in funzione del punto di vista di uno stakeholder, nelle tecniche FSM, dello user, che può essere sia un umano sia un sistema; es: due sistemi IT che dialogano tra di loro per inviare e ricevere dati o ancora, oggi in ambito IoT – Internet of Things – due periferiche/ elettrodomestici che scambiano informazioni per un acquisto online o un’informazione sullo stato degli asset oggetto di quel servizio IT. Se non fosse propriamente definito il “perimetro” di ciò che va stimato prima e misurato poi, come poter aver certezza che le parti discuteranno su una

corretta quantità compravenduta al termine di un progetto? Essendo un semplice passaggio logico (divide-et-impera... prima definisci il perimetro, poi misura), lo scope management è uno dei primi gruppi di processo definiti sia nel mondo del Project Management (es: nel PMBOK [3]) sia nelle guide di misurazione, come ad esempio la IFPUG FPA o COSMIC FSM, ma più in generale in tutte le guide per metodi FSM [4]. Nel mondo FSM (Functional Size Measurement), Albrecht propose la FPA nel 1979 quando ancora l’informatica era basata su mainframe, e non era ancora uscito il primo PC o il primo mini-computer: quindi le architetture IT erano alquanto “semplici” rispetto a oggi, così come le conoscenze d’ingegneria del Software e le formulazioni su come gestire un progetto e il suo ciclo di vita (SLC – Software Life Cycle). Pertanto il “progetto” software corrispondeva (quasi interamente) al “prodotto” software, essendo il principale artefatto percepibile dall’utente; gli altri work product (es: manualistica utente, patch, ...) erano visti come un “di cui” minimo rispetto al prodotto principale.

DEFINIRE GLI AMBITI E I CONFINI APPLICATIVI

La “deriva” nel mondo delle metriche funzionali è stata pertanto, negli anni ’90, quella di pensare (anche in buona fede) che un Function Point (FP) rappresentasse la misura dell’intero “progetto” software e non solo della parte funzionale del “prodotto” software, laddove il progetto ricomprende molte attività in più non parte di un requisito funzionale utente (FUR – Functional User Requirement), come ad esempio la stessa attività di misurazione, che è un’attività progettuale e non legata direttamente al prodotto. Ad esempio, misurare il prodotto non ne varia le dimensioni, ma restituisce ovviamente un’informazione utile per stime e valutazioni sull’intera attività progettuale. E da qui iniziare a “scimmiottare” le pratiche contrattuali nord-americane nelle quali gli FP “pagavano” l’intero progetto. Peccato che tuttora in altri Paesi la corresponsione di un FP sia dalle sei alle dieci volte più alta di quella riconosciuta in molti contratti italiani, con una non proporzionalità tra “quantità”, “tempi” e “corrispettivi” (va ricordato che il software non è necessariamente l’unico deliverable di un progetto). Dal nostro punto di vista di misuratori l’attenzione è chiaramente puntata al primo dei tre passaggi, la quantità, che per ciascuno degli “ingredienti” (asset) da inserire in un progetto va stimata con il minor tasso di errore possibile. E con la maggiore maturità dell’ICT nel corso degli anni, anche la definizione delle architetture si è raffinata, evoluta e dettagliata, proponendo schemi multilivello (multi-tier); oggigiorno si parla di GUFPI-ISMA - Gruppo Utenti Function Point Italia Italian Software Metrics Association luigi.buglione@gufpi-isma.org

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sistemi a due livelli (es: front-end e backend, prima ancora client/server) oppure a tre livelli (es: architetture SOA – Service Oriented Architectures). Nelle tecniche FSM (come nel Project Management) è quindi fondamentale definire l’ambito di misurazione (cosa debbo stimare e poi misurare? Quali confini definiscono il mio ambito di misurazione?). E per far ciò è necessario analizzare la struttura di un sistema a partire dalla sua architettura. Il risultato – quale che sia l’unità di misura utilizzata per la misurazione – deve restituire sempre una proporzionalità tra quantità di lavoro e il conseguente impegno (effort), stimabili attraverso l’applicazione di valori di produttività storici (la produttività è infatti il rapporto tra una data quantità e i relativi tempi di lavoro). Si osservi la Fig. 1, che riporta lo schema generico di un’architettura a tre livelli (es: SOA) [5].

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N. 01ƒ ; 2017

LA MISURA DEL SOFTWARE

Si supponga che il progetto consideri scambi dati tra i vari strati (layer), ma che le parti abbiano definito un solo confine (“mono-confine”) per l’intera applicazione. Non definendosi confini per ciascuno degli strati in realtà esistenti, per le regole comuni a tutti i metodi FSM i flussi intermedi non sa-

rebbero quindi considerati, conteggiando pertanto una quantità in Function Point (FP) minore dei 250 FP che appaiono in Fig. 1, a parità però d’impegno di lavoro profuso. Alcune conseguenze pratiche: -– la produttività “nominale” [6] risulterà più bassa di quella “reale” e, in un processo iterativo di stima, porterà a stimare tempi di lavoro maggiori del normale, con un maggior numero di risorse e quindi di costi nel perimetro da considerare; – per i contratti corrisposti a “unità di prodotto” (ma che perimetrano economicamente la quasi interezza dell’intero “progetto”) aumenterà po tenzialmente la litiFigura 1 – Architettura multi-tier giosità tra le parti: in-

N. 01ƒ ;2017 CHI È L’UTENTE?

Altro tema a lungo dibattuto e strettamente collegato, ma già risolto dal 1999, è chi debba essere l’utente, dato che il confine e il numero di funzionalità va stabilito tenendo conto del “suo” punto di vista. Un utente è definito negli standard ISO come “ogni persona o oggetto (sistema) che interagisce con il software in ogni istante” [7]. Pertanto due sistemi (o sotto-sistemi) che interagiscono tra di loro sono “utenti”. Da qui si chiarisce ovviamente anche la richiesta di suddividere i confini di un’applicazione (“collezione integrata di procedure automatizzate e dati che forniscono supporto a un obiettivo applicativo; è formata da uno o più componenti, moduli, o sottosistemi”) laddove un “layer” (strato) non è un “technical requirement” elaborato da un Fornitore, ma un “business requirement” formulato e concordato tra Cliente e Fornitore (nota: “business” va inteso – come in ITIL e ISO 20000 – il “cliente/committente”. Pertanto due sotto-sistemi (o strati) di un apparente “unico” sistema vanno suddivisi e misurati separatamente, altrimenti l’effetto pratico è quello di non contare i flussi (data movement) di scambio tra sotto-sistemi. COME MISURARE LA PRODUTTIVITÀ? PARTIAMO DALLE DEFINIZIONI...

Sebbene possa apparire apparentemente banale, in molti casi gli errori nella misurazione e nell’analisi dei dati raccolti partono da definizioni imprecise e talvolta inesistenti nella documentazione di progetto. Cosa è una LOC (Line of Code)? Istruzione logica o fisica? Con o senza commenti? I numeri potrebbero

fatti, se paradossalmente il requisito di una manutenzione evolutiva richiedesse la modifica di un flusso intermedio tra gli strati “reali” di un’architettura, non sarebbe possibile assegnarle formalmente una “dimensione” funzionale poiché tali flussi non attraverserebbero i confini di due (sotto)sistemi, generando in ogni caso ore di lavoro che non sarebbero quindi corrisposte.

LA MISURA DEL SOFTWARE

variare e di molto, conducendo a decisioni alquanto differenti, come evidenziato anche da Capers Jones. Nel caso della produttività, una definizione generica è il rapporto di quanto si produce in un dato lasso di tempo. Quindi le due grandezze debbono essere in relazione diretta. In molti contratti ICT si rischia di dimenticare tale relazione, considerando “misure” riferibili spesso a entità misurabili differenti (prodotto, progetto, ...), con la conseguenza di derivare valori non realistici. Un esempio: aggiungere giorni di lavoro per meeting o monitoraggi non modifica il numero di FP di un progetto, essendo un’attività progettuale e non rifeFigura 2 – Principi, Assunzioni ribile al prodotto software. Ma se la formula di produttività definita fosse pari al e Best Practice Contrattuali (PABPC), Vol.1 [1] rapporto “FP/effort del progetto”, ecco che l’effetto algebrico sarebbe quello di ridurre apparentemente la produttività, RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI quando invece si sta aggiungendo un valore “diverso” nel progetto. 1. GUFPI-ISMA, “Principi, Assunzioni & ALCUNE CONCLUSIONI

“Non puoi controllare ciò che non puoi misurare” direbbe Tom Demarco; ma tornando indietro di un passo, “non puoi misurare ciò che non puoi definire” e infine “non puoi definire ciò che non conosci”. La misurabilità implica pertanto il dover conoscere il perimetro (scope) di ciò che va misurato per poi misurarlo con gli strumenti idonei. Serve quindi conoscere sempre meglio nei vari contesti applicativi come applicare tali regole e criteri, fondamentali per derivare misure valide, con il tasso di errore minore possibile. Nei prossimi numeri continueremo a commentare ulteriori aspetti derivati dall’analisi delle nuove “linee guida contrattuali” GUFPI-ISMA [1], cercando di evidenziare come una corretta applicazione degli aspetti di misurazione permetta a un decision-maker di disporre di dati, informazioni e conoscenze (trend) il più possibile oggettivi, utili a prendere decisioni consapevoli che tengano in debito conto anche dei rischi da individuare, gestire e possibilmente prevedere in un progetto. “Facts do not cease to exist because they are ignored”. (Aldous Huxley)

Best Practice Contrattuali (Vol.1)”, Feb 2016, URL: www.gufpi-isma.org/ newsito/areasoci.html#pabc. 2. Buglione L., “Metrologia e Contratti Parte 1: Misurare per Gestire”, Tutto_Misure, #02/2016, L 2016, URL: https:// goo.gl/w2cXxY. 3. PMI, “Project Management Body of Knowledge (PMBOK)”, 5/ed., 2013. ISO/IEC, IS 14143-1:2007, Information technology -- Software measurement -- Functional size measurement -- Part 1: Definition of concepts. 4. Buglione L., “Boundary or not Boundary? That’s the (asset) question!”, IT Confidence 2015, 18/10/2015, URL: https:// goo.gl/U2NWrO. 5. Buglione L., “Some thoughts on Productivity in ICT Projects”, 3/ed., Aug 2010, URL: www.semq.eu/pdf/fsm-prod.pdf. 6. ISO/IEEE/PMI, SEVOCAB (Software Engineering Vocabulary), URL: www. computer.org/sevocab.

Luigi Buglione è Presidente di GUFPI-ISMA (Gruppo Utenti Function Point Italia Italian Software Metrics Association) e Direttore IFPUG Conference & Education. Attualmente lavora in qualità di Process Improvement and Measurement Specialist presso Engineering Ingegneria Informatica spa. È Associate Professor presso l’École de Technologie Supérieure (ETS) di Montréal. Per ulteriori info: www.gufpi-isma.org T_M ƒ 65

MANIFESTAZIONI EVENTI E FORMAZIONE

2017 eventi in breve Segnalazione di manifestazioni ed eventi d’interesse 2017

24 - 27 aprile

Prague, Czech Republic

Optical sensors, in: SPIE Optics and Optoelectronics

https://spie.org/EOO/conferencedetails/optical-sensors

3 - 5 maggio

Torino, Italia

A&T - Robotic World 2017

www.affidabilita.eu/aet/Default.aspx

7 - 10 maggio

Rochester, MInnesota, USA

12th

Annual IEEE International Symposium on Medical Measurements and Applications (MEMeA)

http://memea2017.ieee-ims.org

22 - 25 maggio

Torino, Italy

2017 IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference

http://2017.imtc.ieee-ims.org

22 - 25 maggio

St. Petersburg, Russia

38th

www.piers.org/piers2017StPetersburg

30 maggio - 1 giugno

Helsinki, Finland

IMEKO TC3, TC5 and TC22 International Conference 2017

http://conferences.imeko.org/index.php/tc3-5-22_2017/2017

6 - 7 giugno

Budapest, Hungary

IMEKO TC10 Workshop on Technical Diagnostics – “Technical Diagnostics in Cyber-Physical Era”

www.imekotc10-2017.sztaki.hu

11 - 14 giugno

Redondo Beach, USA

IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV)

http://iv2017.usc.edu

15 - 16 giugno

Vieste, Italy

IEEE International Workshop on Advances in Sensors and Interfaces (IWASI 2017)

wasi2017.poliba.it

19 - 21 giugno

Edinburgh, Scotland

IEEE 26th International Symposium on Industrial Electronics 2017 (ISIE 2017)

www.isie2017.org

21 - 23 giugno

Padova, Italy

4th IEEE International Workshop on Metrology for Aerospace

www.metroaerospace.org

25 - 30 giugno

Dublin, Ireland

12th

27 - 30 giugno

Modena, Italy

27th International Conference on Flexible Automation and Intelligent Manufacturing (FAIM 2017)

www.faim2017.org

4 - 7 luglio

Thessaloniki, Greece

14th International Conference on Nanoscience and Nanotechnologies

www.nanotexnology.com/index.php/nn

10 - 12 luglio

San Juan, Puertorico

2017 IEEE Summer Topicals Meeting Series

www.photonicstopics.org

24 - 28 luglio

Copenhagen, Denmark

17th NUSOD Conference

www.nusod.org/2017

25 - 29 luglio

Guilin, China

8th International Conference on Computational Methods (ICCM2017)

www.sci-en-tech.com/ICCM2017

6 - 10 agosto

San Diego, USA

Optics + Photonics for sustainable energy

http://spie.org/conferences-and-exhibitions/optics-and-photonics/ optics-and-photonics-for-sustainable-energy/conferences

Electromagnetics Research Symposium (PIERS)

International Conference on Optics of Surfaces and Interfaces (OSI-12)

http://osi12conference.com

28 agosto - 1 settembre Ilsan, Korea

The 2017 World Congress on Advances in Structural Engineering and Mechanics (ASEM17)

www.i-asem.org/new_conf/asem17.htm

28 agosto - 1 settembre Ilsan, Korea

The 2017 World Congress on Advances in Nano, Bio, Robotics and Energy (ANBRE17)

www.i-asem.org/new_conf/anbre17.htm

29 agosto - 2 settembre Glasgow, Scotland

IMEKO AMTCM 2017, Advanced Mathematical and Computational Tools in Metrology and Testing

https://www.imeko.org/index.php/tc21-homepage/events-tc21

3 - 7 settembre

Belfast, UK

XXII World Congress of the International Measurement Confederation (IMEKO)

http://imeko2018.org

4 - 7 settembre

Munich, Germany

3rd International Conference on Enhanced Spectroscopy (ICES 2017)

www.lmu.de/ices2017

13 - 16 settembre

Modena, Italia

Congresso Annuale GMEE

http://misure2017.ing.unimore.it

13 - 16 settembre

Modena, Italia

Congresso Annuale GMMT

http://misure2017.ing.unimore.it

14 - 15 settembre

Iasi, Romania

22nd

www.imeko2017.tuiasi.ro

20 - 22 settembre

Moscow, Russia

3rd International Conference on Sensors and Electronic Instrumentation Advances (SEIA' 2017)

www.sensorsportal.com/SEIA_2017

27 - 29 settembre

Napoli, Italy

4th

http://ieee-ims.org/conferences/2017-ieee-internationalworkshop-measurements-and-networking-mn

1 - 4 ottobre

Tessaloniki, Greece

3rd IMEKOFOODS “Metrology Promoting Standardization and Harmonization in Food and Nutrition”

www.imekofoods.org

2 - 5 ottobre

Teddington, UK

EUNORM 2017

www.npl.co.uk/events/2-5-oct-2017-eu-norm-2017

4 - 6 ottobre

Napoli, Italy

1st

www.metrosea.org

23 - 25 ottobre

Lecce, Italy

IMEKO International Conference on Metrology for Archaeology (MetroArchaeo2017)

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IMEKO TC4 Symposium and 20th International Workshop on ADC Modelling and Testing

IEEE International Workshop M&N 2017

IMEKO TC19 Workshop on Metrology of the Sea

www.metroarcheo.com

METROLOGIA LEGALE E FORENSE

Rubrica a cura dell’Avv. Veronica Scotti (veronica.scottigmail.com www.avvocatoscotti.com)

La Corte di Giustizia dell’Unione europea interpreta una norma tecnica

LEGAL AND FORENSIC METROLOGY This section intends to discuss the great changes on Legal Metrology after the application of the D.lgs 22/2007, the so-called MID Directive. In particular, it provides information, tips and warnings to all “metric users” in need of organizations that can certify their metric instruments according to the Directive. This section is also devoted to enlightening aspects of ethical codes during forensic activities where measurements are involved. Please send all your inquiries to Ms. Scotti or to the Director! RIASSUNTO Questa rubrica intende discutere i significativi cambiamenti in tema di Metrologia Legale a seguito dell’entrata in vigore del D.lgs 22/2007, altrimenti detto Direttiva MID. In particolare, vuole fornire utili informazioni, consigli e ammonimenti a tutti gli “utenti Metrici” che si rivolgono per reperire informazioni su Enti e organizzazioni notificate per la certificazione del loro prodotto/strumento secondo la Direttiva. La rubrica tratta anche di aspetti etici correlati allo svolgimento di misurazioni legate ad attività in ambito forense (CTU, CTP). Scrivete all’Avv. Scotti o al Direttore, e verrete accontentati! Una recente pronuncia della Corte di Giustizia dell’Unione europea (d’ora in poi Corte di Giustizia), sentenza 27 ottobre 2016 causa C-613/14 (NdA - La sentenza è scaricabile dal seguente link: http://curia.europa. eu/juris/document/document. jsf?text=&docid=184891& pageIndex=0&doclang=it& mode=req&dir=&occ=first&par t=1), pone le basi per un’estensione del campo d’indagine a livello giudiziario-interpretativo, tradizionalmente “limitato” alle norme legislative strettamente intese, escludendo quindi norme o regole tecniche, salva la necessità di una valutazione specifica su di esse ritenuta necessaria per una migliore comprensione (giuridica), solitamente demandata a soggetti tecnici particolarmente qualificati. Il caso concreto riguarda un contenzioso sorto tra due aziende irlandesi con riferimento a una fornitura di prodotti da costruzione, rivelatisi poi non pienamente conformi alla norma armonizzata pertinente per quel mate-

riale specifico in date condizioni di utilizzo. Naturalmente, in sede giudiziaria, è stata invocata l’applicabilità, oltre che delle norme di diritto interno, anche della norma armonizzata di riferimento come recepita in Irlanda. Alla luce della possibile interazione tra diritto interno e diritto dell’Unione europea, il giudice nazionale ha ritenuto di sospendere il giudizio e sottoporre alla Corte di Giustizia alcune questioni pregiudiziali. In particolare, il giudice irlandese “si interroga, in primo luogo, sullo status giuridico delle norme europee armonizzate (per i prodotti da costruzione) nonché sulla loro rilevanza nei rapporti contrattuali tra due parti private qualora si faccia riferimento a una norma nazionale adottata in applicazione di una norma armonizzata in un contratto di fornitura di beni, in secondo luogo sull’interpretazione della norma europea EN 13242:2002 dal punto di vista della sua portata e del suo contenuto”. L’innovatività della questione posta alla

Corte di Giustizia risiede nel fatto che, per la prima volta (almeno per quanto noto alla scrivente), un organo giurisdizionale è chiamato a valutare la portata e gli effetti, nonché il contenuto, di una disposizione che non è direttamente qualificabile come norma legislativa, di carattere imperativo, indi da considerarsi a piena dignità giuridica. Sul punto va evidenziato che la pronuncia in esame sembra estendere le competenze della Corte; infatti, da una rapida lettura delle disposizioni contenute nel Trattato sul funzionamento dell’Unione europea, in specie quanto previsto dall’art 267, si evince che l’attività interpretativa demandata e demandabile alla Corte di Giustizia concerne: a) Interpretazione dei trattati; b) Validità e interpretazione degli atti compiuti dalle istituzioni o dagli organi o dagli organismi dell’Unione. Ora, se l’interpretazione richiesta alla Corte fosse limitata strettamente a quanto stabilito testualmente dalla norma di cui sopra, qualsiasi indagine interpretativa ulteriore avente a oggetto l’analisi di documenti che non siano trattati o atti provenienti direttamente dalle istituzioni dell’Unione (per tali si devono intendere, in senso stretto, gli organismi ufficiali dell’ordinamento quali ad es. Parlamento, Commissione, Consiglio e le varie DG della Commissione ecc.) parrebbe preclusa. In effetti, la portata innovativa della sentenza in oggetto risiede propriamente in questo aspetto, cioè nel compito ermeneutico, che la Corte si è riconosciuta, d’interpretare norme che non promanano direttamente dalle istituzioni ma ne sono un prodotto indiretto, ovvero le norme armonizzate. In specie, la valutazione richiesta dal giudice irlandese alla Corte riguarda propriamente l’interpretazione della norma nazionale che recepisce la norma armonizzata. Quindi il giudizio si spinge non solo a considerare la corT_M

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CELLA DI CARICO BIASSIALE PER PROCESSI DI ASSEMBLAGGIO Forza assiale e momento torcente, con blocco meccanico al fondo scala MBA-500

Sempre più frequentemente i processi di assemblaggio richiedono misure simultanee di momento torcente e spinta assiale, al fine di soddisfare le tolleranze imposte e garantire la totale qualità dei prodotti. FUTEK Advanced Sensors Technology Inc, leader mondiale nelle soluzioni di misura di Forza, Torsione e Coppia, aggiunge un nuovo modello dedicato alle misure di processo e controllo di qualità. Con il preciso obbiettivo di garantire elevata ripetibilità nelle misure è possibile adottare range di misura molto prossimi ai valori nominali di prova senza rinunciare alla sicurezza, anche nelle applicazioni più critiche. Il blocco meccanico del fondo scala preserva infatti il sensore nei casi di sovraccarico accidentale. La cella di carico biassiale MBA-500 (diametro 50 mm, altezza 63 mm) è stata sviluppata per le misure simultanee di forza e torsione. Realizzata in lega di Al 7075 con montaggio a flange, soddisfa tutte le esigenze di misura che richiedono dimensioni contenute e risposta a partire dalla componente statica con calibrazione in linea dello strumento. Le sue applicazioni più ricorrenti sono quelle rivolte al settore dell’elettronica e all’assemblaggio di componenti plastici e micromeccanici. Range di misura: da +/-200 N a +/-900 N; trazione/compressione: da +/- 5 Nm a +/-23 Nm torsione. Alimentazione: 5 Vdc. Uscita elettrica: +/-5 V o digitale USB. Contattaci per discutere la tua applicazione. Per ulteriori informazioni: https://goo.gl/XNFEOa Email: info@dspmindustria.it

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NEWS

METROLOGIA LEGALE E FORENSE

retta lettura della norma armonizzata, ma in particolare la singola norma nazionale redatta dallo Stato membro in attuazione di una direttiva Nuovo Approccio (è un caso che si tratti della direttiva dei prodotti da costruzione ma potrebbe trattarsi anche di altre normative). Sotto questo aspetto, ritengo interessante riportare testualmente il quesito posto dal giudice nazionale alla Corte. La questione posta all’esame è la seguente: “Quando le condizioni di un contratto di diritto privato obbligano una parte a fornire un prodotto fabbricato conformemente a una norma nazionale, che a sua volta recepisce una norma europea (emanata su mandato conferito dalla Commissione europea ai sensi delle disposizioni della direttiva sui prodotti da costruzione 89/106/CEE), se la Corte di giustizia dell’Unione europea possa essere adita in via pregiudiziale ai sensi dell’articolo 267 TFUE per l’interpretazione di detta norma”. Come anticipato, una rigorosa interpretazione (letterale) del testo dell’art 267 TFUE non consentirebbe pienamente un’attività giudiziale da parte della Corte che parrebbe essere tenuta alla sola interpretazione di atti emanati dalle autorità. Tuttavia la Corte, mediante una brillante interpretazione estensiva di suddetta disposizione del Trattato, autorizza la proposizione di questioni interpretative aventi a oggetto normative che, pur non provenendo dagli organismi dell’ordinamento, presentano “tuttavia la natura di misure di attuazione o di applicazione di un atto di diritto dell’Unione (v. in tal senso sentenze del 20 settembre 1990, Sevince, C 192/89, EU:C:1990:322, punto 10, e del 21 gennaio 1993, Deutsche Shell, C 188/91, EU:C:1993:24, punto 17), e una soluzione siffatta è giustificata dall’oggetto stesso dell’articolo 267 TFUE, che si prefigge di garantire l’uniforme applicazione nell’Unione di tutte le norme dell’ordinamento giuridico dell’Unione, onde evitare che i loro effetti varino a seconda dell’interpretazione datane dai vari Stati membri”. Il ragionamento espresso dalla Corte fonda le sue basi sullo scopo attribuito alle norme armonizzate (che nel

caso di specie attengono al settore dei prodotti da costruzione, ma per analogia si potrebbe estendere anche ad altri prodotti disciplinati dalle direttive nuovo approccio) che è costituito dall’attuazione di una direttiva secondo lo schema seguente: 1) La direttiva fissa i requisiti essenziali del prodotto affinché questo possa essere considerato sicuro, affidabile, ecc., e possa liberamente circolare all’interno del mercato UE; 2) La norma armonizzata, emanata da CEN o CENELEC su mandato della Commissione UE, prevede disposizioni tecniche idonee a soddisfare i requisiti fissati dalla direttiva; 3) Beneficio della presunzione di conformità del prodotto realizzato in accordo con la norma tecnica armonizzata. La Corte riconosce, quindi, piena dignità giuridica a una norma, quale è quella armonizzata, benché la sua applicazione non sia obbligatoria, in virtù del fatto che gli effetti che derivano dall’applicazione sono riconosciuti dall’ordinamento e sono rappresentati dalla libera circolazione del prodotto senza alcuna eccezione da parte dei Paesi membri in osservanza delle disposizioni vincolanti (in specie direttive) emanate dagli organi UE. Sul punto la stessa Corte richiama precedenti decisioni con le quali ha statuito che i Paesi membri non possono prevedere requisiti supplementari rispetto a quelli già individuati dalle direttive e dalle pertinenti norme armonizzate, in quanto questo rappresenterebbe un indebito ostacolo al libero scambio, in violazione degli impegni assunti con l’adesione alla UE (cfr. Commissione/Germania, C 100/13). A prescindere dalle valutazioni specifiche condotte dalla Corte circa la norma armonizzata in esame, la sentenza emanata merita un’attenta riflessione poiché potrebbe consentire l’accesso a pronunce sovranazionali, utili a un’uniforme applicazione del diritto europeo, volte a dirimere controversie tra privati aventi a oggetto prodotti a marchio CE con particolare riferimento agli aspetti tecnici disciplinati da norme armonizzate che costituiranno basi per valutazioni giuridiche con efficacia vincolante.

SPAZIO ASSOCIAZIONI UNIVERSITARIE MISURISTI

Rubrica a cura di Franco Docchio, Pasquale Daponte e Nicola Paone

Dalle Associazioni Universitarie di Misuristi Notizie da GMEE e GMMT

THE ITALIAN UNIVERSITY ASSOCIATIONS FOR MEASUREMENT This section groups all the significant information from the main University Associations in Measurement Science and Technology. RIASSUNTO Questa rubrica riassume i contributi e le notizie che provengono dalle maggiori Associazioni Universitarie che si occupano di Scienza e Tecnologia delle Misure. DUE LUTTI NEL MONDO DELLE MISURE

Il mondo delle misure italiane piange la scomparsa di due dei suoi più illustri esponenti, mancati negli ultimi mesi. Si tratta del Prof. Arnaldo Brandolini e del Prof. Antonio Langella. Entrambi sono tra i fondatori del GMEE, e hanno influenzato con il loro sapere, la loro dedizione alla ricerca e all’insegnamento, e la loro passione, numerose generazioni di studenti e ricercatori, e tutti noi loro colleghi. La Rivista Tutto_Misure e il suo Comitato di Redazione si stringono intorno ai familiari in questo momento di lutto e dolore. Arnaldo Brandolini - Milano Nella notte tra il 15 e 16 gennaio 2017, a pochissimi giorni dal suo ottantasettesimo compleanno, è mancato Arnaldo Brandolini, Professore Emerito al Politecnico di Milano. Fu al Politecnico di Milano che si svolse tutta la sua carriera accademica, e fu al Politecnico di Milano che, Professore Ordinario di Misure Elettriche dal 1980 al 2002, tenne la cattedra che fu di Angelo Barbagelata e di Piero Regoliosi. La sua curiosità innata e un’intelligenza

Antonio Langella – Napoli Antonio Langella nasce a Torre Annunziata (Napoli) il 18.02.1933. Si laurea in Ingegneria Elettrotecnica nel 1959 presso la Facoltà d’Ingegneria dell’Università di Napoli Federico II, ove diviene prima Professore incaricato e poi ordinario di Misure Elettroniche. Dal 1980 è stato Presidente del Consorzio Campano di Ricerca per l’Informatica e l’Automazione Industriale – CRIAI, con sede in Portici (Napoli). In tale ruolo ha contribuito in modo determinante alla costituzione, all’avvio e alla crescita delle attività del relativo Centro di Ricerche. È stato Vice Presidente del Consorzio IATIN, costituito nel dicembre 1987 tra i seguenti Centri di Ricerca applicata nelle tecnologie dell’informazione e della comunicazione operanti nelle regioni del Mezzogiorno d’Italia: CORISA (Sassari), CRAI (Rende – Cosenza), CRES (Palermo), CRIAI (Portici – Napoli), CSATI (Catania), Tecnopolis CSATA (Valenzano Bari), CUD (Cosenza). È stato Consigliere di Amministrazione del Consorzio Napoli Ricerche, costituito nel Febbraio 1989 per il coordinamento delle attività di ricerca nell’area napoletana tra Università degli Studi di Napoli Federico II, Istituto Universitario Navale di Napoli, IRI, Camera di commercio di Napoli, SPI S.p.A., CEIGE, CIRA, CRIAI. È stato membro del Comitato Tecnico Scientifico del CONSORZIO TECHNAPOLI, costituito nel febbraio 1992 per promuovere nell’area metropolitana di Napoli e della Regione Cam-

viva e mai paga ne hanno fatto un uomo di vasta cultura, scientifica e umanistica insieme, spesso nascosta dal suo carattere schivo. Conversare con lui voleva dire passare dalle misure alla filosofia, e da lì alla storia e a usanze di popoli remoti (nello spazio e nel tempo) nel giro di pochissimi minuti, uscendone sempre arricchiti. Ebbe l’avventura di trascorrere la parte più prolifica della sua carriera scientifica a cavallo di quella rivoluzione delle misure generata dalla possibilità di applicare le nuove tecniche numeriche all’elaborazione dei segnali. Ne fu precursore con articoli che ancora oggi possono essere considerati pietre miliari. Aperto alle collaborazioni, fu acutissimo interprete della multidisciplinarità delle misure, intuendo e anticipando tematiche e problemi che sarebbero divenuti di stretta attualità anni dopo, come le misure su sistemi elettrici in regime deformato. Per i suoi allievi fu una guida preziosa: insegnava con l’esempio molto più – ed era già tanto – di quanto non facesse con le sue parole e i suoi scritti. In un’epoca sempre meno attenta a quel modello di Scuola che, sorretto da un’etica incrollabile e mai scalfita dalle sirene dei tornaconti immediati, fece grande l’Università, egli seppe tenere viva la tradizione della Scuola milanese di Barbagelata e Regoliosi. Con lui le misure perdono un protagonista, ma ne conservano indelebile nella memoria l’esempio da seguire. franco.docchio@unibs.it T_M

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pania la realizzazione di parchi scientifici e tecnologici. È stato Consigliere di Amministrazione dell’AEI (Associazione Elettrotecnica Italiana), sede di Napoli. Ha svolto attività di ricerca in moltissimi campi delle Misure Elettriche ed Elettroniche, pubblicando numerosi lavori. È stato socio fondatore del GMEE e Direttore del Dipartimento d’informatica e Sistemistica dell’Università di Napoli Federico II. L’attività scientifica di carattere teorico e sperimentale, svolta con largo impiego di sistemi di elaborazione numerica, si è sviluppata principalmente nei seguenti campi: misura di potenza ed energia in c.c. e c.a., verifica di trasformatori di misura di alta precisione, simulazione di multivibratori ad accoppiamento magnetico, comportamento di dielettrici artificiali e fogli conduttivi sottili alle microonde e studio, progettazione e realizzazione di stazioni flessibili di misura. GMEE: GRUPPO MISURE ELETTRICHE ED ELETTRONICHE

ASSOCIAZIONE GMEE Consiglio Direttivo del 1° dicembre 2016 Il Consiglio Direttivo del GMEE si è riunito il giorno 1 dicembre 2016, presso la Sala Multimediale del Dipartimento d’Ingegneria, Università Roma Tre, Via Vito Volterra 62, 00146 Roma. In apertura il Presidente Pasquale Daponte ha informato di avere invitato Nicola Paone e Alfredo Cigada a prendere parte ai lavori del Consiglio Direttivo, e li ha ringraziati per la partecipazione. Il Presidente ha informato il Consiglio sui numerosi convegni in programma (v. pagina Eventi). Ha comunicato che National Instruments ha firmato con il GMEE un accordo per offrire un NImyRIO al vincitore del premio “Felice Cennamo” per le prossime 5 edizioni della riunione annuale a partire dal 2016. Per il contributo svolto nella realizzazione di questo progetto, il Presidente ringrazia Pasquale Arpaia. I T_M ƒ 70

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rappresentanti di NI, Luca Gallo e Fabio Signorini, hanno consegnato il premio per il 2016 a Mario Savino, delegato dal vincitore Ing. Carlo Guarnieri alla ricezione dello stesso. Il Presidente ha comunicato che INRIM organizza un workshop per presentare la call 2017 “Fundamental metrology” dell’European Metrology Programme for Innovation and Re search. L’obiettivo è d’individuare e disegnare temi di ricerca di comune interesse sui quali INRIM possa verificare la convergenza opportuna e necessaria di altri Laboratori metrologici europei. Ha comunicato anche che il Dott. Rado Lapuh, Deputy EMPIR Chair, Metrology Institute of the Republic of Slovenia, ha accettato di partecipare alla Riunione Annuale che si terrà a Modena nel 2017. È poi intervenuto Nicola Paone che ha comunicato gli esiti dell’ultima riunione del gruppo di coordinamento degli otto macrosettori dell’Area 09 che si è svolta il 30 novembre a Roma. Si è discusso di rinnovo dei componenti, delle iniziative che si sono susseguite in questi mesi, delle prossime attività del CUN assieme ai rappresentanti CUN (Antonio Vicino, Annalisa Fregolent e Stefano Acierno), delle nuove strategie da perseguire come Area 09 per il futuro. Ha aggiunto che dalla riunione è emersa l’esistenza di una crisi di rappresentanza da parte del corpo accademico, e che l’Area 09 vorrebbe dotarsi di un codice etico. Il Presidente comunica che il Prof. Nicola Pasquino ha preso servizio come Professore Associato. Il Consiglio si è congratulato con il Neo-Professore per l’avvenuta nomina. Abilitazione Scientifica nazionale: i commissari Sono stati sorteggiati i commissari per le procedure di valutazione. La commissione risulta composta da: Marcantonio Catelani, Alfredo Cigada, Carmine Landi, Dario Petri, Bernardo Tellini, cui vanno gli auguri di buon lavoro da parte del Consiglio.

Congresso annuale Consuntivo Congresso GMEE 2016 Daponte ha presentato la relazione a consuntivo del Congresso GMEE 2016. Le entrate sono state pari a € 55.480,00 e le uscite pari a € 43.779,59, con un utile di € 11.700,41. ll Consiglio ha approvato il bilancio consuntivo e ha ringraziato i colleghi dell’Unità di Benevento per l’ottimo lavoro svolto. Il Presidente ha proposto che, come già adottato a Lecco e Benevento, la sede organizzatrice non percepisca una quota degli utili derivanti dall’organizzazione della Riunione Annuale. Il Consiglio ha approvato all’unanimità. Riunione 2017 Daponte ha illustrato al Consiglio l’organizzazione del Congresso GMEE 2017 che si terrà a Modena dal 13 al 16 settembre, in particolare, propone la nuova dizione di “Forum Nazionale delle Misure” in cui inserire la Riunione Annuale del GMEE e il Convegno del GMMT. Il Dott. Stefano Cattini dell’Unità di Modena ha presentato lo stato delle attività. L’organizzazione è in capo al Dipartimento d’Ingegneria di Modena. Il programma comprende diverse attività di tipo comune fra il GMEE e il GMMT. Sarà a disposizione del GMEE una sala di 200 posti, mentre sarà a disposizione del GMMT una sala di 76 posti. Le quote di partecipazione rimarranno invariate anche per quanto riguarda il costo degli atti. Le scadenze rimarranno sostanzialmente invariate rispetto a quanto avvenuto per la riunione 2016. Il Presidente ha poi illustrato una proposta di programma che contiene anche le attività del congresso italiano dell’IEEE Italy section a partire dall’11 settembre. L’assemblea del GMMT è stata anticipata a mercoledì pomeriggio. Il giovedì avrà luogo una serie di sessioni comuni destinate ai giovani che presentano le proprie attività di ricerca. Nel pomeriggio avranno luogo due tavole rotonde. A seguire ci sarà la cena. Gli atti saranno suddivisi in due blocchi (vol. I e II). Nel vol. I saranno pubblicate le memorie del

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Borse di ricerca: Discussione sull’attivazione del bando 2016/2017 Il Presidente ha ricordato che nel 2016 è stata presentata una domanda per la borsa. Dopo breve discussione il Consiglio, all’unanimità, ha Scuola di dottorato “Italo Gorini” deciso di bandire una borsa di studio Resoconto edizione del 2016 anche per il 2017. Carlo Muscas presenta il bilancio dell’ultima edizione della scuola. Le Premio di Dottorato entrate al netto delle quote GMEE “Carlo Offelli” 2017 sono state di € 10.450,00 e le uscite Il Presidente ha ricordato che nel di € 9.715,18, con un utile di 2016 sono state presentate cinque € 1.645,82, che sarà suddiviso al domande, e invita il Consiglio a deli50% tra il GMEE e l’Unità di Catania. berare sul rinnovo o meno del premio. Un ringraziamento particolare è rivol- Dopo breve discussione il Consiglio, to al Prof. Pasquale Arpaia e ai colle- all’unanimità, ha deciso di ribandire ghi del CERN che hanno rinunciato al per il 2017 il premio. rimborso delle spese di viaggio. Il Consiglio ha ringraziato i colleghi di Situazione soci Catania e di Cagliari per l’ottimo Il Presidente ha comunicato lo stato lavoro svolto. delle iscrizioni all’Associazione. Il Consiglio ha deciso di confermare Edizione 2017 e successive per il 2017 le quote associative degli Salvatore Graziani ha relazio- anni precedenti, ossia: 40 € per i soci nato sull’organizzazione dell’edi- ordinari, 10 € per i soci ordinari zione del prossimo anno, che si junior, 200 € per i soci sostenitori. terrà a Catania, dal 28 agosto al 1 settembre 2017. La sede sarà quel- Giornata la della Scuola di Eccellenza di della Misurazione 2017 Catania. Le quote d’iscrizione non Docchio ha ricordato che, durante la saranno modificate. L’organizzazio- Riunione di Benevento, è sembrato ai ne del programma è già in corso. più che la Giornata della Misurazione Savino ha suggerito la promozione dovesse avere vita propria ed essere della Scuola a livello in terna - organizzata in concomitanza con un zionale. Muscas ha fatto presente la evento nazionale, come ad esempio la necessità di pubblicizzare le attività Mostra-Congresso “Affidabilità & Tecdella Scuola nel più breve tempo nologie”. Il Consiglio ha approvato possibile. all’unanimità la proposta di Docchio e lo ha invitato a proseguire nella reaRivista Tutto_Misure lizzazione del progetto. Franco Docchio ha illustrato al Consiglio lo stato delle attività che Attività riguardano Tutto_Misure e ha pre- in collaborazione con DeltaMu sentato il piano editoriale del 2017. Il Presidente ha presentato un report Il numero dei click alla rivista tele- predisposto dal Direttore Tecnico, Ing. matica è oggi pari al 67% degli Annarita Lazzari. Si dà conto del fatinvii. Per quanto riguarda i prossimi to che è stato organizzato un seminario numeri i coordinatori delle prime tre dal 9 al 10 novembre e che sono in linee di ricerca saranno responsabili corso i lavori che riguardano la predidella produzione dei contenuti di sposizione di una pratica di riferimento essi. Al termine della discussione, il sulla scelta degli intervalli di ritaratura. Consiglio ha approvato il piano edi- Il Presidente di DeltaMu ha scritto al toriale all’unanimità e ha conferma- GMEE per comunicare che DeltaMu si to Docchio come Direttore della rivi- farà carico di eventuali spese associate sta. al documento in preparazione. A MaGMEE. Nel vol. II saranno pubblicate le memorie del GMMT. Questa raccolta di atti formerà l’insieme degli atti del Forum. Il sabato mattina, come da tradizione, il GMEE terrà la propria assemblea.

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cherio il 20 ottobre si è tenuto un evento di presentazione del software commercializzato da DeltaMu. Progetto DITRIMMIS, 2° SAL Il Presidente ha informato che è stato erogato il 2° SAL del progetto DITRIMMIS. La quota spettante al GMEE è risultata pari a € 8.669,81. L’intero progetto è stato rendicontato. Il Presidente ha fatto presente il forte aggravio burocratico associato alla gestione dell’iniziativa. Progetto d’informatizzazione dei servizi del GMEE Il Presidente ha comunicato che è stato costituito un gruppo di lavoro per la riprogettazione dei sistemi informatici di supporto alle attività del GMEE. Da una prima analisi dello stato dell’arte sembra più conveniente riprogettare tutto il sistema. Book of Knowledge e materiale didattico Paolo Carbone ha informato che la Commissione didattica ha iniziato a discutere delle caratteristiche del progetto. Petri ha fatto presente l’ampiezza dell’argomento e la necessità di rendere internazionale il respiro dell’iniziativa. A questo proposito ha richiesto di avere una lista di argomenti di cui si occupa il GMEE. È intervenuto Alessandro Ferrero per ribadire la necessità d’individuare un body of knowledge per mostrare l’impatto della metrologia non solo a fini didattici. Cigada ha proposto che si rediga un documento sintetico che faccia chiarezza sui concetti base di metrologia a uso delle scuole superiori. Proposta di accreditamento per le attività di formazione del GMEE Il Presidente ha infine informato che è stato contattato il MIUR per chiedere delucidazioni sulla possibilità di accreditamento del GMEE come Ente di formazione. Ha illustrato la procedura di accreditamento. L’idea è quella di rendere possibile ad alcuni professionisti di frequentare le attività organizzate dal GMEE per acquisire i crediti richiesti dalle proprie amministrazioni/ordini professionali. T_M ƒ 71

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Rubrica a cura di Annarita Lazzari (alazzari@deltamu.com)

Smart Metrology Dalla Metrologia degli strumenti alla Metrologia dei processi

THE PAGE OF SMART METROLOGY Deltamu Italia is one of the leading permanent partners of the Journal. It brings together a group of experts in metrology sharing an innovative vision of the profession, so that it is a carrier of added value in the Company and in Laboratories. The Smart Metrology by Deltamu is a metrology that can adapt to all types of industrial facilities, from SMEs to international groups, an opportunity to gradually move from the Metrology of measurement equipment to the Metrology of processes. RIASSUNTO Deltamu Italia è un collaboratore stabile della Rivista. Riunisce un insieme di esperti in Metrologia che condividono una visione innovatrice della professione, affinché sia portatrice di valore aggiunto in azienda e nei Laboratori. La Smart Metrology di Deltamu è una metrologia in grado di adattarsi a tutti i tipi di strutture industriali, dalla PMI ai gruppi internazionali, un’opportunità per passare gradualmente dalla Metrologia degli strumenti alla Metrologia dei processi. STRUMENTI UTILI PER UNA MODERNA METROLOGIA INDUSTRIALE

Nell’ambito dell’attuale visione normativa, a partire dalla nuova versione della ISO 9001, un forte accento viene posto sull’attività di pianificazione e controllo operativo: concetti e metodi noti devono essere applicati in vista di una corretta programmazione delle attività, di azioni correttive o modifiche, controllando accuratamente i ri sultati. I principi della buona Metrologia s’inquadrano in questo scenario: strumenti idonei per eseguire le misure e misure sufficientemente accurate al fine ultimo di realizzare un prodotto che risponda alle esigenze del mercato, tenendo conto anche del rischio di fornire prodotti difettosi se non addirittura pericolosi per il consumatore. Non è economicamente possibile eliminare i rischi, ma un buon processo di gestione della misurazione in grado di quantificare il livello di rischio e renT_M

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derlo visibile al top management fornisce la possibilità di ottenere ottimi risultati. La ISO 9001 e la ISO 10012 si presentano come una guida di riferimento per una gestione del sistema di misura: questo è lo scopo finale dei sistemi di qualità pensati dalla serie ISO 9000, e per poterlo raggiungere occorre tenere sotto controllo le proprie misure. Un controllo però che non potrà essere considerato raggiunto mediante la semplice taratura della strumentazione, ma implica invece una visione molto più ampia che conferisca alla funzione Metrologia in azienda un ruolo più esteso e capillare, di interpretazione del risultato allo scopo di fornire un valido dato d’ingresso al processo decisionale, un ruolo dunque a valenza fortemente strategica. Le misurazioni effettuate con strumenti non tarati, concettualmente, potrebbero causare diversi problemi di responsabilità legale. Essendo la misura di vitale importanza nel campo della scienza, dell’industria e del commercio ed essendo anche ampiamente

effettuata nella nostra vita quotidiana, la taratura può avere un impatto a diversi livelli: internazionale, nazionale, statale, aziendale e individuale. Se dunque da un lato è vero che misure di buona qualità possono essere raggiunte solo se vengono utilizzati strumenti tarati e che la necessità di dimostrare la riferibilità è altrettanto importante quanto la misura stessa, non è tuttavia possibile pensare che questo esaurisca il compito di una buona Metrologia, ma è altresì solo uno dei punti su cui deve poggiarsi una Metrologia efficiente. La taratura consente di ridurre i rischi associati alle misure, assicura i requisiti normativi e l’accettabilità internazionale solo se considerata come parte di un processo globale di gestione della misurazione. Per tale motivo, non potrà essere l’unica azione portata avanti dal Metrologo; occorrerà invece un approccio di sistema, per implementare il quale sarà necessario tenere presenti i seguenti elementi: 1. Valutare l’incertezza di misura e analizzare e comprendere come questa contribuisca all’incertezza finale (propagandosi lungo la catena di misura), valutando quanto e come l’incertezza della singola misura vada a influenzare la difettosità o meno del prodotto finale; 2. Mantenere la strumentazione sotto controllo, non solo tarandola (quando serve), ma mettendo in pratica l’intero piano di Conferma Metrologica e quindi attuando tutti gli interventi necessari al regolare mantenimento delle caratteristiche e della funzionalità della strumentazione, registrando opportunamente ogni operazione affinché ne rimanga traccia storica sulla base della quale poter prendere valide decisioni: se registrati e utilizzati in modo appropriato, i dati di misurazione possono aiutare la gestione allo scopo di ridurre la variazione di pro-

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obiettivo con la spesa minima. Si deve inoltre anche essere in grado di decidere se occorra acquistare una nuova apparecchiatura per misurazione oppure se sia possibile usarne una già disponibile in azienda, andando a controllare le caratteristiche specifiche di ciò di cui si dispone e verificando ad esempio se l’accuratezza, nelle particolari condizioni d’impiego, consenta o meno di raggiungere l’incertezza obiettivo, con evidenti risvolti di risparmio economico; – Di seguito occorre prendere in considerazione come programmare le tarature dello strumento. La taratura a periodi fissi può essere scorretta (o perché eseguita troppo presto, o perché eseguita troppo tardi) e di conseguenza è necessario identificare e pesare i fattori che possono influenzare il momento in cui è necessario tarare. La determinazione della periodicità appropriata di taratura, che bilanci il rischio e il costo, diventa dunque un’attività importante nella misurazione; la valutazione dell’intervallo ottimo di taratura richiede di poter disporre di dati storici e dati sul peso della misura (e dello strumento) nell’economia generale del processo di produzione. L’aspetto delle tarature successive riveste quindi particolare importanza, perché richiede la considerazione di diversi elementi:  fattori che influenzano il periodo di tempo che deve trascorrere tra le tarature successive dello strumento di misura e quindi: precisione/incertezza di misura; rischio che uno strumento di misura vada fuori tolleranza quando è in uso; tipo di apparecchiature per misurazione; tendenza a usura e deriva; raccomandazioni del produttore; estensione e criticità di utilizzo; condizioni ambientali (ad esempio temperatura, vibrazioni, radiazioni, ecc.); andamento dei dati ottenuti dai valori registrati di tarature precedenti; registrazione della storia della manutenzione e assistenza; frequenza di controlli incrociati con altre norme di riferimento o dispositivi di misurazione; accordi di manipolazione e stoccaggio e rischi associati; grado con cui è stato formato il personale che presta servizio, ecc. Que-

cesso, scarti, rilavorazioni e altri costi di scarsa qualità; 3. Gestire e aggiornare la documentazione, rendendola facilmente reperibile al Metrologo e a tutto il personale addetto alla Metrologia, ma anche a tutti coloro che, coinvolti a diverso livello nel processo produttivo, ne abbiano necessità: quindi documentazione disponibile non solo in Laboratorio. Garantire la coerenza fra gli strumenti di misura e i processi di produzione consente di creare qualità, di realizzare prodotti sicuri e funzionanti. Il vantaggio nell’uso di una metodologia ben definita e progettata quando si opera in un’impresa è quello di favorire l’impostazione di un percorso noto che aiuterà a condurre a una conclusione positiva. Fondamentalmente è questo il concetto della buona Metrologia: i risultati delle tarature non devono essere dimenticati in un cassetto pronti per essere mostrati in occasione di una verifica ispettiva, ma sono informazioni importanti da utilizzarsi per correggere gli errori sistematici e valutare l’incertezza. Nella realtà, lo scopo principale della taratura per un’azienda non è solo quello ovvio di determinare la precisione, l’accuratezza e la riferibilità dei dati misurati, ma è anche quello di poter usare i risultati del confronto diretto contro campioni di misura o materiali di riferimento certificati per stimare l’incertezza dello strumento tarato nelle reali condizioni di impiego. Tuttavia la Metrologia a valore aggiunto, la Metrologia efficiente, non si esaurisce solo in questo. Occorrerà dunque come si diceva un approccio di sistema, per implementare il quale sarà necessario tenere presenti i seguenti elementi: – Si parte dalla selezione dell’apparecchiatura per misurazione, il che non riguarda solo (e come è ovvio) la scelta del campo di misura, la risoluzione, l’accuratezza e l’incertezza dello strumento, ma anzi l’aspetto importante da tenere in considerazione soprattutto in ambito aziendale è il concetto d’incertezza obiettivo: lo strumento adatto è quello che consente di raggiungere l’incertezza

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sto elenco, chiaramente non esaustivo, mostra però la quantità di informazioni da tenere in considerazione.  Aspetto importante è poi fissare il primo intervallo di taratura, quando cioè non si hanno a disposizione dati storici sulla deriva della strumentazione. In questo caso, a parte l’esperienza e conoscenza di misura dell’operatore che aiuta a stimare la durata in cui uno strumento è destinato a rimanere entro la tolleranza dopo la taratura (elemento importante e che pure dovrebbe in qualche modo essere condiviso in ambito aziendale), ci sono alcuni fattori da tenere in considerazione per ogni tipologia di apparecchiatura per misurazione: raccomandazioni del costruttore dello strumento; frequenza e criticità con cui lo strumento dovrebbe essere usato; influenza dell’ambiente; variazione massima ammissibile del misurando; incertezza di misura richiesta;  Infine un intervallo di taratura, seppure correttamente definito, non può essere stabilito una volta per tutte, ma dovrà essere rivisto nel corso del tempo: è necessario quindi sviluppare metodi per la corretta definizione di questo intervallo in modo tale che né il rischio dello strumento di essere fuori taratura né il costo coinvolto aumenti. Un certo numero di tali metodi sono stati documentati in standard internazionali e nazionali, come ad esempio la ILAC-G24: 2007 / OIML D 10 (attualmente in revisione) o la FD X 07-014 (11/2006); – A questo punto si calcola l’incertezza, che può essere determinata in diversi modi. Un metodo ampiamente utilizzato e accettato, per esempio dagli enti di accreditamento, è il metodo ISO raccomandato e descritto nella Guida ISO/IEC 98-3:2008, adottata nella norma tecnica nazionale UNI CEI 70098-3. Se sono disponibili tempo e risorse (cosa abbastanza difficile soprattutto in ambito industriale), la maggior parte delle fonti di errori di misurazione possono essere identificati, e gli errori di misura possono essere quantificati e corretti ad esempio attraverso la taratura; – C’è poi l’identificazione univoca dell’apparecchiatura per misuraT_M ƒ 73

zione attraverso un numero unico, in modo tale che la storia dello strumento (dati sul campo di misura, risoluzione, precisione, taratura, riparazione, manutenzione, ecc.) rimanga unica e legata solo a quello strumento, per poter essere definito e individuato per tutta la vita del sistema di misura; – Infine occorre considerare tutte le attività di manipolazione, conservazione, tutela contro regolazioni non autorizzate, manutenzione di registrazioni, formazione del personale addetto (che dev’essere periodicamente svolta e adeguata alle mansioni assegnate). Da quanto detto scaturisce chiara la conseguenza logica che la buona Metrologia richiede di tenere conto di tanti fattori, e poiché il corretto funzionamento ed espletamento di una buona Metrologia in azienda influisce notevolmente sull’efficienza e l’attuazione dei risultati della produzione e del lavoro aziendale, sono nati vari strumenti informatici con lo scopo di assistere il lavoro del Metrologo industriale e delle persone dedicate al cuore del sistema. Se il servizio Metrologia è appena consistente, non è infatti possibile né efficiente gestirlo in modo manuale: serve un ausilio software, ma soprattutto serve inserire la Metrologia nel sistema di gestione della produzione in modo tale che ciò consenta di sfruttarne tutti i benefici sul prodotto finale. Tuttavia, affinché sia realmente possibile mettere in pratica una Metrologia efficiente, soprattutto in un contesto aziendale (in cui è di fondamentale importanza il risparmio di tempo insieme alla razionalizzazione dei costi), l’utilizzo di software Metrologici dev’essere tale da non concentrarsi unicamente sulla gestione della strumentazione, ma partendo da questa deve poter avere una visione più ampia di gestione della funzione Metrologia, come più sopra specificato. Non si tratta quindi solo di migliorare l’automatizzazione del lavoro del Metrologo e agevolare la reperibilità di tutte le informazioni necessarie in tempo breve, realizzando più o meno funzioni di avviso automatiT_M ƒ 74

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co, conteggio automatico dei parametri d’ispezione, redazione automatica dei report di certificazione e così via. Tale visione restrittiva è spesso controproducente, perché induce l’azienda (soprattutto se si pensa di dover gestire solo pochi strumenti) a credere di riuscire a gestire tutte le attività necessarie con l’ausilio di un semplice foglio Excel autoprodotto o Access opportunamente programmato. Serve invece l’ausilio di un valido strumento software, adeguatamente progettato e appositamente pensato per la funzione Metrologia, che oltre alla reperibilità veloce d’informazioni o alla mera gestione della strumentazione, consenta di soddisfare tutte le esigenze di cui sopra, ovviando alla frequente scarsità di tempo o risorse in ambito aziendale (situazione che tuttavia non può e non deve esimere dalla necessità di assolvere a importanti e indispensabili compiti) e dia altresì la possibilità di agganciarsi al software gestionale dell’azienda. In questa nuova ottica la gestione degli strumenti supera la vecchia concezione di attività concentrata in un solo vertice (il metrologo aziendale, visto come l’interfaccia con il sistema qualità), e diventa un’attività distribuita che richiede accesso a un’informazione strutturata su vari livelli, a seconda dell’utilizzo che se ne deve fare. È questo il motivo per cui sono necessari strumenti evoluti, che consentano di

evitare il rischio di non rendere disponibili le informazioni dove e quando servono, o peggio di elaborare o registrare dati in forma non corretta o incompleta, con conseguenze facilmente immaginabili sul prodotto finale. Esigenze difficilmente soddisfacibili mediante l’uso di un semplice foglio Excel. Uno strumento software, che renda facilmente disponibili tutte queste funzioni, non è solo di grande aiuto, ma dà la possibilità di affrancare il Metrologo dall’incombenza di dover espletare attività di estrema importanza per la funzione metrologia, ma puramente operative, come ad esempio calcolare ogni volta l’intervallo di taratura corretto per ogni tipologia di strumento, dover tenere costantemente sotto controllo il ciclo di vita (deriva, usura, ecc.) di tutti gli elementi che costituiscono il proprio parco strumenti, i riferimenti normativi adottabili e aggiornati, la rintracciabilità della strumentazione inviata all’esterno per taratura o manutenzione, monitorando nel contempo i rientri, gli alert per inviare all’intervento successivo lo strumento in tempo utile e in modo tale da non comprometterne la funzionalità e affidabilità, ecc. Tutte funzioni che possono essere facilmente portate avanti da un software ben concepito e programmato, la sciando invece al Metrologo e al Direttore Qualità l’opportunità di dedicarsi finalmente al livello che loro

N. 01ƒ ;2017 compete in virtù delle proprie specifiche conoscenze tecniche e della propria esperienza: esaminare le informazioni a disposizione, incrociarle e metterle al servizio degli altri reparti aziendali, traendo decisioni valide e giustificabili all’alta dirigenza e contribuendo in tal modo a livello strategico al profitto aziendale. Aggiungendo poi a tutte queste caratteristiche anche una relativa facilità di utilizzo, il software potrà poi anche offrire un grande vantaggio in termini di risparmio di tempo e affidabilità. Una proposta in questo senso è quella di Deltamu, che ha realizzato il

NEWS

software Optimu allo scopo di fornire ai metrologi esattamente lo strumento di cui hanno bisogno. Optimu si presenta infatti come un software per la Metrologia, che consente di gestire parchi strumenti di piccole o elevate dimensioni, rispondendo più facilmente alle richieste del mercato e della produzione e facendo contemporaneamente in modo che la Metrologia diventi un valore aggiunto per l’azienda. Le numerose attività di consulenza, diagnosi sul posto, attività formativa, organizzazione di confronti inter-laboratorio, R&S, e tanto altro ancora, espletate da un

MINI ACCELEROMETRI: PICCOLI, LEGGERI E CON TEDS ABILITATO Un’ampia varietà di applicazioni in campo automotive, come prove powertrain, NVH, analisi modale e test su componenti, richiedono requisiti esigenti dai sensori di vibrazione. La nuova famiglia di accelerometri triassiali miniature (mod. 356A43, 356A44 e 356A45) di PCB Piezotronics Inc è piccola, leggera, con TEDS abilitato e fornito di un completo range di sensibilità, da 10 a 100 mV/g. Questi sensori sono sigillati ermeticamente in un case di titanio, per garantire la robustezza necessaria in applicazioni come prove NVH e test su compo-

nenti. Quando per applicazioni di analisi modale è richiesto un elevato numero di sensori, questi accelerometri di piccole dimensioni (10,2 x 10,2 x 19,1 mm), peso ridotto (4,2 grammi) e con TEDS 1.0 rappresentano la soluzione perfetta. La funzione TEDS rende possibile l’auto-identificazione dell’accelerometro permettendo all’operatore una facile e veloce tracciabilità dello stesso in termini di modello,

sia DC sia Stepper e integrabili con encoder lineari o rotativi. Si distinguono sul mercato per via del loro design compatto e per una capacità di carico fino a 100 N. Questi assi lineari, disponibili in versioni Physik Instrumente (PI) ha presentato la da 26, 52 o 102 mm di corsa, sono ideali nuova serie di assi lineari L-509, disponi- per applicazioni nel campo dell’industria bili a seconda delle esigenze con motori e della ricerca, garantendo un’elevata risoluzione e una notevole durata con velocità fino a 50 mm/s. Questi assi sono inoltre equipaggiati con fine corsa ottici e reference switch con rilevamento di direzione durante la corsa. Per un controllo a singolo-asse PI offre i Mercury C-863 e C-663, da abbinare rispettivamente a un motore DC e Stepper.

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SMART METROLOGY

team di esperti Metrologi, hanno portato Deltamu a realizzare un software progettato per soddisfare con grande efficacia tutte le suesposte esigenze, tenendo conto delle criticità e delle necessità metrologiche, analizzando come gestire il rischio industriale conseguente a una misura errata e rilevando le anomalie per essere pronti a intervenire. Lo scopo è implementare una metrologia utile e a valenza strategica, che faccia la differenza per l’impresa competitiva, la Metrologia intelligente, quella che Deltamu chiama Smart Metrology.

numero di serie e caratteristiche. Per prove powertrain, questi accelerometri miniaturizzati, che lavorano in un ampio range di frequenza (da 0,4 Hz a 10 kHz) e con un’eccellente risoluzione, forniscono precisi e accurati valori di ampiezza. La forma cubica e il montaggio tramite adesivo permettono una facile installazione su diverse superfici anche in presenza di spazi ristretti. Questi sensori hanno l’elemento sensibile ceramico che lavora al taglio; questo permette di avere un output elevato e un basso rumore, con un ottimo rapporto segnale/rumore come richiesto dalle applicazioni in campo automotive. In aggiunta, l’elettronica integrata all’interno dell’accelerometro fornisce un segnale in Volt a bassa impedenza facilmente trasmissibile anche attraverso lunghi cablaggi. Per ulteriori informazioni: www.pcbpiezotronics.it

È possibile anche pilotare fino a quattro assi DC contemporaneamente, grazie al controllore C-884. La massima precisione di posizionamento viene invece raggiunta con la versione dotata di motore Stepper, integrando un encoder lineare con misura diretta e controllato da un SMC Hydra, in grado di pilotare motori con basse vibrazioni e alta risoluzione. Per ulteriori informazioni: https://www.physikinstrumente.com/ en/products/linear-stages-andactuators/stages-with-motor-screwdrives/l-509-precision-linearstage-1201903

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Rubrica a cura di Michele Lanna (infostudiolanna.it)

Nanotecnologia Cos’è e come si misura

METROLOGY FOR EVERYONE In this permanent section of the Journal our colleague and friend Michele Lanna, leading expert in metrology, calibration, accreditation of companies, will discuss topics of interest for the majority of industrial measurement users, in simple and immediate terms, with reference to the most recent Norms. Write to Michele to comment his articles and to propose other subjects! RIASSUNTO In questa Rubrica il collega e amico Michele Lanna, esperto di metrologia, taratura, accreditamento industriale, discute aspetti d’interesse per la maggior parte degli utenti industriali delle misure, con terminologia semplice e immediata, e facendo riferimento alle più importanti e recenti Norme. Scrivete a Michele per commentare i suoi articoli e per proporre ulteriori temi di discussione! La nanotecnologia è considerata nel XXI secolo la base della nuova rivoluzione tecnologica in un numero crescente di settori merceologici. Che cos’è la nanotecnologia? È un ramo della scienza applicata e della tecnologia che si occupa del controllo della materia su scala dimensionale inferiore al nanometro, ovvero un miliardesimo di metro (in genere tra 1 e 100 nanometri) e della progettazione e realizzazione di dispositivi in tale scala. La nanotecnologia è l’ultima rivoluzione intervenuta nel mondo industriale; la partenza per arrivare a questa scienza è da mettere in collegamento con quella informatica, databile nella seconda metà del XX secolo. Essa ha aperto la strada ad altre innovazioni alle quali il mondo industriale si è mostrato permeabile e ricettivo. La nanotecnologia opera in un ambito d’investigazione multidisciplinare, coinvolgendo molteplici indirizzi di ricerca, tra cui: biologia molecolare, chimica, scienza dei materiali, fisica (sia applicata sia di base), ingegneria meccanica, ingegneria chimica ed elettronica, bioingegneria, gestione ambientale, ecc. Può essere vista sia

come un’estensione delle scienze esistenti sulla scala nanometrica, sia come un loro “riadattamento”. Alcune definizioni Nanoparticelle: particelle con dimensioni comprese, indicativamente, tra 1 e 100 nm; Nanomateriali: nanoparticelle intenzionalmente prodotte di specifica composizione e proprietà; Nanoscienze: studio di fenomeni e manipolazione di materiali alla scala atomica, molecolare e macromolecolare, le cui proprietà differiscono sensibilmente da quelle a scala macroscopica; Nanotecnologie: progettazione, caratterizzazione, produzione e applicazione di strutture, dispositivi e sistemi, contenendo forma e dimensioni alla scala nanometrica. SETTORI DI SVILUPPO DELLE NANOTECNOLOGIE

Lo sviluppo e la rapida diffusione delle nanotecnologie in settori merceologici diversi ha portato alla creazione di un quadro normativo chiaro, in grado innanzitutto di mettere a punto in modo

corretto e condiviso la terminologia, ma anche definire in un’ottica sistemica i criteri di gestione più consoni. I settori applicativi delle nanotecnologie sono tantissimi e certamente si arriverà in breve tempo a quadri settoriali specifici per singoli settori merceologici. Questo breve scritto non vuole avere la pretesa di trattare la vasta tematica relativa alle nanotecnologie, ma solo dare un contributo, anche attraverso interviste mirate, alle implicazioni che esse hanno sulla metrologia e sugli strumenti di controllo adoperabili. Quali settori merceologici sono coinvolti da questa “rivoluzione”? Innanzitutto il settore medico e farmacologico. ”La nanomedicina – riportano A. Arcangeli, S. Ferrati, M. Ferrari su Toscana Medica 4/2013 - è una delle più portentose applicazioni e dei più promettenti sviluppi delle nanotecnologie. La nanomedicina comprende un’ampia serie di attività di ricerca che vanno dallo sviluppo di biosensori, nanomateriali con applicazioni biomediche, costruzione di nanovettori a scopo terapeutico e diagnostico. Non dobbiamo dimenticare che la dimensione nano presenta notevoli vantaggi anche, e forse soprattutto, in campo biomedico e farmacologico, dove la riduzione dei volumi a beneficio delle superfici di scambio, è in grado di migliorare in maniera sensibile le interazioni fra i nanomateriali e le cellule viventi”. Tutto ciò apre la strada a nuove e straordinarie applicazioni in grado di cambiare significativamente i sistemi di cura di alcune patologie, con significativi vantaggi sull’efficacia dei metodi utilizzati. Nel settore medico e diagnostico le applicazioni sono già numerose e tendono a migliorare e rendere sempre più mirata la cura di patologie, quali i tumori, che finora venivano curati con tecniche più invasive. Anche nella somministrazione farmacologica l’adozioT_M

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bricazione di aeromobili, portando a un aumento delle loro prestazioni. Anche i veicoli spaziali, per i quali il peso assume notevole importanza, ne beneficeranno, consentendo anche, a parità di prestazioni, di ottenere benefici, concretizzabili in consumi ridotti, velocità e prestazioni migliorate. La nanotecnologia aiuterebbe a ridurre la dimensione dell’equipaggiamento, diminuendo perciò il consumo di combustibile richiesto da aerotrasportare. Nel settore edilizio, la nanotecnologia ha il potenziale di produrre velocemente costruzioni più economiche, più sicure e più variate. L’automazione della costruzione nanotecnologica permetterebbe molto più velocemente e a un costo molto più basso la creazione di strutture che vanno dalle abitazioni fino agli imponenti grattacieli. Nel settore dell’informazione e comunicazione si possono menzionare gli sforzi per ridurre le dimensioni delle memorie, in atto già da parecchio tempo, ma che con l’avvento delle nanotecnologie possono subire un significativo miglioramento. Nella gestione ambientale le nanotecnologie contribuiscono in modo significativo al risanamento ambientale e alla soluzione dei problemi relativi. Risultati recenti hanno mostrato un grande impatto dei nanomateriali utilizzati per la pulizia ambientale, come, ad esempio, le membrane per la potabilizzazione e la de-contaminazione di acqua sotterranea. Di pari passo con lo sviluppo e l’applicazione delle nanotecnologie in settori merceologici diversi si è manifestata la necessità di standardizzare l’uso delle nanotecnologie in settori merceologici specifici. Tutto parte dal lavoro effettuato dal Comitato ISO/TC 229, che ha lo scopo di creare le basi per la comprensione e gestione della nanotecnologia, ma anche di utilizzare le proprietà dei materiali in nanoscala per creare materiali migliorati, nonché strumenti per il loro monitoraggio e controllo e sistemi che sfruttino queste nuove proprietà. Le norme della serie UNI CEN ISO/TS 80004, di cui la 1: ”Nanotecnologie Vocabolario – Parte 1: Termini fondamentali”, fornisce “un elenco di termini

ne di tecniche di nanotecnologia consente di somministrare farmaci a cellule specifiche, limitando o azzerando gli effetti di danneggiamento di cellule sane, limitrofe a quelle malate, da non coinvolgere nella terapia. Ma non si può non parlare di settori nei quali le applicazioni delle nanotecnologie hanno permesso di ottenere risultati importanti: intendiamo parlare dell’ingegneria tissutale, dove la nanotecnologia può aiutare a riprodurre o riparare tessuti umani danneggiati. E che dire del comparto industriale legato alla produzione di prodotti di grande serie (es. automotive, alimentare, farmaceutico, ecc.), ma anche della produzione aerospaziale, dove le problematiche relative alla riduzione del peso e alla miniaturizzazione giocano un ruolo prevalente? Per non parlare del settore chimico (ad es. legato alle analisi ambientali, filtrazione, ecc.). E potremmo proseguire con le applicazioni nei settori: industria tessile, agricoltura. Quindi le applicazioni stanno crescendo di pari passo al progredire della ricerca. L’introduzione delle nanotecnologie nel mondo industriale ha comportato, di pari passo, la nascita di diverse norme che consentono di delineare innanzitutto un quadro terminologico chiaro, ma anche adottare metodi e tecniche di gestione e controllo, utili per permetterne una sempre più capillare adozione in settori merceologici diversi. La riduzione del peso complessivo del prodotto finito, la ricerca di maggiore affidabilità dei componenti, la riduzione dei costi del prodotto, nonché l’accrescimento o miglioramento delle funzioni del prodotto sono state la spinta per accelerare la ricerca e le applicazioni in molti settori. Il settore automotive sta facendo ampio uso di nano oggetti nella produzione di autoveicoli; alcuni esempi sono nell’adozione di sensori miniaturizzati per monitorare le varie parti del motore, additivi nelle vernici che consentono di aumentare la resistenza delle superfici verniciate all’abrasione, adozione di nuovi materiali più leggeri per varie parti dell’autoveicolo, e tante altre applicazioni. I materiali più leggeri e più forti sono utilizzati in modo smisurato nella fab-

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e definizioni relativi ai concetti chiave nel campo delle nanotecnologie. È destinata a facilitare la comunicazione tra le organizzazioni e gli individui del settore e loro interlocutori” (dice l’UNI). Come in ogni disciplina il glossario è il primo punto di riferimento per la gestione. Le altre norme specifiche per alcuni settori merceologici hanno permesso di regolamentarne la gestione in ambiti definiti. Le altre norme della stessa serie 80004 specificano il significato di termini per aree di utilizzo particolari. Inoltre: – ISO/TR 11360:2010 “Nanotechnologies -- Methodology for the classification and categorization of nanomaterials”. Vengono individuati (tra gli altri) i campi di attività delle nanotecnologie, quali: nano elettronica, nano medicina, nano metrologia, nano ottica, nano fotonica; – ISO/TR 12802:2010 “Nanotechnologies -- Model taxonomic framework for use in developing vocabularies – Core concepts”. Il presente Rapporto Tecnico stabilisce i concetti chiave per la nanotecnologia. Serve a facilitare la comunicazione tra organizzazioni diverse e promuovere una comune comprensione dei concetti relativi alla tematica; – ISO/AWI TR 14786: 2014 “Nanotechnologies -- Considerations for the development of chemical nomenclature for selected nano-objects”. La norma fornisce una guida per lo sviluppo di una nomenclatura chimica per nano oggetti. Il quadro completo della normativa relativa alle nanotecnologie proposto da Nanocon nel 2012 è riportato in Fig. 1, nella quale è possibile notare la specifica normativa proposta per la metrologia, con riferimento ai TC (Technical Committee) che hanno messo a punto specifiche normative in merito. Introduciamone, indicativamente, alcuni: – ISO/TC 213 “Dimensional and geometrical product specifications and verification”, che tratta – tra l’altro - le specifiche dei prodotti per micro e macro geometria, i requisiti di taratura e le relative stime dell’incertezza; – ISO/TC 201 “Surface chemical analysis”, che tratta – tra l’altro - di T_M ƒ 77

aspetti specifici relativi ai fasci di ioni, elettroni incidenti sul campione; – ISO/TC 135 “Non destructive testing”, che tratta, tra l’altro, (oltre al glossario dei termini) dei metodi di prova, delle specifiche prestazionali delle apparecchiature, ivi inclusi gli apparati ausiliari utilizzati; – ISO Remco sui materiali di riferimento -, che introduce le ISO GUIDE 30, 31, 32, 33, ecc. Esse danno un quadro chiaro e completo dei criteri di gestione dei materiali di riferimento, utili anche per l’ottimale gestione dei nano oggetti. Le Nanotecnologie sono un campo ampio e complesso i cui settori costituenti hanno in comune il solo elemento della “scala dimensionale”; perciò è difficile adottare un’unica regolamentazione, e questo spiega il crescente sviluppo normativo, spesso specifico per determinati settori merceologici (Fig. 1), che vede un’ampia varietà di materiali e applicazioni, supportata dai limitati riscontri scientifici sulla tossicità dei nano materiali. Il nostro interesse per la metrologia e per i sistemi di misura ci porta a chiederci quali possano essere le implicazioni per i metodi e le apparecchiature utilizzate per il controllo delle nanoparticelle. È lecito quindi porsi alcune domande: – quali sono gli aspetti specifici da assicurare nel controllo delle nanoparticelle? – quali sono i requisiti specifici relativi alle apparecchiature per il controllo delle nanoparticelle? – le apparecchiature utilizzate per il controllo delle nanoparticelle richiedono particolari conoscenze per il loro uso? – le apparecchiature permettono d’individuare le cifre significative necessarie a esprimere in modo completo il risultato della misura? – quali i requisiti metrologici specifici relativi ai metodi di misura da assicurare? – nei metodi sono individuate facilmente le componenti ai fini della stima dell’incertezza della misura? – quali competenze richieste al personale per il controllo delle nanoparticelle? Abbiamo innanzitutto cercato di dare una risposta alle suddette domande, T_M ƒ 78

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basandoci sulla base delle nostre cono- presentante CEPA3 di WEAG, ora Euscenze e di quanto desumibile dalla ropean Defence Agency; rappresentanvasta e qualificata letteratura in merito: te italiano presso l’European Engineering Plant Committee; membro della Esistono apparecchiature parti- piattaforma ACARE; membro del grupcolari per il controllo delle nano- po di lavoro sulla formazione degli indici di manutenzione UNI), esperti di particelle? Sì. La tecnologia mette a disposizione nanotecnologie e autori di numerosi apparecchiature che consentono di studi e pubblicazioni riguardanti la tematica, abbiamo rivolto alcune docontrollare questi tipi di prodotti. Quali sono i requisiti specifici mande: relativi alle apparecchiature per Quali sono gli aspetti specifici da il controllo delle nanoparticelle? assicurare nel controllo delle naÈ difficile generalizzare, ma possiamo noparticelle? dire che ogni apparecchiatura presenta “Innanzitutto la preparazione corretta specificità proprie. In linea di massima dei campioni, in funzione del tipo di si può dire che le caratteristiche metro- analisi (es. SEM, TEM, STEM, AFM, logiche si declinano alla stessa maniera RAMAN). Inoltre, conoscenza a priori delle altre apparecchiature, quindi pre- di tutte le tipologie di nanostrutture sentano caratteristiche specifiche di ri- potenzialmente osservabili (es. nanotusoluzione, precisione, accuratezza, ri- bi in carbonio a parte multipla o singopetibilità, ecc., per un utilizzo in una la, nanofibre, nanoparticelle, ecc.)”. Quali sono i requisiti specifici rescala enormemente piccola. Le apparecchiature utilizzate per lativi alle apparecchiature per il il controllo delle nanoparticelle controllo delle nanoparticelle? richiedono particolari conoscen- “Dipende dal tipo di analisi. Lo strumento dev’essere in grado di misuraze per il loro uso? Certamente. Innanzitutto la conoscenza re particelle o strutture che vanno delle apparecchiature, non disgiunta dalla decina di nanometri (ad es., il da quella del processo e soprattutto dei diametro dei CNT) al centinaio di metodi di misura giocano un ruolo im- nanometri (ad es. il livello d’integrazione dei circuiti elettronici di scala portante per la gestione. Quali competenze sono richieste piccola o SSI (Small-scale integrated), al personale per il controllo delle o a quantità dell’ordine dei picogrammi (ed es., rivelazione con microbinanoparticelle? Le competenze del personale assumono lance con frequenze di risonanza deluna valenza strategica per l’utilizzo di l’ordine delle centinaia di MHz di apparecchiature e processi metrologici CBRWA - Chemical, Biological and nuovi, venuti alla ribalta negli ultimi an- Radiological Warfare Agents) di diani e ciò si deve tradurre in una cono- metro inferiore a 1 micrometro fino a scenza specifica relativa anche ai prin- valori superiori a 5 micrometri. Se si cipi fisici che sono alla base del funzio- vuole fare un’analisi chimica seminamento di queste apparecchiature. qualitativa o semiquantitativa, bisoInoltre, l’apprendimento e la capacità gna disporre di un microscopio eletdi applicazione di nuovi metodi di misu- tronico a scansione (SEM), equipagra deve trovare una risposta coerente giato con l’EDX (Energy Dispersive X nei risultati del processo di misura, in ray Analysis), cioè una metodica analinea con le specifiche del Cliente e con litica strumentale che sfrutta l’emissione di raggi X generati da un fascio le esigenze normative applicabili. elettronico accelerato incidente sul campione o di un microscopio elettroUN’INTERVISTA nico a trasmissione (TEM (Transmission electron microscope), microscoA Marco Regi (attualmente business pia laser a scansione confocale manager presso un Gruppo Europeo (LSCM-Laser scanning confocal microleader per la Difesa e l’Aerospazio) e scopy) e microscopia ottica a scansioFrancesco Sintoni (tra l’altro, rap- ne in campo vicino o NSOM (Near-

N. 01ƒ ;2017 field scanning optical microscopy), che permettono la visualizzazione di strutture di dimensione inferiore alla lunghezza d’onda del dispositivo. Per prove di caratterizzazione sia meccanica sia elettrica, oltre che per analisi topografiche delle superfici, uno dei principali strumenti capaci di operare su scala nanometrica è il sistema a cantilever cuore dell’AFM (Atomic Force Microscope o, in italiano, Microscopio a forza atomica). Utilizzando il suddetto cantilever a diretto contatto (modalità detta di contact mode) con il campione da analizzare, si possono misurare le grandezze meccaniche ed elettriche attraverso la trasduzione sia delle sue frequenze, proprie di vibrazione del cantilever, sia delle deboli correnti fatte fluire fra la punta di esso e un trasduttore specifico. È possibile inoltre operare anche senza contatto diretto tra cantilever e campione (modalità detta di no contact mode) attraverso distanze nanometriche. Il sistema dev’essere completamente controllabile mediante computer e dev’essere corredato di un software per effettuare le relative analisi”. Le apparecchiature utilizzate per il controllo delle nanoparticelle richiedono particolari conoscenze per il loro uso? “Devono essere assicurate le conoscenze relative a tutti gli aspetti che caratte-

rizzano lo specifico tipo di prova, quali: preparazione dei campioni, parametri di prova e analisi delle immagini. Inoltre le cifre significative nell’espressione del risultato devono essere idonee a esprimere i livelli d’incertezza dovuti da tutte le componenti individuate”. Quali sono i requisiti metrologici specifici relativi ai metodi di misura da utilizzare? “I requisiti sono relativi a: (i) preparazione del campione in funzione del tipo di test, parametri di test (es. tensione di accelerazione del fascio elettronico del microscopio elettronico a scansione o del microscopio elettronico a trasmissione), (ii) tipo di test (es. morfologico, chimico, meccanico, elettrico) e (iii) tipo di esecuzione”. Nei metodi sono individuate facilmente le componenti ai fini dell’incertezza di misura? “Di solito ci si riferisce all’incertezza caratteristica dello strumento, a cui associare l’esperienza di valutare cosa si è osservato in funzione dei parametri di prova (es. voltaggio di accelerazione del fascio elettronico del SEM o del TEM)”. CONCLUSIONI

I nano oggetti, prodotto sempre più diffuso e presente in una serie di settori merceologici diversi, devono essere supportati efficacemente da processi di gestione e controllo avanzati e innovativi. Gli sviluppi sono stati rapidi, sono in continua evoluzione e si concretizzano – da un punto di vista metrologico – nella messa a punto di nuovi metodi e di apparecchiature idonee a effettuare misure a liFigura 1 – Tratta da: Nanocon 2012 “Nanotechnology vello nanometriTechnical Standardization Review” di Jan HOŠEK co. Questo scritto

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vuole essere un piccolo contributo a una tematica in pieno sviluppo e crescita, per rispondere a esigenze di economicità, riduzione delle dimensioni degli oggetti, miglioramento della funzionalità di essi. Nel prossimo numero ritorneremo sull’argomento, portando testimonianze di settori merceologici che hanno adottato la nanotecnologia nei loro processi produttivi e nei meccanismi di prova e controllo, dettagliando alcuni dei risultati conseguiti. RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI 1. ISO/TS 27687:2008/2012 “Nanotechnologies – Terminology and definitions for nano-objects – Nanoparticle, nanofibre and nanoplate”. 2. ISO/TS 80004-1:2010 “Nanotechnologies – Vocabulary – Part 1: Core terms”. 3. ISO/TS 80004-3:2010 “Nanotechnologies – Vocabulary – Part 3: Carbon nano-objects”. 4. ISO/DTS 80004-6 “Nanotechnologies – Vocabulary – Part 6: Nanoscale measurement and instrumentation”. 5. ISO/TR 11360:2010 “Nanotechnologies – Methodology for the classification and categorization of nanomaterials”. 6. ISO/TC 229 & IEC/TC 113 “JOINT WORKING GROUP ONE: Terminology and Nomenclature” – CSA Standard:2012. 7. INRIM “The Italian contribute to European Metrology Programme for Innovation and Research”, Nanometrology, 2016. 8. S. Balzamo, D. Conti, M.G. Simeone, M. Belli, “Nanoparticelle nell’ambiente: stato dell’arte dei metodi di misura”, ISPRA. 9. Presidenza del Consiglio dei Ministri, Comitato Nazionale per la Bioetica, “Nanoscienze e nanotecnologie”. 10. A. Arcangeli, S. Ferrati, M. Ferrari, “Le nanotecnologie applicate alla medicina”, Toscana Medica 4/2013. 11. Jan HOŠEK, “NANOTECHNOLOGY TECHNICAL STANDARTIZATION REVIEW“, Nanocon: 2012. 12. Czech Republic, EU. 13. Commissione Europea, “La nanotecnologia – Innovazione per il mondo di domani”, 2004. 14. J. Ramsden, “Essentials of Nanotechnology”, Bookboon.com. 15. NMP “Nanosciences, Nanotechnologies, Materials and New Production Technologies – Observatory Nano N° 2 – 2010”, di E. Mantovani, A. Porcari.

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T U T T O _ M I S U r E Anno XIX - n. 1 - Marzo 2017 IISSN: 2038-6974 Sped. in A.P. - 45% - Art. 2 comma 20/b Legge 662/96 Filiale di Torino Direttore responsabile: Franco Docchio Vice Direttori: Alfredo Cigada, Pasquale Daponte Comitato di redazione: Nicola Giaquinto, Claudio Narduzzi, Loredana Cristaldi, Pasquale Arpaia, Bernardo Tellini, Bruno Andò, Lorenzo Scalise, Gaetano Vacca, Rosalba Mugno, Carmelo Pollio, Michele Lanna, Luciano Malgaroli, Massimo Mortarino, Silvia Docchio

redazioni per: Storia: Emilio Borchi, Riccardo Nicoletti, Mario F. Tschinke, Aldo Romanelli Le pagine delle Associazioni Universitarie di Misuristi: Franco Docchio, Pasquale Daponte, Nicola Paone Le pagine degli IMP: Maria Pimpinella Comitato Scientifico: ACCREDIA (Filippo Trifiletti, Rosalba Mugno, Emanuele Riva, Silvia Tramontin); ACISM-ANIMA (Roberto Cattaneo); AEIT-ASTRI (Roberto Buccianti); AIPT (Paolo Coppa); AIS-ISA (Piergiuseppe Zani); ALATI (Paolo Giardina); ALPI (Lorenzo Thione); ANIE (Marco Vecchio); ANIPLA (Marco Banti, Alessandro Ferrero); AUTEC (Gabriele Bitelli), CNR (Ruggero Jappelli); GISI (Sebastian Fabio Agnello, Renato Uggeri); GMEE (Pasquale Daponte); GMMT (Nicola Paone); Gruppo Misuristi Nucleari (Stefano Agosteo); GUFPI-ISMA (Luigi Buglione); IMEKO (Paolo Carbone); INMRI – ENEA (Pierino De Felice, Maria Pimpinella); INRIM (Diederik Sybolt Wiersma, Paolo Vigo, Franco Pavese); ISPRA (Maria Belli) Videoimpaginazione e Stampa: la fotocomposizione - Torino Autorizzazione del Tribunale di Casale Monferrato n. 204 del 3/3/1999. I testi firmati impegnano gli autori. A&T - sas Direzione, redazione, Pubblicità e Pianificazione Via Principi d’Acaja, 38 - 10138 Torino Tel. 011 0266700 - Fax 011 0266711 E-mail: infoaffidabilita.eu Web: www.affidabilita.eu Direzione Editoriale: Luciano Malgaroli, Massimo Mortarino È vietata e perseguibile per legge la riproduzione totale o parziale di testi, articoli, pubblicità e immagini pubblicate su questa rivista sia in forma scritta sia su supporti magnetici, digitali, ecc. ABBONAMENTO ANNUALE: 40 EUrO (4 numeri cartacei + 4 sfogliabili + 4 numeri telematici) ABBONAMENTO BIENNALE: 70 EUrO (8 numeri cartacei + 8 sfogliabili + 8 numeri telematici) Abbonamenti on-line su: www.tuttomisure.it L’IMPOrTO DELL’ABBONAMENTO ALLA PrESENTE PUBBLICAZIONE È INTErAMENTE DEDUCIBILE. Per la deducibilità del costo ai fini fiscali fa fede la ricevuta del versamento effettuato (a norma DPR 22/12/86 n. 917 Art. 50 e Art. 75). Il presente abbonamento rappresenta uno strumento riconosciuto di aggiornamento per il miglioramento documentato della formazione alla Qualità aziendale.

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