Tutto_Misure 02/2017 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. 02 ƒ 2 017

EDITORIALE Sapere? Saper fare? Saper evolvere!

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 2 - Anno 19- Giugno 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. 02 - 2017

IL TEMA Segnali e dati di misura

GLI ALTRI TEMI Le misure degli aridi Materiali di riferimento

ALTRI ARGOMENTI La pagina di ACCREDIA La 17025: Personale - parte III Metrologia e contratti Smart Metrology

AFFIDABILITÀ & TECNOLOGIA

WWW.TUTTOMISURE.IT

TUTTO_MISURE

ANNO XIX N. 02 ƒ 2017

IN QUESTO NUMERO

Misura dello stress alla guida

Editoriale: Sapere? Saper fare? Saper evolvere! (F. Docchio)

Stress measurement simulators

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

A. Affanni

Il tema: Le aree di ricerca GMEE: measurement signals and data Variabilità intra- e inter-soggetto della pressione sonora (A. Castellana, A. Carullo, A. Astolfi) 95 99

Misura dello stress alla guida (A. Affanni) Gli altri temi: La metrologia nelle zone terremotate L’aridità delle misure degli aridi (P. Vigo, A. Viola)

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

111

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

115

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

117

Tecnologie in campo Misurare le proprietà dei materiali IoT per l’analisi predittiva Misure 2D nell’automotive (a cura di M. Mortarino)

121

Metrologia generale Unità di misura e valori di grandezze (a cura di L. Mari)

127

I Seriali di T_M: Misura del software Metrologia e Contratti – Parte 4 (a cura di L. Buglione)

129

Metrologia legale e forense La ricostruzione dei consumi di energia elettrica (a cura di V. Scotti)

133

Measurement and dependability

Spazio Associazioni Universitarie di Misuristi Dalle Associazioni Universitarie di Misuristi

137

M. Catelani, L. Ciani

Smart Metrology Misurare per produrre meglio (a cura di A. Lazzari)

141

Le pagine degli IMP e della Metrologia Generale Nuove possibilità applicative per i Materiali di Riferimento (P. Iacomussi)

145

Manifestazioni ed Eventi 2017-2018: eventi in breve

148

Metrologia... per tutti! L’accreditamento degli organismi d’ispezione (a cura di M. Lanna)

149

Premio Innovazione A&T 2017 Radar e sistema di puntamento con Arduino e Processing (W. Galinetta e classe IV Eln.)

154

Commenti alle norme: la 17025 La 17025: Personale – Parte 3 (a cura di N. Dell’Arena)

157

Abbiamo letto per voi

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99 L’aridità delle misure degli aridi The dryness of the “aridi” measurements P. Vigo, A. Viola

103 Misure e fidatezza - Analisi di sicurezza per sistemi complessi

117 I materiali di riferimento Reference materials P. Iacomussi

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News

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Franco Docchio

EDITORIALE

Sapere? Saper fare? Saper evolvere!

Knowledge? Skills? Evolution! Cari lettori! Sono rimasto particolarmente impressionato dai numeri di A&T 2017 (Torino, 3-5 maggio scorsi), che Massimo Mortarino fornirà più avanti all’interno di questo numero. Quello che è stato impressionante dell’evento è stato l’affollamento di visitatori agli stand, in particolare da parte dei giovani delle classi 4e e 5e delle scuole medie superiori: una gioia per gli occhi! Bene ha fatto il comitato scientifico e industriale a bandire premi per i migliori progetti riguardanti gli strumenti di Industria 4.0 (come prove e misure, IoT, fabbricazione additiva e, soprattutto, robotica) sviluppati dagli studenti delle Scuole superiori, in ottica di alternanza scuola-lavoro. In effetti, come si è evinto anche dalle parole dei rappresentanti di Comau, che hanno consegnato i premi ai primi tre gruppi classificati, oggi la parola d’ordine è “Robot ai teenager”: le “major” della robotica donano volentieri agli Istituti i loro “kit” di sviluppo di robot, favorendo l’assemblaggio di soluzioni hw-sw su piattaforme open access. È il nuovo cambio di paradigma, in buona sintonia con i dettami di Industria 4.0: dai “nativi digitali” (coloro che usano l’Iphone o il Samsung fin dalla culla) ai “nativi robotici” (coloro che assemblano robot, droni, ecc. da piccoli). Sempre ad A&T, mi ha stupito anche la crescente quantità e qualità dei convegni, con le Misure e le Prove in primo piano, come tradizione. Un evento nell’evento, oserei dire. Tra questi, ha fatto bella mostra di sé la Giornata della Misurazione, tradizionale forum di discussione sui più recenti temi riguardanti la metrologia fondamentale e applicata. La sala quest’anno era gremita (150 iscritti, un centinaio i partecipanti sia all’interno sia nelle comode poltroncine esterne alla sala con TVcc). Feedback positivo da tutti, con alcuni consigli su come migliorare le prossime edizioni per un ancora maggior coinvolgimento delle imprese. Buon successo di pubblico anche per il convegno sui Materiali di Riferimento e nuovo record di presenze per la Plenaria del Convegno annuale dei Centri di Taratura accreditati, che ha sfiorato i 500 presenti in sala! Cambiando nettamente argomento, martedì scorso si è svolto, presso la mia macroarea d’Ingegneria, un importante convegno che vedeva coinvolti i colleghi di Ingegneria e gli esponenti del mondo produttivo e delle professioni, sul ruolo della figura d’In-

gegnere e sull’adeguatezza dei corsi di Laurea e Laurea Magistrale/Ciclo unico per prepararli. Il giorno coincideva proprio con la presentazione, all’Università di Parma, del Rapporto Alma Laurea 2016, con le statistiche aggiornate sulle carriere degli studenti, sui loro risultati finali, e sulle loro prospettive occupazionali. Il nostro convegno si inseriva pienamente nelle attività di Autovalutazione e Valutazione esterna degli Atenei italiani (il cosiddetto AVA 2.0), che prevede, tra le azioni di riesame, il confronto e la collaborazione con tutti gli stakeholder (portatori d’interesse: associazioni di industriali, associazioni di categoria, ordini professionali, ecc.). Dalla nutrita discussione che è seguita alle presentazioni ufficiali prima a tavoli unificati, poi in tre distinte sessioni per Ingegneria dell’Informazione, Ingegneria Industriale, Ingegneria Civile, Ambientale e Architettura, sono emersi diversi aspetti significativi, che elenco brevemente qui nel seguito. 1) Le prospettive di impiego, sia per i Laureati triennali sia per quelli Magistrali/Ciclo unico sono, almeno nel bresciano, estremamente positive (in media il tempo di attesa tra laurea e impiego è di meno di tre mesi. Nota bene: la figura del Laureato triennale non piace quasi a nessuno…). 2) I livelli retributivi sono tuttavia (ahimé) scarsi (circa 1.000 € per i Laureati triennali e meno di 1.500 € per i Magistrali): utilizzando l’attualizzatore ISTAT in rete ho scoperto che il mio primo stipendio nel 1978 era, attualizzato, di più di 2.000 €! Il contraltare è che il livello retributivo sale con gli anni, più marcatamente per soggetti che dimostrino di possedere i maggiori skill e le maggiori doti di apprendimento e miglioramento. 3) In merito agli abbandoni al primo anno e alle (incomprensibili) richieste del Ministero di ridurre gli abbandoni (e come? Semplificando?), gli interlocutori del mondo delle professioni ci “implorano” di non abbassare l’asticella e di mantenere alta la qualità dei nostri Laureati, che ci vengono invidiati da tutto il mondo. 4) Di fronte al dibattito “Sapere” – “Saper fare”, nel mio discorso iniziale ho parlato di una terza via possibile, che dovrebbe illuminare la via degli studenti e dei loro formatori Universitari, per mantenerli al passo, con la giusta elasticità mentale e propensione al cambiamento, nel mondo delle abilità che cambiano vorticosamente: “Saper evolvere”. Buona lettura! 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. OTTIMA PERFORMANCE DEI RICERCATORI DEL POLITECNICO DI MILANO: IL BREVETTO “DISPOSITIVO PER IL RILIEVO DELLA FORMA DELLE VELE” PREMIATO DA INARCASSA!

stenza per gli Ingegneri e gli Architetti liberi professionisti, con l’intento di dare spazio all’ingegno, alla creatività e al ruolo progettuale degli associati, valorizzando giovani talenti italiani e offrendo nel contempo un contributo per lo sviluppo, la produzione “INARCASSA premia le idee”! È que- e la diffusione sul mercato d’idee insto il titolo del concorso bandito dalla novative. Il concorso, bandito ad agoCassa nazionale di previdenza e assi- sto 2016, ha visto la partecipazione di 162 progetti provenienti da tutta Italia, tra i quali sono stati selezionati e premiati 10 liberi professionisti – 5 ingegneri e 5 architetti – autori delle invenzioni più originali nella forma di brevetti, modelli ornamentali e di utilità nel settore architettonico e ingegneristico. I vincitori sono stati premiati durante una serata di gala, lo scorso 19 aprile a Roma. Tra le proposte da premiare è stato scelto anche il brevetto dal titolo “Dispositivo per il rilievo della forma delle vele”, depositato nel 2014 dagli ingegneri Fabio Fossati, Remo Sala, Ambra Vandone e Giacomo Mainetti del Politecnico di Milano: gli ultimi tre componenti del gruppo di Misure Meccaniche e Termiche (MMT) del Politecnico di Milano. Il progetto consiste nello sviluppo di un sistema per la misura, la ricostruzione 3D e l’analisi della forma geometrica T_M

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N. 02ƒ ;2017 TERMINATO IL PROGETTO DELL’UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CAGLIARI “SMART STATE ESTIMATION: STIMA DELLO STATO IN UNA RETE ELETTRICA INTELLIGENTE”

Si è concluso il Progetto di ricerca “Smart State Estimation: stima dello stato in una rete elettrica intelligente”, della durata di tre anni, finanziato dalla Legge regionale 7 agosto 2007, n. 7 – Promozione della ricerca scientifica e dell’innovazione tecnologica in Sardegna, Bando 2012. La proposta progettuale prevedeva diversi obiettivi generali, espressione della natura interdisciplinare del progetto stesso. In particolare si era previsto di sviluppare: – WP1: Procedure per la stima dello stato in una Smart Grid, SG: Smart State Estimation, SSE. Definizione di soluzioni di stima dello stato specifi-

che per le reti intelligenti di distribuzione dell’energia elettrica. – WP2: Strumentazione di misura per SSE. Studio di metodologie per la misura dei sincrofasori dinamici necessari per la SSE e proposta di soluzioni innovative specifiche per le SG. – WP3: Infrastrutture di comunicazione per la SSE. Studio di Wireless Sensor Network per la comunicazione degli strumenti di misura con i concentratori e di sistemi per l’interconnessione di concentratori posti a grandi distanze. L’attività di ricerca era quindi finalizzata allo studio e alla definizione di nuove metodologie e architetture atte a ricavare le informazioni necessarie per la gestione efficiente delle sempre più “attive”, complesse e dinamiche moderne reti elettriche di distribuzione. Nell’arco temporale del progetto si sono create le condizioni per spingere gli studi previsti verso direzioni ancora più innovative e si sono raggiunti traguardi più ampi e diversificati. Il raggiungimento degli obiettivi è stato descritto nel dettaglio nel sito internet creato allo scopo, http://sites. unica.it/smartstateestimation. Nello stesso sito è inoltre possibile trovare versioni “pre-print” di numerosi articoli pubblicati nell’arco del progetto stesso. In particolare si sono raggiunti diversi macro obiettivi, qui di seguito riportati, in estrema sintesi. Si è proposto e caratterizzato un nuovo ed efficiente stimatore dello stato, finalizzato a conoscere in modo accurato le condizioni operative di una moderna rete elettrica di distribuzione. Lo stimatore BC–DSSE, procedura di Branch-Current Distribution System State Estimation, mostra prestazioni nettamente superiori a quelle degli stimatori precedentemente proposti in letteratura ottenute introducendo, nello stato espresso in termini di correnti, la tensione del nodo di riferimento. Questa modifica consente di stimare più accuratamente l’intero profilo delle tensioni e di ottenere una più accurata stima dello stato del sistema, senza perdere in velocità e flessibilità.

di vele d’imbarcazioni durante la navigazione. Questo può essere d’aiuto ai velai per verificare o modificare la forma di progetto della vela, ai ricercatori per avere un modello 3D da importare in ambienti CAD per validare codici numerici di fluidodinamica, e supportare l’equipaggio nel raggiungere una regolazione ottimale delle vele. Il dispositivo è adatto a rilevare qualsiasi tipo di vela: dalle forme più semplici, come quelle di rande e fiocchi, a quelle più complesse, come gennaker o spinnaker. Il sistema utilizza la tecnica a tempo di volo per l’acquisizione di una nuvola di punti, che viene poi elaborata tramite un software dedicato, che consente di ricostruire la superficie tridimensionale della vela e di estrarne alcuni parametri numerici che ne definiscono la geometria e le prestazioni. Il sistema è stato utilizzato prima presso la galleria del vento del Politecnico di Milano per la validazione, e poi a bordo di una vera imbarcazione a vela di 10 metri, interamente realizzata dal Politecnico di Milano nell’ambito del progetto Lecco Innovation Hub.

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Inoltre il BC–DSSE è stato sviluppato al fine di poter includere misure di diverso tipo e, in particolare, misure ottenute dalle unità di misura fasoriali, le PMU. L’utilizzo delle PMU consente di ottenere un’accurata stima delle fasi assolute delle grandezze d’interesse. Questo permette di confrontare stime ottenute in zone anche remote del sistema elettrico. La procedura è stata ottimizzata. In particolare è possibile ricordare che con il BC–DSSE si sono ottenute: – riduzione dell’errore nella stima dell’ampiezza della tensione maggiore del 30%; – riduzione significativa, fino a quattro volte, dei tempi di esecuzione degli stimatori presenti in letteratura. Si sono studiati l’influenza dell’accuratezza dei dispositivi di misura sulla stima e l’impatto del sistema di monitoraggio e comunicazione sul sistema di gestione della rete. Insieme alla caratterizzazione e validazione del BC–DSSE, si è considerato l’impatto dei diversi livelli di conoscenza e correlazione dei dati a disposizione sulla stima. Contemporaneamente si è studiata l’influenza del sistema di comunicazione sulle applicazioni di gestione della rete. In particolare, è stato investigato l’impatto di un sistema di misura distribuito dotato di un sistema di comunicazione non dedicato su un’applicazione di gestione della rete. Si sono anche proposte metodologie per la stima dello stato distribuita: approccio multi-area per la stima dello stato in una rete elettrica di distribuzione di grandi dimensioni. La procedura proposta è composta da due passi. Nel primo, dopo aver suddiviso la rete in sotto-aree (vincoli geografici e/o topologici), si esegue una stima di stato locale in ciascuna sottoarea. Quindi i risultati della prima stima vengono ulteriormente elaborati al fine di migliorare la conoscenza delle condizioni operative della rete. Ciò può essere fatto in diversi modi, tutti con uno scambio di dati limitato tra le diverse sotto-aree. Entrambi i passi possono essere implementati in modo decentralizzato e con elaborazione parallela. T_M ƒ 89

N. 02ƒ ; 2017 Considerate le problematiche riscontrate in sistemi di monitoraggio distribuiti senza risorse di comunicazione dedicate, si sono studiate soluzioni che superassero lo stato dell’arte.

Si è proposta un’architettura Internet of Things, IoT, per Wide Area Measurement Systems e applicazioni Smart Grid fondata su Cloud pubblico con PMU e smart meter virtualizzati. Si è proposta inoltre un’architettura DSSE adattativa nel tempo di esecuzione e nell’accuratezza da considerare per i dispositivi di misura, fondata su paradigma IoT. Si sono sfruttati i paradigmi del Cloud e dell’IoT per sviluppare un’infrastruttura di monitoraggio e comunicazione avanzata per la stima dello stato (v. figura). In particolare, si è ottenuto uno stimatore che risponde in tempo reale alle dinamiche del sistema, e che, in caso di evento, aumenta la velocità di acquisizione delle misure e aggiorna i valori d’incertezza da utilizzare nello stimatore (in caso di eventi dinamici l’accuratezza dei dispositivi peggiora sensibilmente). Le caratteristiche ICT sulle quali la ricerca si è concentrata sono: adattabilità dello stimatore e della rete ICT alle condizioni della rete elettrica; riusabilità dei dati raccolti, grazie al concetto di virtualizzazione dei dispositivi di misura; interoperabilità e integrazione tra dispositivi e dati non interoperanti; utilizzo di “context-awareness” locale; utilizzo di una infrastruttura Cloud per ottenere la maggiore versatilità del sistema. Si sono sviluppati prototipi di dispositivi di misura di nuova generazione. Si è presentato il prototipo di una PMU pensata direttamente per i sistemi di distribuzione e in grado di soddisfare le specifiche descritte negli standard internazionali di definizione dei sincrofasori, gli standard IEEE C73.118.1/2 del 2011 con amendment del 2014, contemporaneamente per le classi di prestazione P e M. T_M ƒ 90

N. 02ƒ ;2017 APPLICAZIONI IN AMBITO MEDICO DI SENSORI IN FIBRA OTTICA

La regione Lazio, con il bando “Torno Subito 2016”, ha finanziato un periodo di sei mesi da trascorrere presso l’Institut de Chirurgie Guidée par l’Image di Strasburgo a due studentesse della Facoltà d’Ingegneria dell’Università Campus Bio-Medico di Roma. Per Daniela Lo Presti e Ambra Varalda è stata un’esperienza formativa che le ha viste impegnate in due progetti multidisciplinari focalizzati sullo sviluppo di sistemi di misura basati su sensori a reticolo di Bragg per applicazioni mediche. Il progetto che ha visto impegnata Daniela Lo Presti ha avuto come obiettivo la realizzazione e la caratterizzazione su volontari sani di un sistema indossabile per il monitoraggio respiratorio e dell’attività cardiaca, utilizzabile anche durante procedure di Risonanza Magnetica; Ambra Varalda è stata impegnata alla realizzazione di un ago sensorizzato che consente di monitorare in tempo reale gli effetti di procedure d’ipertermia per il trattamento di tumori. Le prestazioni del sistema sono state a nalizzate durante procedure di ablazione laser indotta su modello animale. Ambra e Daniela presenteranno i risultati dei lavori alla conferenza internazionale International In stru mentation and Measurement Technology Conference (Torino, 22-25 maggio). Entrambi i progetti sono stati supervisionati dall’Ing. Paola Saccomandi e l’Ing. Emiliano Schena, e hanno coinvolto gruppi di ricerca affe-

renti al Politecnico di Torino (Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni, Prof. Alberto Vallan) e il Centro Ricerche ENEA (Dr. Michele Caponero). Nella foto il gruppo di ricerca impegnato nel lavoro sui sensori in fibra ottica. DALL’UNIVERSITÀ DI TRENTO: PREMIO APPLICAZIONI PER LA SALUTE

Al salone SMAU di Padova il 31 marzo scorso è stato conferito il Premio “L’innovazione di servizio e prodotto per la salute dei cittadini” ritirato dal prof. Mariolino De Cecco (responsabile per il gruppo del Di par timento d’Ingegneria Industriale) in rappresentanza di tutto il team AUSILIA (Assisted Unit for Simulating In dependent Living Activities, maggiori informazioni su composizione del team e idea di progetto su http://ausilia.tn.it). AUSILIA è un servizio clinico-ingegneristico, oltre che un laboratorio d’innovazione, avente lo scopo di promuovere tutto ciò che può essere utile per l’autonomia di persone an ziane o con patologie. L’idea operativa di base è quella di testare e mettere a punto, prima della dimissione dall’ospedale, ciò che serve in termini di tecnologie e soluzioni architettoniche. Durante il soggiorno nella struttura facente parte del complesso riabilitativo di Villa Rosa di Pergine, il paziente trascorre alcune ore al giorno in una palestra dagli spazi completamente riconfigurabili e il resto in un appartamento domotico, at trezzato sia con tecnologie assistenziali sia con strumentazione di misura per l’osservazione del comportamento dell’utente, mentre utiliz-

Lo sviluppo del prototipo e la caratterizzazione dello stesso ha comportato un’intensa attività di ricerca, riscontrabile in numerose pubblicazioni. In particolare, si sono presentate metodologie di analisi delle prestazioni dei dispositivi di misura in oggetto. Si sono inoltre proposte metodologie per la valutazione della latenza e di possibili problemi di misura in presenza di fluttuazioni di tensione.

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za soluzioni a lui potenzialmente utili. L’osservazione, in particolare, prevede il monitoraggio dei movimenti (mediante telecamere 3D), dell’interazione con l’ambiente (me diante sensori di variabili meccaniche di stribuiti) e dello stato interno dell’utente (tramite sensori fisiologici in dossabili). I dati accumulati vengono restituiti al terapista mediante un’interfaccia che utilizza anche realtà aumentata, fornendo quindi una serie di strumenti

innovativi e in particolar modo oggettivi, per poter scegliere tra le soluzioni tecnologiche e assistenziali più appropriate per l’utente. DALL’UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI BOLOGNA

Giovedì 27 aprile si è tenuta a Bologna, presso la Scuola d’Ingegneria e Architettura, una conferenza nell’ambito del ciclo dedicato alla storia dell’Ingegneria e degli insegnamenti presso l’Università di Bologna. Il collega Prof. Michele Gasparetto ha curato e presentato un’interessante raccolta di dati riguardanti le Misure Meccaniche e Termiche. La presentazione si articola in una prima parte ove si ripercorrono le esigenze di unificazione, di riferibilità e accuratezza con riferimento alla T_M ƒ 91

Nella foto: un momento della trasmissione di Radio 24, in occasione della consegna del premio “L’innovazione di servizio e prodotto per la salute dei cittadini”. In rappresentanza del team AUSILIA, da sinistra: Massimo Fusello (Direttore Sanitario), Luca Quareni (Presidente di Palazzo della Salute – MUSME), Enrico Dal Pozzo (Arsenal.IT), Mariolino De Cecco (UNITN – AUSILIA), Federico Pedrocchi (Radio 24)

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misura di grandezze meccaniche, che in origine erano lunghezze, volumi, pesi, essenzialmente per delimitare i confini delle proprietà, per stabilire il valore delle merci, per calcolare e pagare le tasse. In una seconda parte si riferisce sull’insegnamento delle Misure e i suoi professori, mettendo in evidenza come solo a partire dal primo dopoguerra l’evoluzione della produzione industriale, e in particolare la nascita dell’attenzione alla qualità e alla riduzione dei costi, abbia progressi-

vamente portato le aziende manifatturiere a cercare competenze mi suristiche e in modo naturale si siano sviluppate quelle universitarie. Prime a nascere e a svilupparsi furono le misure elettriche, poi le misure meccaniche, termiche e i collaudi. Nella terza e quarta parte vengono ripercorsi i fatti che portarono, nel 1986, alla costituzione del gruppo nazionale di docenti dei corsi di Misure Meccaniche e Termiche, definendo le ricerche e le competenze proprie del settore. Nell’ultima par te viene ricordata la ricorrente Giornata della Misurazione, la quale continua a contribuire in modo sostanziale al processo di crescita culturale, di reciproca conoscenza fra gli addetti alle Misure. A partire dal 1982 si organizzano queste Giornate ove ricercatori di misure comunque denominati, topografi,

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meccanici, elettrici, sono messi a confronto con filosofi della scienza e con logici, proponendo temi di discussione e di approfondimento relativamente ai fondamenti epistemologici delle misure, d’indagine sulle nuove frontiere della misurazione. Il testo presentato dal Prof. Gasparetto è disponibile al seguente link: http://ingegneria.sba.unibo.it/ risorse/files/relazioni-delleconferenze-della-scuola-diingegneria-e-architettura/preÈ noto dalla letteratura, infatti, che il sentazione-gasparetto. parametro sopra citato varia, oltre che con l’età, anche con la rimodulazione delle arterie in tutto il corpo, L’OCCHIO COME FINESTRA dovuta all’ipertensione. A oggi la tecSUL CORPO UMANO: nica nota come “Golden Standard” LE RICERCHE DEL LABORATORIO DI OPTOELETTRONICA DI BRESCIA consisteva nell’asportazione di un segmento di arteriola e nella valutazione della sua morfologia. La natura invasiva di questa procedura ne rendeva l’utilizzo poco appropriato per screening di massa. Altri strumenti non invasivi (Fundus Camera tradizionali collegate con sistema di velocimetria Doppler del flusso sanguigno) erano caratterizzati da incertezze troppo elevate per un loro utilizzo. La Fundus Camera in ottica adattiva, invece, consente di calcolare il WLR con incertezze nettamente inferiori, con una semplice scansione del fondo retinico senza mezzi di contrasto (v. figura). Sempre di più l’occhio viene conside- Nei mesi scorsi è stata condotta rato come una vera e propria “finestra” un’ampia casistica su un centinaio di sul corpo umano, consentendo indagi- soggetti normotesi e ipertesi, di varie ni non invasive sullo stato di salute del età e con patologie a diverso stadio paziente e di potenziale insorgenza e di progressione, con ottimi risultati in complessità di patologie degenerative. termini di riproducibilità e valore preIl Laboratorio di Optoelettronica dell’U- dittivo. I risultati sono in via di pubbliniversità degli Studi di Brescia, coordi- cazione su importanti riviste internanato dalla Prof. Giovanna Sansoni, zionali. in collaborazione con il Dipartimento di Scienze Cliniche e Sperimentali della stessa Università (principal Inve- IEEE INTERNATIONAL stigator Prof. Damiano Rizzoni) sta SENSORS AND MEASUREMENT portando a termine uno studio sulla STUDENT CONTEST possibilità di utilizzare un’innovativa Fundus Camera (RTX-1, Imagine Eyes, Francia) con ottica adattiva per misurare il rapporto Wall-To-Lumen delle arteriole oculari, come predittore del- Riceviamo dal Prof. Salvo Baglio, l’insorgere di patologie legate all’iper- dell’Università di Catania, il seguente annuncio di competizione internaziotensione arteriosa.

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nale in ambito IEEE, da lui promossa. Benvenuti all’”IEEE International Sensors and Measurement Systems Student Contest (IEEE IS&M-SC)”! Questa competizione internazionale è rivolta a studenti di Master e di Dottorato, e invita a stimolare la presentazione di nuove idee per applicazioni nelle aree della sensoristica e della strumentazione di misura. La competizione è promossa e organizzata congiuntamente dalla IEEE Instrumentation and Measurement Society (IMS) e dal IEEE Sensors Council (SC), ed è sponsorizzata dalla STMicroelectronics. La stessa STMicroelectronics fornirà a ciascun team un kit SensorTile® e due SensorTile “Core System” (www.st.com/sensortile), che saranno la piattaforma comune da utilizzare per sviluppare il progetto proposto.

I partecipanti selezionati svilupperanno la loro applicazione nei rispettivi Laboratori di appartenenza, e dovranno partecipare a una delle sessioni di dimostrazione pianificate in occasione di una delle tre sessioni dimostrative collocate nell’ambito di altrettante conferenze in ambito di sensori e di sistemi di misura. Per ognuno degli eventi, saranno assegnati due premi (primo e secondo posto) per i migliori “Sensori e sistemi di misura”. La competizione si svolge nell’arco di un anno. Le conferenze in oggetto sono: – IEEE Sensors 2017, Glasgow, UK, Oct 2017 (deadline per la sottomissione di proposte: 20 maggio 2017); – IEEE SAS 2018, Seoul, Korea, March 2018 (deadline per la sottomissione di proposte: 5 ottobre 2017); – IEEE I2MTC 2018, Houston, TX, USA, May 2018 (deadline per la sottomissione di proposte: 10 novembre 2017). T_M ƒ 93

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NEWS MISURE E PROVE AL CENTRO DEL SUCCESSO DI A&T 2017

Cresce ancora la manifestazione torinese, dedicata all’innovazione nell’industria manifatturiera competitiva, quest’anno all’insegna del modello “Industria 4.0” Metrologia, Fabbrica Digitale, Meccatronica, IIoT e Robotica, Realtà Virtuale gli ingredienti principali di questa 11a edizione di successo della manifestazione di riferimento per le industrie manifatturiere, svoltasi dal 3 al 5 maggio all’Oval Lingotto Fiere Torino. I numeri dell’edizione 2017 di A&T esaltano ulteriormente il trend positivo di crescita che la manifestazione ha registrato, in particolare, nel corso degli ultimi anni: 12.334 visitatori (+32%), 418 espositori (+27%), 47 Eventi (convegni, sessioni specialistiche, seminari pratici ed easy speech) e 20.000 mq di area espositiva (+50%). Bracci robotici che lavorano in ogni ambito produttivo, strumenti di misurazione e sensoristica industriale, visori per la realtà virtuale e aumentata, stampanti 3D e tante altre tecnologie innovative sono stati i protagonisti della tre giorni torinese.

A&T è da anni riconosciuta come la fiera italiana di riferimento per la metrologia e in occasione di questa edizione 2017 ha proposto una vasta e completa esposizione specialistica di strumenti e servizi e un ampio programma informativo, costituito da 4 convegni e 7 sessioni specialistiche. Un importante contributo contenutistico al programma convegnistico, come sempre, è stato fornito da ACCREDIA, l’Ente unico di accreditamento, che ha organizzato il giorno 4 maggio il suo incontro annuale dei centri di taratura, capace di registrare un nuovo record di presenze (circa 500), il 40% delle quali non addette ai lavori. Una prova ulteriore del crescente interesse, da parte dell’utenza industriale, riguardo alla riferibilità e taratura degli strumenti di misura, fondamentali ai fini della garanzia di qualità e affidabilità dei prodotti e dei processi. Ottimo il livello delle presenze alle Sessioni Specialistiche, dedicate a: Misure Meccaniche; Riferibilità e Taratura; Risparmio Energetico; Testing; Misure Ambientali low-cost; ecc.

Proprio a proposito delle Sessioni va sottolineato che tutte le relazioni presentate in tale contesto arrivavano dal “call for speech” del PREMIO INNOVAZIONE 4.0, istituito dagli organizzatori per proporre testimonianze di casi applicativi di successo e progetti di ricerca applicativa in ottica “Industria 4.0”, volti a mostrare ai responsabili delle aziende manifatturiere esempi concreti di approccio al nuovo modello industriale. Tutte le proposte accettate dal Comitato Scientifico (presieduto dal Prof. Franco Docchio, direttore di TUTTO_MISURE) e concorrenti al Premio sono state inserite nelle Sessioni orali, insieme ai tre progetti vincitori delle sezioni “SCUOLE” e “ITS”, anche queste di alto livello, a dimostrazione delle eccellenze presenti in Italia nell’ambito della formazione in ottica di alternanza scuola-lavoro. Ecco l’elenco dei lavori premiati: Categoria AZIENDE 1° Premio: Progetto Fleet management & IIoT (in ottica Industria 4.0) - Ivana Montelli (Prima Industrie) 2° Premio: Sant’Anna: industria 4.0 del beverage Alberto Bertone (Fonti di Vinadio) 3° Premio: Calzature 4.0: un nuovo approccio alla progettazione che, utilizzando le più recenti tecnologie digitali tridimensionali, integra il processo di design della scarpa con strumenti quali la stampa 3D e la robotica - Giordano Torresi (La Manuelita) Categoria RICERCA 1° Premio: Produrre dall’aria un’acqua di qualità garantita in real time - Rinaldo Bravo (Seas SA) 2° Premio: Tecnologie touchless per la Fabbrica 4.0 – A. Favetto, P. Ariano, M. Paleari (Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia), N. Celadon (Morecognition srl), G. Coppo, D. Zambon (SynArea), G. Ferrero, E. Trento (Progetto HOME) 3° Premio: GO0D MAN apre le porte alla fabbrica del futuro: zero difetti in linea di produzione, massima efficienza produttiva, sostenibilità e altissima qualità della produzione – C. Cristalli, G. Angione, G. Lo Duca (Loccioni), N. Paone, P. Chiariotti, P. Castellini (Università Politecnica delle Marche – DIISM) VOTATI DAL PUBBLICO 1° Premio: Il molino 4.0: antica tradizione e automazione cognitiva - G.L. Cascella (Idea75 srl), D. Cascella, R. D'Aluisio (Gruppo Casillo) 2° Premio: Unibo Motorsport: innovare per crescere – A. Frassine, V. Tramonte, M. Chini, E. Galletti (UniBo Motorsport)

I vincitori del Premio Innovazione 2017 – Categoria SCUOLE Radar e Sistema di Puntamento con Arduino e Processing Istituto Internazionale “Edoardo Agnelli” - Classe IV Eln. A&T si è quindi confermata come manifestazione dedicata al mondo produttivo e ha raggiunto l’obiettivo che si era prefissata per l’edizione 2017: spiegare alle migliaia di visitatori presenti in fiera come incrementare la competitività della propria azienda trasformando il proprio modello produttivo in 4.0!

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LE AREE DI RICERCA GMEE: MEASUREMENT SIGNALS AND DATA

IL TEMA

Antonella Castellana 1, Alessio Carullo 1, Arianna Astolfi 2

Variabilità intrae inter-soggetto della misura del livello di pressione sonora

SPEECH SOUND PRESSURE LEVEL VARIABILITY IN THREE DEVICES The sound pressure level (SPL) variability in a speaker and in a group of speakers, respectively named intra- and inter-speaker variability, was assessed in this study. 17 subjects read two texts, standing in front of a sound level meter and wearing a headworn microphone and a vocal device. The speech variability was investigated for mean, mode and equivalent SPL for each device. A maximum of 2.0 dB was found for the intra-speaker variability, while the inter-speaker variability reached 5.3 dB. RIASSUNTO Il presente articolo descrive la stima delle variabilità del livello di pressione sonora (SPL) in un soggetto e in un gruppo di soggetti, dette rispettivamente variabilità intra- e inter-soggetto. 17 studenti hanno letto 2 brani, e il segnale è stato acquisito da un fonometro, un microfono ad archetto e un analizzatore vocale. La variabilità è stata valutata per SPL medio, moda e equivalente in ogni dispositivo. La variabilità intra-soggetto massima ottenuta è di 2,0 dB, mentre quella inter-soggetto è di 5,3 dB. LA VARIABILITÀ DEL LIVELLO DI PRESSIONE SONORA: UN NUOVO APPROCCIO AI RISULTATI OTTENUTI NELLE RICERCHE

L’intensità è una grandezza fisica del segnale vocale a cui si fa riferimento in diversi campi legati all’analisi della voce, e il livello di pressione sonora (SPL: Sound Pressure Level) costituisce il parametro vocale che permette di quantificarla oggettivamente. Numerosi studi utilizzano il parametro SPL per valutare diverse condizioni che possono influenzare il segnale vocale prodotto. L’aumento dell’intensità vocale media in un soggetto è stato associato alla formazione di lesioni sulle corde vocali e al deterioramento dell’epitelio delle stesse. In letteratura, il valore medio di SPL è stato a lungo utilizzato come indicatore di presenza di patologia vocale o come descrittore degli effetti sulla produzione vocale della terapia della voce [1]. Con il recente sviluppo di dispositivi che permettono il monitoraggio continuo della voce, si è fatto sempre più riferimento alle distribuzioni di occorrenze

di SPL e altre statistiche sono state quindi prese in considerazione per descrivere il comportamento vocale del soggetto monitorato [2]. I monitoraggi continui della voce sono stati usati anche per valutare lo sforzo vocale durante le ore di lavoro degli insegnanti, la categoria più affetta da abuso vocale tra i professionisti che utilizzano la voce in maniera sostenuta e prolungata. La media e la moda della distribuzione di occorrenze di SPL e il valore equivalente di SPL, os sia il livello sonoro che corrisponde a un’energia media nel tempo, sono i più utilizzati per la valutazione dei fattori di rischio occupazionali legati all’uso prolungato della voce [3]. Altri studi hanno esaminato la produzione vocale al variare delle condizioni acustiche e di rumore dell’ambiente [4]. Tuttavia questi studi non tengono con to del contributo d’incertezza legato alla variabilità di SPL tra i soggetti coinvolti. Il presente lavoro si propone di valutare la variabilità di SPL in un singolo soggetto e in un gruppo di soggetti che parlano a un tono di comfort. Vista

l’influenza di diversi fattori sulla produzione vocale, è stata posta attenzione nell’organizzazione degli esperimenti, che sono stati effettuati da giovani studenti senza problemi vocali in una camera semi-anecoica, in modo da uniformare le condizioni legate allo stato di salute dei soggetti e all’ambiente. Anche gli effetti del tipo di materiale vocale e del diverso modo di comunicare che si utilizza in diversi contesti sono stati controllati scegliendo uno specifico testo per tutti, da leggere a un’intensità di voce di una normale conversazione. Gli obiettivi del presente lavoro possono essere riassunti nelle seguenti domande: 1. Quanto varia il parametro SPL in letture ripetute dallo stesso soggetto? 2. Quanto varia il parametro SPL in letture ripetute da un gruppo di soggetti? Queste variazioni sono state stimate per ogni dispositivo e indicate rispettivamente come variabilità intra-soggetto e variabilità inter-soggetto. Poiché queste variabilità sono state stimate con tre dispositivi diversi, esse costituiscono valori preliminari di riferimento per la valutazione dei risultati ottenuti nella maggior parte degli studi legati all’analisi della voce e basati sul parametro SPL. L’ESPERIMENTO

L’esperimento si è tenuto nella camera semi-anecoica dell’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM) di Torino, dove il tempo di riverberazio-

Dip. di Elettronica e Telecomunicazioni, Politecnico di Torino antonella.castellana@polito.it 2 Dip. Energia, Politecnico di Torino

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ne medio alle medie frequenze e il livello equivalente del rumore di fondo misurati nella camera non occupata sono pari rispettivamente a 0,11 s (scarto tipo 0,01 s) e 24,5 dBA. Diciassette studenti italiani (8 uomini, M; 9 donne, F; età media di 23 anni) hanno partecipato all’esperimento dopo aver superato un test audiometrico e aver dichiarato di non aver mai avuto disturbi vocali. Ciascun parlatore ha letto ad alta voce e in sequenza due brani per due volte, a un livello d’intensità e un tono di comfort per una normale conversazione. Ogni sessione sperimentale ha avuto luogo nello stesso giorno e le misurazioni di ciascun soggetto sono avvenute in un arco di tempo breve (al più 15’), in modo da assicurare le condizioni di ripetibilità della misura. Il materiale vocale utilizzato era costituito da due brani foneticamente bilanciati che contenevano una vasta selezione di suoni della lingua italiana. I partecipanti hanno ripetuto la lettura di due brani diversi per poter ottenere un materiale vocale variegato che potesse essere lo stesso per tutti i soggetti. I testi erano posizionati di fronte agli occhi del soggetto, alla distanza di 1 m. Il segnale vocale di ogni parlatore è stato simultaneamente acquisito con le seguenti catene di misura: 1. un fonometro di classe 1 (XL2 della NTi AUDIO, Schaan, Liechtenstein), dotato di un microfono in aria omnidirezionale, posto alla distanza fissa di 16 cm dalle labbra del parlatore, in asse, attraverso l’utilizzo di un sottile distanziale; 2. un microfono omnidirezionale ad archetto Mipro MU-55HN (Chiayi, Taiwan), posizionato a 2,5 cm dalle labbra del parlatore, lateralmente ri spetto all’asse orizzontale di circa (20-45)°, a seconda della forma del viso del soggetto monitorato. Il microfono, con risposta in frequenza entro ±3 dB nel campo da 40 Hz a 20 kHz, è stato collegato al trasmettitore ACT30T, che trasmette a un sistema wireless Mipro ACT 311. I segnali WAV sono stati registrati con il registratore ZOOM H1 (Zoom Corp., Tokyo, Giappone) con 16 bit di risoluzione e T_M ƒ 96

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IL TEMA

una frequenza di campionamento di 44,1 kHz. 3. un analizzatore vocale portatile, Voice Care (PR.O.VOICE, Torino, Italia) [5], costituito da un data-logger collegato a un microfono a condensatore a Elettrete (ECM AE38, Dreieich, Germania). Il microfono ECM è fissato alla fossetta giugulare mediante una garza adesiva e rileva la vibrazione della pelle indotta dall’attività delle corde vocali. Il dispositivo fornisce una stima del SPL a 16 cm dalla bocca del parlatore dopo una taratura a fronte di un microfono di riferimento (Behringer ECM8000), che permette la definizione della funzione tra i valori di tensione in uscita dalla catena di misura del microfono ECM e i valori di SPL calcolati a partire dal segnale in uscita dalla catena di misura del microfono di riferimento. La procedura, necessaria per ogni soggetto prima dell’inizio dell’esperimento, consiste nel ripetere la vocale /a/ a livelli crescenti alla distanza fissa di 16 cm dal microfono di riferimento [6]. Prima d’iniziare la lettura di ogni brano, a ciascun soggetto è stato chiesto di ripetere la vocale /a/ e allo stesso tempo colpire con la mano l’ECM del Voice Care, in modo che nei segnali acquisiti dall’ECM e dai microfoni in aria potessero essere evidenti picchi, utilizzati poi come punti di riferimento nelle successive analisi. Alcuni monitoraggi sono stati esclusi a posteriori a causa di una non corretta esecuzione dell’esperimento, per cui per ogni dispositivo è stato considerato un diverso numero di soggetti: 13 (7M e 6F) per il fonometro, 14 (8M e 6F) per il microfono ad archetto e 12 (7M e 5F) per il Voice Care.

ci algoritmi MATLAB per stimare le distribuzioni di occorrenze dei valori di SPL con 1 dB di risoluzione. Tali stime si riferiscono a diversi intervalli di tempo: 1 s per il fonometro e il microfono ad archetto e 30 ms per Voice Care, intervallo che corrisponde mediamente alle pause inter-sillabiche. A differenza dei due microfoni in aria, Voice Care seleziona solo gli intervalli di voce (escludendo le pause) e poi li utilizza nella stima di SPL. La riferibilità delle misure di SPL è garantita grazie a specifiche procedure di taratura: (1) per il fonometro accoppiando il microfono con un calibratore di pressione B&K 4230 che emette un suono puro a 1.000 Hz e 94 dB; (2) per il microfono ad archetto da un valore ottenuto per confronto con il fonometro; (3) per Voice Care dalla funzione identificata con la procedura di taratura già illustrata nel precedente paragrafo. Dalle distribuzioni di occorrenze di SPL di ogni lettura sono stati ottenuti il livello di pressione sonora medio, SPLmedia, la moda, SPLmoda, e il livello di pressione sonora equivalente, SPLeq, i tre parametri più rappresentativi dell’intensità nella produzione vocale. Nel caso del dispositivo Voice Care SPLeq, stimato dalla vibrazione della pelle, è stato determinato in accorˆvec et al. [7], considerando do con S nella media energetica nel tempo l’energia delle pause pari a zero. La variabilità di SPL è stata stimata in accordo alla valutazione dell’incertezza di “tipo A” suggerita nel documento [8]: i valori di SPL sono stati considerati come variabili casuali e la loro variabilità è stata valutata come deviazione tipo sperimentale dei dati ottenuti.

DAL SEGNALE VOCALE ALLA VARIABILITÀ DEL PARAMETRO SPL

La variabilità intra-soggetto del livello di pressione sonora La variabilità intra-soggetto dei suddetti parametri di SPL nel parlato è stata valutata attraverso il calcolo delle rispettive deviazioni tipo sperimentali, s, nelle quattro letture ripetute da ciascun parlatore e, per ogni dispositivo, attraverso la stima del valor

I picchi nel segnale vocale acquisito da ogni dispositivo sono stati utilizzati come istante iniziale di ciascuna lettura dei soggetti. Ogni campione di parlato è stato analizzato con specifi-

N. 02ƒ ;2017 medio delle s individuali (sˆ). Quest’ultimo rappresenta il principale descrittore della variabilità intra-soggetto, poiché indica quanto varia in media l’intensità vocale in un generico parlatore. Nella Tab. 1 sono riportati i valori di ˆs ottenuti, che sono inferiori a 1 dB per SPLmedia e SPLeq in tutti e tre i dispositivi, mentre hanno raggiunto 2 dB per SPLmoda. Questo risultato non sorprende, in quanto riflette il tipo di parametri analizzati: SPLmedia e SPLeq esprimono misure medie, invece SPLmoda rappresenta il valore più frequente nelle occorrenze di SPL.

tensità vocale all’interno del gruppo di soggetti considerato. La Tab. 1 mostra come i valori di sg varino da un minimo di 2,8 dB a un massimo di 5,3 dB, ottenuto per SPLmoda stimato dalle acquisizioni effettuate con il microfono ad archetto. Un’altra quantità legata alla variabilità di SPL in un gruppo di soggetti è la deviazione tipo della media, sm, definita come il rapporto tra sg e la radice quadrata del numero di soggetti. Essa esprime quanto varia il valore medio di ciascun parametro SPL all’interno del gruppo. Nella Tab. 1 sono

Tabella 1 – Risultati sulla variabilità intra- e inter-soggetto di SPLmedia, SPLmoda e SPLeq nei tre dispositivi

Parametro

Dispositivo

Intra-soggetto ˆs (IF)

SPLmedia (dB)

FN MP VC

0,6 (0,4-0,8) 0,6 (0,5-0,8) 0,6 (0,3-0,9)

3,5 4,7 2,8

1,0 1,3 0,8

SPLmoda (dB)

FN MP VC

1,0 (0,7-1,3) 1,1 (0,7-1,5) 1,5 (0,8-2,2)

4,0 5,3 3,0

1,1 1,4 0,9

FN MP VC

0,4 (0,2-0,6) 0,5 (0,3-0,7) 0,8 (0,3-1,0)

3,9 5,0 2,8

1,1 1,3 0,8

SPLeq (dB) MP

Inter-soggetto sm

IF = Intervallo di Fiducia al 95% (t student); FN = fonometro; MP = microfono ad archetto; VC = Voice Care La variabilità inter-soggetto del livello di pressione sonora Con lo scopo d’individuare la variabilità di SPL tra i soggetti, ossia la variabilità inter-soggetto, sono state effettuate ulteriori valutazioni di SPLeq, SPLmedia e SPLmoda. Per ciascun parametro e dispositivo, è stato prima calcolato il valore medio delle misure ottenute nelle quattro letture di ogni parlatore, e poi calcolata la deviazione tipo sperimentale dei valori medi, sg. Quest’ultima rappresenta il principale descrittore della variabilità inter-soggetto poiché indica quanto varia l’in-

riportati i valori di sm ottenuti per la numerosità dei soggetti coinvolti per ciascun dispositivo. ISTRUZIONI ALL’USO DELLA VARIABILITÀ INTRAE INTER-SOGGETTO

I risultati preliminari riportati in questo lavoro e relativi a tre dispositivi possono essere di riferimento per gli studi che mirano a effettuare un confronto del livello di pressione sonora tra gruppi di soggetti. I risultati sulla variabilità intra-soggetto, ossia i

IL TEMA

valori di ˆs in Tab. 1, possono essere di riferimento per gli studi che vogliono effettuare un confronto dei parametri di SPL per lo stesso soggetto senza ricorrere a misure ripetute. I risultati sulla variabilità inter-soggetto possono essere un punto di riferimento per lo studio dei cambiamenti dei parametri di SPL su gruppi di sog getti o per lo stesso gruppo di soggetti in condizioni diverse. Quando si effettua un confronto tra misure medie tra gruppi di soggetti, infine, occorre determinare la deviazione tipo della media (sm): per fare ciò è sufficiente dividere i valori di sg in Tab. 1 per la radice quadrata della numerosità del campione sperimentale. In linea generale, quando le differenze di SPL in due condizioni diverse sono maggiori di ˆs e sg (o s m) si può assumere che l’aspetto nuovo che rende una condizione diversa dall’altra sia significativamente influente sull’intensità della produzione vocale in un singolo soggetto e in un gruppo di parlatori, rispettivamente. RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

1. E.B. Holmberg, R.E. Hillman, B. Hammarberg, M. Södersten, “Efficacy of a behaviorally based voice therapy protocol for vocal nodules”, J. Voice 15(3), 395-412 (2001). 2. M. Ghassemi, J.H. Van Stan, D.D. Mehta, M. Zanartu, H.A. Cheyne, R.E. Hillman, J.V. Guttag, “Learning to Detect Vocal Hyperfunction From Ambulatory Neck-Surface Acceleration Features: Initial Results for Vocal Fold Nodules”, IEEE Bio. Eng. 61(6), 1668-75 (2014). 3. G.E. Puglisi, A. Astolfi, L.C. Cantor Cutiva, A. Carullo, “Four-day-followup study on the voice monitoring of primary school teachers: Relationships with conversational task and classroom acoustics”, JASA 141(1), 441452 (2017). 4. D. Pelegrín-García, B. Smits, J. Brunskog, and C. Jeong, “Vocal effort with changing talker-to-listener distance in different acoustic environments”, JASA 129(4), 1981-1990 (2011). T_M ƒ 97

5. A. Carullo, A. Vallan, A. Astolfi, “Design Issues for a Portable Vocal Analyzer”, IEEE Transactions on instrumentation and measurement 62(5), 1084-1093 (2013). 6. A. Carullo, A. Vallan, A. Astolfi, L. Pavese, G.E. Puglisi, “Validation of calibration procedures and uncertainty estimation of contact-microphone based vocal analyzers”, Measurement 74, 130-142 (2015). 7. J.G. Švec, I.R. Titze and P.S. Popolo, “Estimation of sound pressure levels of voiced speech from skin vibration of the neck”, JASA 117(3), 1386-1394 (2005). 8. CEI UNI 70098-3 – Incertezza di misura – Parte 3: Guida all’espressione dell’incertezza di misura, 201610, Comitato Elettrotecnico Italiano, Milano. di Torino).

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IL TEMA

Antonella Castellana è Dottoranda in Metrologia presso il Politecnico di Torino da novembre 2014. La sua ricerca si occupa di monitoraggio della voce: dallo studio di parametri vocali utili a evidenziare la patologia vocale, all’individuazione di microfoni a contatto idonei allo scopo.

Arianna Astolfi è Professore Associato di Fisica Tecnica Ambientale presso il Dipartimento Energia del Politecnico di Torino. Si occupa di misure acustiche in ambiente interno ed esterno e di Laboratorio, simulazioni, test soggettivi in Laboratorio e in campo, psicoacustica.

Alessio Carullo è Professore Associato di Misure Elettriche ed Elettroniche presso il Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni del Politecnico di Torino. Si occupa di progetto, sviluppo e caratterizzazione metrologica di sensori e strumentazione elettronica di misura, monitoraggio delle prestazioni d’impianti fotovoltaici e studio delle cause di degrado. È presidente e cofondatore della start-up innovativa PR.O.VOICE srl, ospitata presso I3P (Incubatore delle Imprese Innovative del Politecnico

LE AREE DI RICERCA GMEE: MEASUREMENT SIGNALS AND DATA

IL TEMA

Antonio Affanni

Misura dello stress alla guida su simulatori “Driver in motion”

STRESS MEASUREMENT APPLIED TO “DRIVER IN MOTION” SIMULATORS A wearable sensor for the measurement of the stress of drivers is presented. The measured data provide knowledge on the confidence of the driver with respect to different vehicle set-ups. With this sensor, we introduce the “driver in the loop” concept, acquiring synchronously the biotelemetry and the vehicle telemetry. RIASSUNTO Viene mostrato lo sviluppo di un sensore indossabile per la misura dello stress alla guida su simulatore. Le informazioni da esso ottenute permettono di valutare la confidenza del pilota nei confronti di determinate scelte di set-up del veicolo. Con tale sensore si introduce il concetto di “driver in the loop” in cui vi è una biotelemetria affiancata alla tradizionale telemetria del veicolo. COME MISURARE LO STRESS ALLA GUIDA E A CHI INTERESSA

Fin dagli anni ’60 esistono studi per valutare la fatica del guidatore su strade a scorrimento veloce misurando la frequenza cardiaca, la pressione sanguigna o l’attività elettrodermica (EDA). Quest’ultima è la conseguenza dell’attivazione delle ghiandole sudoripare da parte del sistema nervoso simpatico: quando uno stimolo esterno attiva il sistema nervoso simpatico, un impulso nervoso viene inviato alle ghiandole sudoripare le quali fanno fluire il sudore sull’epidermide. Un metodo per valutare tale processo consiste nel misurare l’entità degli impulsi nervosi inviati alle ghiandole su doripare. Presentiamo qui lo sviluppo di un sistema indossabile per la misura dei po tenziali cutanei (Skin Potential Response, SPR) durante la guida al simulatore. La misura dello stress in piloti al simulatore ha una notevole importanza per vari motivi: dal punto di vista dei piloti è possibile migliorare il processo di apprendimento di nuovi tracciati senza sostenere i costi (elevati) di una prova su circuito reale; dal punto di vista delle case automobilistiche è

cuiti di gara; l’utilizzo del filtro adattativo ha dimostrato di ridurre notevolmente l’artefatto da movimento consentendo così una più accurata valutazione dello stress durante la guida. IL SIMULATORE DI GUIDA

Da diverse decadi si utilizzano i simulatori di guida per studiare la dinamica del veicolo e per valutare il comportamento di guida. Per riprodurre fedelmente accelerazioni e movimenti del cockpit è necessario avere a disposizione un controllo del movimento degli attuatori molto ve loce. Il design tradizionale dei simulatori prevede l’utilizzo di un esapodo con sei attuatori; l’azienda produttrice di simulatori con cui si è sviluppato il presente lavoro ha introdotto una tecnologia brevettata che prevede l’utilizzo di nove attuatori (Fig. 1).

invece importante capire come si comporteranno le future vetture di serie in fase di sviluppo senza ricorrere alla realizzazione di costosi prototipi reali. Per tali ragioni è importante sapere qual è la confidenza del pilota/collaudatore non solo in base alla telemetria del veicolo, ma anche in base alla sua reazione emotiva al comportamento della vettura su pista o strada. Il generico “mi trovo bene con questo assetto della vettura” dev’essere supportato da dati oggettivi provenienti da misure psicofisiologiche. Tuttavia, in letteratura le misure in questo ambito sono quasi sempre condotte con il paziente seduto o con limitato movimento. Il movimento del la persona durante le attività quotidiane può creare artefatti che influenzano la possibilità di ottenere informazioni corrette relative allo stato di stress. Nel presente lavoro, per misurare lo Figura 1 – Simulatore di guida “Driver in Motion” stress del pilota, gli artefatti da movimento sul segnale SPR vengono filtrati tramite filtro adattativo utilizzando il segnale di angolo di sterzo a disposizione nella telemetria del veicolo. Gli Dip. Politecnico d’Ingegneria esperimenti sono stati condotti con pi - e Architettura, Università di Udine loti professionisti al simulatore su cir- antonio.affanni@uniud.it T_M

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N. 02 03ƒ ; 2017 6 Ciò permette di ottenere una rigidità del sistema sia a basse sia ad alte frequenze adeguata allo sviluppo degli chassis in ambito automobilistico. Il simulatore di guida è stato progettato per fornire ai piloti accelerazioni elevate e lunghi spostamenti in modo da avere una sensazione realistica in ogni condizione di guida. La piattaforma “Driver in Motion” (DiM®) riproduce i movimenti del veicolo sulla base del modello numerico del veicolo; ciò permette di cambiare i parametri dinamici e i set-up del veicolo centinaia di volte in breve tempo e senza dover ricorrere a costosi prototipi. Al simulatore i piloti hanno a disposizione centinaia di giri di pista per migliorare le prestazioni in gara. Infine, un obiettivo importante per le sessioni di prova è quello di aumentare la concentrazione e ridurre lo stress; la misura del segnale SPR è stata introdotta anche con tale proposito, per permettere al pilota un processo di apprendimento più veloce. IL SENSORE INDOSSABILE SVILUPPATO

Il sensore per la misura del segnale SPR è alimentato a batteria con una singola cella ai polimeri di litio la quale permette un funzionamento di acquisizione e trasmissione continua per 40 ore; tale autonomia è di gran lunga superiore alle sessioni al simulatore. Lo schema a blocchi del sensore è mostrato in Fig. 2. Il segnale SPR viene acquisito tramite l’utilizzo di tre elettrodi: il primo elettrodo è posto sul palmo della mano, il secondo sul dorso e infine il terzo, posto sul polso, funge da riferimento di tensione VREF. Gli elettrodi utilizzati sono i normali elettrodi Ag/AgCl utilizzati anche per elettrocardiogramma. In Fig. 2 si osserva che la tensione differenziale VIND tra il palmo e il dorso della mano viene condizionata opportunamente attraverso filtri e un amplificatore per strumentazione; il segnale condizionato viene acquisito da un convertitore A/D a bordo di un DSP su cui è implementato un filtro notch digitale per rimuovere i disturbi residui della frequenza di rete. Infine, tramite UART, i dati acquisiti e processati vengono inviati al modulo Bluetooth connesso al server di simulazione che acquisisce simultaneamente i dati di telemetria del veicolo.

Figura 2 – Schema a blocchi del sensore indossabile

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I segnali acquisiti dal palmo e dal dorso della mano sono filtrati attraverso filtri passivi passa alto del primo ordine con lo scopo di rimuovere la componente continua eventualmente presente sulla pelle. L’impedenza d’ingresso di tali filtri è di 100 MW in banda per ridurre l’errore di carico: poiché la pelle ha un’impedenza di uscita dell’ordine dei 100 kW, l’errore di carico che ne risulta è di gran lunga inferiore all’1%. L’amplificatore per strumentazione amplifica la differenza tra i due segnali filtrati con un guadagno G = 80 poiché il segnale SPR al più raggiunge ±20 mV e dev’essere convertito in 3 Vpp. Le non idealità dell’amplificatore per strumentazione, come tensione di offset (VOS), correnti di bias (IB) e offset (IOS) possono fortemente influenzare il segnale di uscita VIA. Per tale ragione è stato introdotto in Fig. 2 il blocco “DC compensation”, che integra la differenza V IA -V REF spostando la componente continua di VIA a VREF. In uscita all’amplificatore è posto un filtro anti-aliasing passa basso del terzo ordine con frequenza di taglio a 3 dB di 40 Hz. Il comportamento in frequenza del sistema complessivo risulta essere passa banda con guadagno 38 dB, frequenza inferiore di taglio 0,08 Hz con pendenza 40 dB/dec, e frequenza di taglio superiore 40 Hz con pendenza -60 dB/dec. Il segnale amplificato e condizionato VAD viene acquisito da un convertitore analogico digitale a 12 bit di risoluzione a bordo del DSP con frequenza di campionamento 200 Sa/s. Il filtro notch digitale implementato sul DSP riduce il rumore EMI radiato dalla rete che influenza il segnale di bas so livello V IND , poiché la persona non è collegata a terra. Infine, i dati sono inviati al modulo Bluetooth, e il server del simulatore li acquisisce in maniera sincrona con i dati di telemetria del veicolo per effettuare l’elaborazione in tempo reale. La caratterizzazione del dispositivo ha mostrato una non-linearità inferiore allo 0,1% e una risoluzione di 10 mV.

IL TEMA

L’ARTEFATTO DA MOVIMENTO

Nell’ambiente del simulatore il segnale SPR è fortemente condizionato dai movimenti della mano con gli elettrodi sul volante. D’altro canto non è possibile chiedere al pilota di guidare solo con la mano libera, in quanto verrebbe meno lo scopo di migliorare le prestazioni su un dato circuito, per cui è inevitaFigura 3 – In alto: segnale SPR (linea continua) e angolo di sterzo bile l’acquisizio(linea tratteggiata) durante i test di calibrazione. In basso: segnale di stress estratto dal filtro adattativo ne di un segnale Il grafico superiore mostra un esempio di segnale SPR SPR artefatto dal (linea continua) e di segnale dell’angolo di sterzo (linea tratteggiata) movimento. Per durante i test di calibrazione. In tale grafico risulta evidente l’effetto minimizzare quedell’artefatto da movimento. Nel grafico inferiore sto problema è viene mostrato il segnale di stress S all’uscita del filtro adattativo; stato implemen- come si può osservare l’artefatto da movimento è notevolmente ridotto tato un filtro adattativo in cui il segnale SPR è la risultante di due con- all’interno del segnale SPR. Per ottitributi, uno legato al movimento e mizzare il dimensionamento del filtro quindi all’angolo di sterzo del vo- sono stati eseguiti test di calibrazione lante, l’altro legato allo stress. In lette- a simulatore in condizioni di minimo ratura è noto che l’EDA risponde allo stress: il pilota doveva liberamente stimolo con un ritardo di circa un compiere slalom e curve a piacimento secondo, ciò suggerisce che il filtro senza alcuna istruzione o costrizione da implementare dovrà avere un ordi- a migliorare alcuna performance. In ne N tale da osservare il segnale per tali test, il contributo di stress doveva una durata temporale di circa un risultare minimo enfatizzando l’artesecondo. In questo arco temporale se fatto da movimento e permettendo un l’angolo di sterzo opportunamente fil- dimensionamento del filtro quanto più trato fornisce un segnale identico accurato. all’SPR significa che c’è simultaneità tra sterzo e SPR per cui la componente di stress è nulla. Al contrario, se il CHE COSA ABBIAMO OTTENUTO segnale di sterzo opportunamente filtrato non segue il comportamento del- I risultati sperimentali si riferiscono l’SPR, allora vi è contributo emozio- alla misura dell’EDA su un pilota pronale. fessionista durante la guida sul circuiL’ordine del filtro NLMS e il fattore di to di Mosca per una sessione di 11 convergenza sono stati scelti rispet- giri; il pilota non conosceva il tracciatando tre vincoli: la stabilità del filtro, to prima dell’inizio della sessione di la velocità di convergenza e il ricono- test. Il pilota è stato istruito a guidare scimento della componente di stress lentamente per i primi 3 giri e poi T_M ƒ 101

N. 02ƒ ; 2017 incrementare il passo fino a battere un target di tempo sul giro nel minor numero di giri per lui possibile. La Fig. 4 mostra il circuito e nel riquadro relativo al primo giro è mostrato anche il traguardo, la direzione di rotazione e la numerazione delle curve; in pseudocolore è mostrato il livello di stress durante ciascun giro. Dalla Fig. 4 si osserva che vi sono alcuni punti precisi della pista che causano stress al pilota. Per esempio, alle staccate prima delle curve 7 e 13 e tra le curve 5 e 6 si trovano ripetutamente picchi di stress. Un caso particolare riguarda il rettilineo tra le curve 12 e 13 nel giro 11. In questo caso lo stress è correlato all’aspettativa del pilota. Fra le curve 12 e 13 vi è un cambio d’asfalto che dà luogo a una linea sul tracciato; il pilota usa tale linea come punto di riferimento per verificare la propria prestazione e avere un’idea in anticipo su come sarà il suo tempo sul giro. In questo giro il pilota si è accorto in anticipo che avrebbe battuto il tempo target assegnatogli e ciò ha generato il picco emotivo al centro del rettilineo. Al fine di validare le osservazioni sopra asserite, durante i test il pilota comunicava via interfono con la control room e a ogni curva, staccata o imprecisione rimarcava a voce cosa stava succedendo confermando la risposta fornita dal sensore.

Figura 4 – Sessione di prova sul circuito di Mosca formata da 11 giri; in pseudocolore il livello di stress estratto dal filtro adattativo

Antonio Affanni è Professore Aggregato di Misure Elettriche ed Elettroniche e Strumentazione Elettronica e Sensori presso il Dipartimento Politecnico d’Ingegneria e Architettura dell’Università di Udine. Si occupa di misure e sviluppo di sensori in ambito biomedico.

LA METROLOGIA NELLE ZONE TERREMOTATE

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Paolo Vigo, Agostino Viola

L’aridità delle misure degli aridi Storia di patrimoni culturali da recuperare

THE DRYNESS OF THE “ARIDI” MEASUREMENTS The recent seismic events in Central Italy have brought back to the minds of the Cassino cultural world the rememberings of the visits to the “Loggia degli Aridi” of Norcia, beside the church of San Benedetto. In the article, the Aridi measurements and their standards are presented, in the light of the future restoration of the Loggia. RIASSUNTO I recenti eventi sismici in Centro Italia hanno riportato alla luce ricordi di visite alla “Loggia degli Aridi” di Norcia. Nell’articolo le misure degli Aridi e i suoi campioni vengono ricordati e descritti, in vista di un loro restauro. INTRODUZIONE

Le immagini delle distruzioni e dei crolli nel Centro Italia, conseguenza delle recenti scosse telluriche, hanno fortemente colpito la nostra sensibilità di cassinati orgogliosi delle reminiscenze benedettine e di studiosi delle misure. Al cospetto di quel cumulo di macerie che attualmente è la “Loggia delle Misure” per gli aridi, sul fianco della Basilica di San Benedetto in Norcia, sono riaffiorati ricordi di una visita di quelle vestigia: i Campioni di volume per gli aridi (granaglie e legumi) ci avevano commosso facendo risuonare corde sia metrologiche sia benedettine.

hanno saputo mantenere nel loro patrimonio edilizio una forte connotazione storica diventando testimonianza o, meglio, museo a cielo aperto. Un’attrazione unica e irripetibile per il turismo culturale. In tutte queste città, storicamente sedi di mercati, la garanzia della “fede pubblica” nelle transazioni basate sull’uso di strumenti di misura avveniva, infatti, tramite “campioni” delle unità di misura in uso resi disponibili per un rudimentale ma efficace “confronto”. La riferibilità metrologica, e cioè quella proprietà di una misurazione di essere riconducibile, a meno dell’incertezza, al valore del campione tramite una catena ininterrotta di “con-

prospicienti le piazze mercatali: le unità di lunghezza (ad esempio Acireale, Asti, Atri, Ferrara, Rimini), i vasi per gli aridi (Norcia), le impronte dei coppi per i tetti (Ascoli Piceno), ecc. Questo al fine di poter fornire al compratore (indifeso/ignorante) la possibilità di verificare che la merce, acquistata a misura, fosse stata quantificata, cioè misurata, correttamente dal venditore nel rispetto delle unità in uso. Riferibilità che oggi è la ragione pri ma dei Laboratori o centri di taratura LAT del Dipartimento di Taratura di ACCREDIA, in attuazione delle vigenti disposizioni legislative (Leggi 273/91, 99/09, 84/16) che recepiscono le Direttive Europee sulle misure, nel pieno rispetto dei vigenti accordi internazionali di mutuo riconoscimento che sono alla base del mercato mondiale governato dalla World Trade Organization – WTO. Testimonianze e pagine della storia della metrologia e dei mercati poco note e apprezzate, che sono intrise di contenuti sociali e storici di estremo interesse per la memoria dei comuni usi e delle conoscenze stratificatesi nelle diverse epoche e società. Esse,

Figura 1 – Alcuni esempi di campioni metrici Da sinistra: La Loggia delle Misure per gli aridi – Basilica di San Benedetto – Norcia (PG); Campione di lunghezza inchiavardato sulla facciata del duomo di Atri (TE); La Loggia dei Mercanti – Duomo di Ascoli Piceno (AP); Forme dei coppi – Duomo di Ascoli Piceno (AP)

La Loggia, infatti, era uno dei tanti monumenti di radice metrica che costellano le città o gli antichi borghi specie nel Centro Italia. Cittadine che

fronti” (tarature), nei tempi storici cui risale la Loggia era pragmaticamente Palmer scarl - Centro LAT 085 realizzata inchiavardando nei muri (Lunghezza, massa e volume) delle chiese o dei palazzi pubblici viola@parcopalmer.it T_M

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Figura 2 – Altri esempi Da sinistra: Campioni di lunghezza e volume – Comune di Asti (AT); Lapide del Duomo di Acireale (CT) che definisce e confronta il metro di Parigi con le unità dimensionali tipiche della Sicilia e di Napoli – Castello Estense di Ferrara: Campione di lunghezza; Palazzo dell’Arengo di Rimini: Campioni di lunghezza e forme per materiali da costruzione

inoltre, confermano l’assoluta bontà di quella rivoluzione metrica illuminista, che in campo metrico, dopo un cammino di millenni costellato di riferimenti nei “Libri” (NdA: “Non commettere ingiustizia nei tribunali, né con le misure di lunghezza, né con i pesi, né con le misure di capacità. Avrete bilance giuste, pesi giusti” LEVITICO Cap. 19, 3536; “Non avrai nel tuo sacco due pesi uno grande ed uno piccolo. Una bilancia falsa è in abominio al Signore, ma del peso esatto egli si compiace” DEUTERONOMIO (25, 13); “Guai ai frodatori sul peso, i quali, quando richiedono dagli altri la misura, la pretendono piena” CORANO, Sura 83), d’innumerevoli realizzazioni ed editti (la Pila di Carlo Magno o le pietre miliari – Fig. 3 – delle strade imperiali romane), o di definizioni antropomorfe delle unità collegate ad esempio alle dimensioni degli arti dei regnanti, mise ordine con l’adozione del Sistema Metrico Decimale – SMD tra le diverse unità e i differenti campioni di misura. Unità di misura che, merce per merce, territorio per territorio, nazione per nazione si erano nel corso dei secoli consolidate negli usi dei diversi luoghi o società, spesso seguendo criteri diversi e/o metodologie differenti, talvolta in ap parente contrasto. Sistemi e unità di misura che rappresentavano nei fatti anche una forma di protezionismo e/o di recondito abuso delle classi colte nei confronti degli ignari. Rivoluzione metrica che, a differenza dei regnanti, dei generali, dei politici e delle loro effimere glorie, nel corso

del XIX secolo, in nome della Ragione, dell’Universalità dei principi della scienza, e dell’uniformità e semplicità che caratterizza la scala decimale nei multipli e sottomultipli, sbaragliò quella congerie di unità e campioni di unità di misura di radice antropomorfa che aveva permeato ogni mercato o delimitato i campi di conoscenze e usi nelle diverse arti o professioni. Campioni e unità di misura con un indubbio valore storico e sociale, proprio come i vasi della Loggia delle Misure di Norcia, che ben testimoniano, da un lato, la spinta alle conoscenze sviluppate in tema di metrologia e merceologia per le esigenze del Mercato e della sua regolazione, dall’altro, un’organizzazione della società parcellizzata in tante piccole comunità e in tanti micropoteri tipica delle epoche non moderne. Un caposaldo del Mercato unico, dell’Europa dei cittadini e non dei sudditi, risiede pro-

prio in quell’universalità e riproducibilità dei campioni e delle misure poi sancita, per la prima volta a “livello europeo”, nel 1875 dall’ancora vigente Convenzione del Metro. Trattato internazionale che, dapprima tramite il Sistema Metrico Decimale SMD e oggi tramite il Sistema Internazionale delle unità – SI, risponde con efficacia all’esigenza di un modello societario unico e universalmente applicabile e replicabile basato sugli irrinunciabili principi di uguaglianza e garanzia che reggono e regolano da millenni i mercati. Un’universalità e riproducibilità di misure e campioni che, partendo dalle sue dotte radici (il campione semanticamente è la migliore realizzazione con le tecnologie disponibili), ha poi saputo e voluto unificare con un linguaggio unico e con regole semplici e facilmente comprensibili da tutti la descrizione e la quantificazione dell’universo fisico, fine ultimo della scienza

Figura 3 – Pietra miliare lungo la via Traiana (a sinistra) Pila di Carlo Magno (XV sec.) (a destra) Museo delle Arti e Mestieri di Parigi

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N. 02ƒ ; 2017 delle misure. Tuttavia, gli attuali trend storici e politici sembrano invece oggi voler contraddire tutte dette conquiste, dando fiato quasi a un “negazionismo metrico” che auspica il ritorno ai localismi e alle unità di misura di tempi ormai remoti. Nello specifico settore delle misure per gli aridi, tipicamente collegato alla quantificazione dei prodotti agricoli quali le granaglie e i legumi – definiti aridi in quanto la loro conservazione e commercializzazione richiede un basso contenuto in umidità – la “Loggia delle Misure”, sul fianco di San Benedetto a Norcia, rappresenta una magnifica e monumentale materializzazione in nove contenitori di pietra delle diverse “quantità in volume” necessarie per fornire la riferibilità al fiorente mercato locale dei legumi, prodotti tipici della zona (le lenticchie di Castelluccio di Norcia -– prodotto DOP – ne sono oggi un esempio più che noto). Mercato che avveniva scambiando la merce confezionata e trasportata in sacchi il cui contenuto poteva essere verificato in un semplice e rapido contradittorio tra le parti riempiendo “a raso” detti volumi o vasi campione, che oltretutto erano forniti di spatole metalliche per poter, una volta riempiti, essere colmati fino all’orlo (il diffondersi delle bilance o addirittura delle selezionatrici ponderali a contenuto predeterminato di oggi era allora inimmaginabile). Solo per le noci, le nocciole e similari la quantificazione in volume avveniva invece “a colmo”, con lo spontaneo determinarsi nei vasi riempiti di merce di una piramide/cono centrale caratterizzata – merce per merce – da un’altezza di equilibrio diversa in ragione della grandezza (granulometria) della frutta secca oggetto di misura, merce di per sé poco adatta alla realizzazione di una superficie uniformemente pari agli orli, richiesta invece dalla regola “a raso”. La metrologia della grandezza volume, utilizzata sia per gli aridi sia più spesso per i liquidi è, se così si può dire, inflazionata di problematiche simili a quelle sopradescritte delle quantificazioni “a raso” e “a colmo”. Ad esempio, nella vendita alla mescita dei liquidi quali il vino o altre bevande alcoliche, la riferibilità metrologica per la fede pubblica ancor oggi è realizzata dall’apparentemente semplice confronto del livello del liquido con una riga di riferimento (direttiva MID 2014/32/UE) quest’ultima resa evidente sui volumi campione (bicchieri o bottiglie di differenti forme e di norma trasparenti) utilizzati per le transazioni commerciali. Valori dei volumi “garantiti” nella mescita per i quali quella “incontrollabile fenomenologia” che porta molti liquidi a generare schiuma sulle superfici libere esposte all’aria (birra, latte, detersivi, ecc.) diventa incertezza da tenere in conto per le regolazioni prestazionali metriche imposte dalla garanzia del mercato (alla riga di riferimento andrebbe talvolta aggiunta una doppia piccola tacca che renda percepibile suddetta incertezza nella determinazione del volume tramite il livello). T_M ƒ 106

N. 02ƒ ;2017 Figura 4 – Campioni di volume Bicchiere con tacca di riferimento MID – Tabella di conversione volumi, www.convertworld.com

Chissà quante volte i rappresentanti della nobiltà o del clero, che nelle diverse epoche storiche e/o organizzazioni statali precedenti la modernità ebbero il privilegio della conservazione e diffusione dei campioni di misura, vessarono i più ignoranti o deboli utilizzando indebite (fraudolente) applicazioni per gli aridi della regola “a colmo” (tanto che gli editti metrici tipici del XIX secolo nell’individuazione delle unità volumetriche degli aridi spesso arrivarono a fare esplicito obbligo di adottare sempre la regola “a raso”) o, nel commercio dei liquidi, utilizzando contenitori (non trasparenti) deformati ad arte nei loro fondi (Fig. 5). Nello specifico settore dei prodotti quantificati e commerciati in volume (sia aridi sia liquidi) numerose e diver-

sificate sono le unità di misura con radice antropomorfa e territoriale ancora oggi adottate. Unità che non solo resistono negli usi nonostante i divieti espliciti previsti dall’adozione del SI, che impone i m3, ma che spesso condizionano l’intera catena distributiva e commerciale. Tali unità e campioni di volume risentono, infatti, nella loro adozione/definizione, sia delle “dosi tipiche” diverse merce per merce, sia della “trasportabilità” dei contenitori. Caratteristiche queste che, per forza di cose, nelle diverse epoche storiche e nei differenti luoghi di commercializzazione e per le differenti merci, dovevano sempre rispettare la regola “a misura d’uomo”, il che ad esempio si palesa nelle tipicità dimensionali dei volumi alla mescita per il vino (calice) o per la birra (boccale).

Figura 5 – Campioni di volume per carburanti Serbatoio campione per verifiche su distributori di carburanti Fondo di un serbatoio campione per verifiche su distributori di carburanti opportunamente “regolato”

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Per queste ragioni non è facile orientarsi né trovare una regola di unitarietà nelle unità tipiche per i volumi diverse dal m3, in una congerie di valori e rapporti per le differenti unità e anche per i loro multipli e sottomultipli (spesso non scalati in via decimale ma con criteri: per i sottomultipli del ½ ½3 ¼ tipici delle dosi, e per i multipli ispirati invece alla trasportabilità dei grandi contenitori). Utili in tal senso sono di norma le tabelle di conversione che riportano valori numerici – spesso caratterizzati da tantissime cifre decimali – per consentire i raffronti e le conversioni tra le unità o, come detto, tra i loro multipli e sottomultipli. Anche in questo caso l’analisi storica conforta la tesi che la complessità e la diversificazione delle unità in uso, se da un lato trova giustificazione nell’intento più che corretto di fornire per ciascuna tipologia di merce un’informazione sia sulla quantità sia sulla qualità della merce stessa, dall’altro rappresenta una forma implicita di protezionismo che poi diventa abuso (questa volta dei mercanti, per logica profondi conoscitori dei localismi e delle qualità merceologiche e metrologiche dei mercati) nei confronti degli ignari, ai quali volutamente non vengono fornite informazioni sui criteri e sulle unità adottate. Per quanto attiene il tentativo di riuscire a fornire nella misura la doppia informazione su quantità e qualità della merce e sulla connessa difficoltà attuativa ne può rappresentare esempio la resistenza mai doma in tema di proprietà terriere agricole esercitata dai proprietari e dai notai stessi nei confronti delle are e degli ettari imposti (dapprima dallo SMD e poi dal SI) nelle compravendite delle proprietà terriere. Proprietà o, meglio, appezzamenti che ancora oggi si misurano e vendono a moggi o tomoli o con altre tipiche unità locali, ritenute più familiari e giuste nella percezione collettiva e storica da ciascuna comunità. Dette antiche unità agrimensorie, infatti, basano la loro definizione su “arabilità” o altre proprietà caratteristiche dei terreni legate alle rese tipiche dei campi (nel moggio la discenT_M ƒ 107

denza tra l’unità di volume moggio e l’estensione del terreno che coltivato a grano riesce a produrne un volume proprio pari al moggio è esemplare e ne giustifica anche la grande variabilità territoriale) e forniscono, quindi, al compratore/venditore informazioni oltre che sull’estensione anche sulla qualità dell’appezzamento in termini di coltivazioni e raccolti. A conferma di questo si pensi che negli usi del Regno delle due Sicilie il moggio napoletano era diverso da quello della confinante pianura nolana. Pianura questa che, grazie alle innumerevoli eruzioni vesuviane con emissioni di ceneri e lapilli susseguitesi nei secoli riusciva a garantire, a parità di estensione dell’appezzamento, raccolti più numerosi nell’anno. Divertente infine è una dotta discussione sull’interpretazione della Regola di San Benedetto in merito all’unità di

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volume da usare per la dose giornaliera di vino concessa. A parità di nomenclatura dell’unità riportata nei Libri l’autore, amante del buon vino, propende per quella di radice “greca” un po’ più grande del litro e mezzo nonostante quella di radice “latina”, leggermente più piccola, molto probabilmente fosse nelle normali conoscenze e usi di San Benedetto. Dose di vino della Regola che, sia per la misura di radice greca sia per quella latina (ricordiamo che il vecchio fiasco impagliato era all’incirca 1,54 litri), oggi ci appare anche eccessiva, ma che va contestualizzata nella dieta di allora estremamente povera di proteine. Tabelle delle diverse unità di volume (per aridi e per liquidi) e valori numerici di conversione che spaventano i non addetti e che hanno, secondo gli scriventi, anche la colpa di aver am-

mantato la metrologia e i suoi attuatori di quella “aridità” che indubbiamente numeri e nomenclature non familiari, e all’apparenza prive di qualsiasi logica, spontaneamente ingenerano nei non addetti, ai quali numeri, nomi e tabelle appaiono più il risultato di scienze occulte che non il semplice confronto tra campioni di misura di natura diversa. Tutto questo unito alla verifica poliziesca delle frodi metriche che ha nell’immaginario collettivo purtroppo generato spontanea repulsione per la metrologia e offuscato agli occhi dei più quell’affascinante ricerca della perfezione che è invece insita nella realizzazione, manutenzione e diffusione del campione, radice prima delle scienze metrologiche. Sempre in tema di unità in volume di fluidi (liquidi e gas) e dei loro usi e conversioni metriche, la confusione di-

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venta massima e ancora oggi impera quando, con lo sviluppo di mercati quali quelli petroliferi e del gas naturale, le quantità in gioco, misurate in volume, non solo si collocano tipicamente su valori e scale poco familiari ai non addetti (barili), ma essendo tali valori in volume strettamente correlati allo stato termodinamico del combustibile (liquido o gas) spesso richiedono una loro definizione, cosiddetta normalizzata, cioè riferita a valori standard. Valori di quantità di sostanza espressi in volumi normalizzati o standard: quelli che il liquido o il gas oggetto di quantificazione assumerebbe nelle condizioni prefissate (standard) di pressione (ipotizzata pari a quella atmosferica a livello del mare i.e. 1013,25 hPa) e temperatura (ipotizzata pari a 0 °C i.e. 273,16 K nella dizione normalizzata e invece pari a 15 °C nella dizione standard). Ne consegue ad esempio che i campioni di volume impiegati per le verifiche periodiche sui complessi di misura di carburanti liquidi (che a oggi in Italia vengono ancora commercializzati in volumi senza prevedere una correzione in funzione della temperatura dell’erogato come invece correttamente accade in moltissimi paesi stranieri) vengono solo in rari casi tarati mediante tecnica volumetrica (più semplice ed economica) in quanto le tolleranze richieste dai regolamenti nazionali – DM n. 32 del 18/01/2011 – possono essere realizzate solo tramite la taratura gravimetrica e cioè misurando la massa (grandezza invariante) di liquido contenuta nel serbatoio campione [precedentemente “preparato” i.e. con le pareti interne bagnate per riprodurre le effettive condizioni di utilizzo], ricavandone poi il valore in volume mediante la misura della densità/temperatura del fluido. Per i combustibili gassosi, che di nor ma vengono vettoriati e commercializzati in specifiche reti distributive tecnologiche (gasdotti) che ormai innervano la maggior parte dei territori fortemente antropizzati, i valori delle quantità transatte, standard o normalm3, si ricavano: – o dalla sommatoria dei volumi ele-

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mentari che “riempiono/svuotano” con continuità le camere (volumi noti) generate dal movimento stesso del fluido in un “contatore di volumi” costituito essenzialmente da un rotore che gira in una cassa [nel caso di quantità non molto grandi, cioè di utenti Figura 6 – Tarature dei serbatoi campione domestici o di industria leggera]; Fase di preparazione (lavaggio) alla taratura LAT del serbatoio campione – o tramite il va- Determinazione del volume del serbatoio mediante metodo gravimetrico lore della “portata in volume” (volume per unità di re noto e costante del potere calorifitempo) m3/h misurata, e poi integrata co che viene per così dire “misurato e per i tempi di erogazione [nel caso di garantito” dal distributore il quale ha utenti industriali o grandi complessi l’obbligo di esplicitarlo nella fatturazione energetica. residenziali]. Metri cubi m3 che – contabilizzati o Valore del potere calorifico del gas misurati – devono essere “corretti” o naturale distribuito nelle reti che, con meglio “standardizzati” in funzione il consolidarsi di un mercato mondiadelle pressioni e temperature di ero- le del gas aperto nel quale le differenti provenienze geografiche e le gazione. Il mercato dei combustibili (liquidi o diversificate tecnologie produttive gassosi) è ovviamente finalizzato alla (gas naturale fossile – NG, gas natuloro utilizzazione quali “generatori di rale liquefatto LNG, shale gas, bioenergia” ed è quindi corretto che le metano, ecc.) convivono, anzi vengotransazioni commerciali avvengano no messe in una continua competizionon più in volumi o in volumi standar- ne, diventa elemento transattivo critidizzati, ma utilizzando o, meglio, mi- co nei protocolli e codici di gestione surando proprio la loro energia. E al- delle reti distributive e nelle connesse lora gli standard o normal-m3 ricavati fatturazioni. dalle sopra descritte misurazioni/con- Si aggiunga a tutto questo che detto tabilizzazioni vanno moltiplicati per i mercato aperto del gas prevede andiversificati e poco noti contenuti che una completa miscelabilità nelle energetici tipici (poteri calorifici) di reti distributive territoriali dei gas di ciascun combustibile, dando in tal dette provenienze/tecnologie “bio”, modo valore proprio alla loro capaci- con immissioni locali talvolta anche tà di generare energia (per unità di imposte o meglio favorite dalle politimassa) che è la quantità oggetto di che energetiche e ambientali dei singoli territori/stati. Questo in nome transazione commerciale. Altro che scienze dell’occulto per il della loro origine “naturale” che renconsumatore “ignorante”, altro che de esenti dette quote di gas dall’esseregole “a colmo” e “a raso”: la misure contabilizzate nei bilanci della ra della portata in volume di un fluido CO2 prodotta. V⋅ moltiplicata per il tempo di eroga- Si auspica che con l’avvento e diffuzione e “corretta” o “standardizzata” sione delle tecnologie SMART negli in temperatura e pressione diventa la strumenti di misura delle reti tecnolobase della transazione commerciale giche distributive le complesse (specie cioè delle bollette energetiche, sem- per il gas naturale) operazioni di pre che il gas erogato abbia un valo- misura sinteticamente descritte vengaT_M ƒ 109

no rese almeno comprensibili dal singolo utente “ignorante” al quale, invece che tentare di fornire dati orari dettagliati e ridondanti dei propri consumi energetici termici in ossequio alle odierne tendenze o mode mutuate dalle specificità delle reti distributive elettriche, il contatore intelligente (SMART) fornisca al singolo utente (del gas o dell’energia termica da impianto centralizzato o da teleriscaldamento) dati macroscopici e/o di tendenza dei propri consumi che lo aiutino effettivamente a perseguire quelle singole logiche e/o comportamenti virtuosi che poi possono tradursi negli auspicati risparmi nazionali delle fonti energetiche e nel contenimento delle emissioni da combustione. Obiettivi globali che se non accompagnati da una riferibilità spinta ma resa anche comprensibile resteranno

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delle pure declaratorie o, ancor peggio, verranno percepiti come insopportabili obblighi burocratici volutamente espressi in linguaggi di gergo o

per i soli addetti ai lavori con una completa sconfessione dell’anelito illuminista che ha tanto contribuito agli sviluppi della metrologia.

Paolo Vigo è Professore Ordinario di Misure e regolazioni termofluidodinamiche nel Dipartimento di Ingegneria Civile e Meccanica dell’Università di Cassino e del Lazio Meridionale. È stato Rettore dell’Università di Cassino dal 2001 al 2009. È stato Presidente del Consiglio Scientifico dell’Istituto di Metrologia “G. Colonnetti” del CNR di Torino (oggi INRIM) e Consigliere di Amministrazione dell’Istituto Nazionale di Ricerca in Metrologia – INRIM di Torino 2006-2012. È Presidente del Palmer, Parco Scientifico e Tecnologico del Lazio Meridionale dal 2008. È stato Vice Presidente di ACCREDIA dal 2010 al 2015 e oggi è Presidente del Comitato di Coordinamento delle Amministrazioni Socie. I principali temi di ricerca sono relativi a: Misure Meccaniche e Termiche, Trasmissione del Calore, Fluidodinamica, Comfort e Inquinamento Ambientale, Energia e Fonti Rinnovabili. In questo ambito ha sviluppato attività di ricerca nel settore della misura dell’energia (flussi di energia termica e di gas naturale), misure di temperatura, misure di volume e portata nei settori civile e industriale. Ulteriore tematica di ricerca è rappresentata dallo studio del benessere termoigrometrico negli ambienti indooor e dell’inquinamento da polveri aerodisperse indoor e outdoor.

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.

sono relativi agli Organismi di certificazione, ispezione e verifica, in crescita del 6% sul 2015; e 174 i Laboratori di taratura, 1% in più. Gli accreditamenti per la certificazione di prodotti e servizi – compresi gli Organismi notificati per il rilascio della marcatura CE secondo le Direttive europee e gli Organismi di controllo dell’agroalimentare (prodotti biologici, DOP, IGP, STG e vini) – sono passati da 195 a 203, in aumento del 4% sul 2015, raggiungendo il volume delle attività di accreditamento delle certificazioni

RELAZIONE ACCREDIA SULL’ATTIVITÀ 2016

Aumentare la consapevolezza del valore delle attestazioni di conformità da parte di imprese e consumatori, una maggiore sinergia tra pubblico e privato, grazie al rafforzamento del numero delle competenze e degli ispettori per gestire ambiti di valutazione sempre più ampi e complessi, sono stati gli obiettivi fondamentali che hanno guidato le attività di ACCREDIA nel 2016. Un impegno co stante di cui rende conto la Relazione annuale, approvata dall’Assemblea dei Soci dell’Ente, insieme al bilancio di esercizio, lo scorso 11 maggio a Roma. Il significativo riscontro in termini di maggiori accreditamenti degli Organismi e dei Laboratori, passati da 1.629 a 1.676, con un incremento del +39% dall’inizio delle attività dell’Ente unico nel 2010, testimonia il valore che il mercato ha riconosciuto nell’anno trascorso al sistema delle certificazioni, delle ispezioni e delle ve rifiche ambientali, nonché delle prove, delle analisi mediche e delle tarature svolte sotto accreditamento. Analogamente, l’attività di verifica svolta dai 471 ispettori ACCREDIA è cresciuta del 5% sul 2015 e del 57%

dal 2010, raggiungendo le 14mila giornate di valutazione. In particolare, per le verifiche sui Laboratori di taratura e sui Produttori di materiali di riferimento sono state impegnate oltre 8.700 giornate da parte di 75 professionisti, di cui 6 ispettori di sistema, 56 tecnici e 13 con la doppia qualifica (di sistema e tecnici), supportati da 15 esperti per le attività di valutazione in settori ad alto livello di specializzazione. Tra i 1.676 accreditamenti, 1.142 riguardano i Laboratori di prova, anche per la sicurezza degli alimenti, in crescita del 2% sul 2015; 342

volontarie, in larga misura rappresentate dai sistemi di gestione per la qualità (95 organismi), l’ambiente (40), la salute e sicurezza sul lavoro (27 organismi accreditati).

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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La Relazione annuale ACCREDIA 2016 è pubblicata sul sito di ACCREDIA www.accredia.it nella sezione ”Pubblicazioni/Relazioni annuali”. CONVEGNO DEI LABORATORI DI TARATURA

Coerentemente, il numero delle organizzazioni e delle aziende certificate per i sistemi di gestione ha superato le 87.000 unità, 2mila in più sull’anno precedente, a testimoniare che anche negli anni della crisi le imprese hanno continuato a investire nella qualità accreditata. Le certificazioni più diffuse rimangono quelle dei sistemi di gestione per la qualità ai sensi della norma UNI EN ISO 9001, con circa 126mila siti certificati, seguite da quelle dei sistemi di gestione ambientale secondo lo standard UNI EN ISO 14001 (23mila siti) e da quelle per la salute e sicurezza sul lavoro a norma OHSAS 18001 (15mila siti). Nel 2016 sono cresciuti anche gli accreditamenti delle ispezioni, 109 Organismi che sono cresciuti del +12% sul 2015, e del personale (+8%) con 40 Organismi. Gli accreditamenti dei Laboratori di taratura confermano il trend di crescita positivo registrato dal 2010, passando da 162 a 174 strutture accreditate, di cui quattro operano anche come Produttori di materiali di riferimento e uno come Laboratorio di misura di riferimento in ambito medico. L’efficacia delle attività di accreditamento gestite dal Dipartimento si riflette sul mercato, con oltre 126.000 certificati di taratura, T_M ƒ 112

emessi nel 2016 dai Laboratori accreditati per attestare il corretto funzionamento degli strumenti utilizzati da organizzazioni pubbliche e private. Di oltre un miliardo di euro è stato il valore economico generato nel 2015 dalle attività accreditate degli Organismi di certificazione e ispezione e dei Laboratori di prova e taratura.

Il 4 maggio scorso si è tenuto il XXXI convegno dei Centri di Taratura accreditati nell’ormai tradizionale cornice della fiera A&T di Torino, a cui ACCREDIA ha partecipato anche con un proprio stand. Il filo conduttore dell’edizione di quest’anno è stato il cambiamento. Cosa cambia nel mondo dell’accreditamento dei Laboratori di taratura, in quali ambiti è richiesta la taratura sotto accreditamento e cosa cambia nelle norme di riferimento. Di fronte a oltre 450 partecipanti, il convegno si è aperto con i saluti istituzionali di ACCREDIA, portati dal Presidente Giuseppe Rossi e dal Vice Presidente Vito Fernicola, in rappresentanza anche dell’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM). “La crescita dei certificati di taratura emessi, passati da 92mila a oltre 126mila in dieci anni, e dei Laboratori accreditati, 174 a fine 2016,

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accreditati, degli autovelox e dei tutor utilizzati per la rilevazione della velocità dei veicoli”. Sul tema degli strumenti di misura utilizzati per l’accertamento del superamento dei limiti di ve locità, è intervenuto Francesco Mazziotta della Direzione Generale per la Sicurezza Stradale del Ministero delle Infrastrutture e dei Tra sporti, che ha anticipato i contenuti di un Decreto Tra i relatori del Convegno, da sinistra: alla firma del Ministro. Il Renzo MARCHESI, Presidente Comitato Settoriale provvedimento arriva a di Accreditamento del Dipartimento Laboratori quasi due anni di di di taratura ACCREDIA – Vito Fernicola, Vice Presidente ACCREDIA – Giuseppe Rossi, Presidente ACCREDIA – stanza dalla sentenza n. Luca Callegaro, INRIM – Rosalba Mugno, Direttore 113 del 2015 della del Dipartimento Laboratori di taratura ACCREDIA Corte Costituzionale sull’incostituzionalità delle evidenzia una maggiore consapevo- regole del Codice della Strada nella lezza del mercato sull’importanza parte in cui non prevede che tutte le dell’affidabilità delle misure e l’au- apparecchiature siano sottoposte a mentata sensibilità verso l’esigenza verifiche periodiche di funzionalità e di taratura degli strumenti utilizzati” taratura. Il nuovo Decreto attesta che gli struha dichiarato il Presidente Rossi. “L’attività per l’accreditamento nel set- menti di misura della velocità di veicotore delle tarature vede ACCREDIA li, se usati per l’accertamento delle insempre più impegnata – ha continua- frazioni, devono essere sottoposti a tato Rossi. – Proprio in questi giorni rin- ratura da parte di Laboratori di taratunoveremo le convenzioni con INRIM e ra accreditati e rappresenta il formale con ENEA. In più, è in fase di appro- riconoscimento dell’accreditamento co vazione il Decreto del Ministero delle me garanzia di terzietà e indipendenInfrastrutture e dei Trasporti che rende- za a protezione del cittadino. rà obbligatoria la verifica periodica e A breve, inoltre, sarà pubblicato anla taratura, effettuata da Laboratori che il Decreto del Ministero dello Sviluppo Economico sulle verifiche periodiche degli strumenti di misura, che prevede la delega agli Organismi autorizzati non solo per contatori di gas ed elettricità ma anche per tutti gli altri ambiti. Di particolare interesse le riflessioni proposte dall’Avv. Emanuele Montemarano, membro del l’Organismo di Vigilanza di ACCREDIA, sulla natura giuridica delle attività di accreditamenLo stand ACCREDIA ad A&T 2017 (Torino, 3-5 maggio) to e sulla possibile con-

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figurazione dei valutatori o del personale coinvolti nel processo di accreditamento quale incaricati di pubblico servizio, o pubblici ufficiali. Tornando al contesto propriamente tecnico, Luca Callegaro, Responsabile della Divisione Nanoscienze e Materiali dell’INRIM, ha illustrato i lavori di ridefinizione di alcune delle grandezze di base del Sistema Internazionale delle Unità di Misura. Entro il 2019 sarà operativa la nuova definizione del campione dell’unità di massa e dell’unità di corrente elettrica, che non comporterà particolari cambiamenti nelle attività accreditate se non differenze nella descrizione dell’origine della riferibilità a livello di certificati emessi dagli Istituti di Metrologia Nazionali. Infine, sono state affrontate le modifiche normative in materia di accreditamento e valutazione della conformità, dal nuovo standard ISO/IEC 17011 per gli Enti di accreditamento, tuttora in fase di discussione, alla norma ISO/IEC 17025 per i Laboratori di prova e di taratura, in attesa di emissione, e alla norma ISO 17034 per i Produttori di materiali di riferimento, di recente pubblicazione. Le presentazioni dell’incontro sono pubblicate sul sito di ACCREDIA www.accredia.it nella sezione ”Pubblicazioni/Atti dei Convegni”. CONVEGNO SUI PRODUTTORI DI MATERIALI DI RIFERIMENTO

Il 5 maggio scorso, sempre nella cornice della fiera A&T di Torino, ACCREDIA ha organizzato un convegno dedicato ai Produttori dei materiali di riferimento (RMP). È stata l’occasione per sottolineare come ormai l’uso di materiali di riferimento si stia affermando sia in campo metrologico, con la definizione di nuovi campioni di misurazione, sia in campo industriale. Dopo una breve introduzione focalizzata sul contenuto della norma di riferimento per l’accreditamento, la ISO 17034 pubblicata lo scorso novemT_M ƒ 113

bre, sono state presentate le esperienze in campo metrologico dell’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica e del Vice Presidente di Eurachem, e le testimonianze di Laboratori di taratura e di prova in qualità di utilizzatori degli RMP. Tutti gli interventi hanno confermato che ormai l’utilizzo di materiali di riferimento certificati costituisce uno strumento fondamentale per garantire la riferibilità metrologica e l’accuratezza delle misure e, più in generale, il miglioramento della qualità dei sistemi di misura. Di particolare interesse l’intervento dell’INRIM che ha descritto l’impiego dei materiali di riferimento nella Soft Metrology (metrologia che misura oggettivamente le qualità percepite) spiegandone il ruolo per le grandezze legate alla percezione visiva di qualità di oggetti e di superfici. ACCORDO INTERNAZIONALE SUGLI ORGANIZZATORI DI PROVE VALUTATIVE INTERLABORATORIO

Il Comitato EA MAC (Multilateral Agreements Council) riunitosi a Sofia il 26 aprile scorso, ha dato il via libera alla firma da parte di ACCREDIA del nuovo Accordo internazionale di mutuo riconoscimento EA MLA per gli Organizzatori di prove valutative interlaboratorio (PTP – Proficiency Testing Providers). L’Accordo verrà siglato formalmente durante l’Assemblea Generale di EA che si svolgerà il 23 e 24 maggio prossimi a Bled, ma è già operativo a livello europeo, dal momento che è stato raggiunto il numero minimo di Enti di accreditamento che hanno superato il peer assessment di EA. ACCREDIA, che si è sottoposta alla verifica di EA dal 17 al 20 ottobre 2016, è stata dunque valutata competente per qualificare gli Organizzatori di prove valutative interlaboratorio che vengono accreditati ai sensi della norma di accreditamento ISO/IEC 17043. La valutazione, condotta da un team T_M ƒ 114

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LA PAGINA DI ACCREDIA

ispettivo internazionale in rappresentanza del network dei 36 membri di EA, si è basata sull’analisi della documentazione e delle pratiche di accreditamento dei PTP gestiti da ACCREDIA, su interviste con i funzionari tecnici e gli ispettori dell’Ente specializzati nello schema, e sull’osservazione in modalità witness della verifica condotta da ACCREDIA su un PTP, tra quelli che a oggi operano sotto accreditamento. Con il superamento della verifica di peer asssessment, è stata confermata la partecipazione di ACCREDIA all’intero network degli Accordi EA MLA, che coprono le Certificazioni di sistemi di gestione (Qualità e Ambiente), di Prodotto e di Personale, le Ispezioni, le Prove, le Tarature e le Verifiche Ambientali. Grazie al nuovo Accordo per i PTP, dunque, anche i rapporti di prove valutative emessi dai PTP accreditati da ACCREDIA godranno di un mutuo riconoscimento internazionale, che ne assicurerà la piena validità all’interno di tutte le economie europee. È inoltre in fase di avvio il mutuo riconoscimento degli Organizzatori di prove valutative interlaboratorio anche in ambito ILAC, per la definizione del corrispondente Accordo MRA, grazie al quale sarà estesa a li vello mondiale l’accettazione dei rapporti dei PTP rilasciati sotto accreditamento. BORSE DI STUDIO ACCREDIA AICQ

ACCREDIA e AICQ, in collaborazione con l’Università degli Studi di Bologna, hanno promosso due Premi di Laurea dell’importo di 2.000 € riservati a studenti della Scuola d’Ingegneria dei Dipartimenti d’Ingegneria industriale – DIN, Ingegneria dell’Energia elettrica e dell’Informazione «Guglielmo Marconi» – DEI, Ingegneria civile, chimica, ambientale e dei Materiali – DICAM che abbiano discusso o debbano discutere la Tesi di Laurea nel periodo compreso tra gennaio 2017 e ottobre 2017. I Premi di Laurea saranno assegnati

a coloro che presenteranno il miglior lavoro di tesi negli ambiti specificamente legati alla Qualità e all’Accreditamento, con particolare attinenza alle seguenti tematiche: • certificazione e ispezione; • accreditamento dei Laboratori di prova, anche per la sicurezza alimentare; • sviluppo e procedure in uso nei Laboratori di taratura; • valutazione della conformità dei prodotti, dei processi e dei sistemi; • standard di riferimento per le attività di accreditamento. La candidatura andrà formalizzata con la presentazione tramite e-mail all’indirizzo tesi@aicq.it entro le ore 24 del 31 ottobre 2017, dei seguenti documenti: • copia della tesi di Laurea in formato pdf; • una lettera di presentazione di un professore, tutor o coordinatore del Corso di studio frequentato; • una presentazione personale di massimo 2.500 caratteri (in italiano o inglese); • copia dell’iscrizione ad AICQ Emilia Romagna (socio juniores – 40 ). La procedura di valutazione per l’assegnazione dei Premi verrà effettuata da un’apposita Commissione composta dai rappresentanti di ACCREDIA, AICQ e dell’Università degli Studi di Bologna, i cui nomi saranno resi noti solo all’atto della premiazione. Il giudizio della Commissione è insindacabile, compresa l’eventuale decisione di non assegnare il Premio, qualora non siano stati prodotti elaborati ritenuti soddisfacenti, e di devolvere il premio non assegnato all’incremento dei Premi degli anni successivi. Le graduatorie dei partecipanti saranno pubblicate entro il 30 novembre 2017 da parte dell’Università degli Studi di Bologna, di ACCREDIA e di AICQ. I due Premi di Laurea (2.000 ciascuno) alle migliori Tesi di Laurea e le due Targhe per la menzione alle seconde due migliori Tesi pervenute saranno consegnati ai vincitori in occasione di un evento pubblico, che si svolgerà a Bologna entro il 15 dicembre 2017.

LA PAGINA DI IMEKO

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

La pagina di IMEKO Aggiornamenti sulle attività IMEKO nel 2017 di governo dell’associazione e di AN INTRODUCTION TO IMEKO newsletter. Buona lettura! IMEKO, International Measurement Confederation, has been added to the permanent collaborations to the Journal starting from the beginning of 2014. This ACTA IMEKO section contains information about the Association, publications, events and news of interest to our readers.

RIASSUNTO IMEKO, International Measurement Confederation, si è aggiunta tra i collaboratori stabili della Rivista a partire dall’inizio del 2014. Questa rubrica contiene informazioni sull’Associazione, pubblicazioni, eventi, e notizie di utilità per i nostri lettori.

IMEKO partecipa e diffonde da alcuni anni le iniziative relative al World Metrology Day che si terrà il 20 maggio 2017 e avrà per tema le misure per i trasporti. Informazioni sulla giornata mondiale della metrologia sono disponibili sul sito: www.worldmetrologyday.org. Nel 2017, IMEKO si prepara a una serie di eventi: – l’Istituto Metrologico Nazionale del Sud Africa festeggia 10 anni di attività con una conferenza che si terrà a Pretoria dal 31 luglio al 1° agosto. Il sito che riporta informazioni in merito è raggiungibile all’indirizzo: http://www.nmisa.org; – la 60a sessione del General Council di IMEKO si terrà a Hangzhou, Cina, agli inizi di settembre; mentre, in primavera, si terrà l’usuale Presidential Spring Meeting, presso la sede di IMEKO a Budapest, che ha lo scopo di pianificare le attività future della Confederazione, coinvolgendo un gruppo di senior officer; – il 22° Simposio del TC4 si terrà a Iasi in Romania a settembre e includerà il Workshop sul tema degli ADC. Alcuni ricercatori dell’Associazione GMEE sono tradizionalmente coinvolti nell’organizzazione di questo evento;

– il terzo evento legato alla metrologia per il cibo, IMEKO Metrofoods, si terrà quest’anno in Grecia, a ottobre. Tutti gli altri eventi organizzati da IMEKO sono elencati sul sito all’indirizzo: https://www.imeko.org/index. php/homepage/coming-events. Uno dei punti di forza di IMEKO è rappresentato dall’insieme dei congressi scientifici organizzati dalle commissioni tecniche. Gli atti di questi congressi sono resi disponibili da alcuni anni sul sito di IMEKO all’indirizzo: www.imeko.org. Seguendo il link proceedings si avrà accesso a più di 5.000 articoli scientifici pubblicati a partire dal 2000. Questa base dati rappresenta un importante patrimonio di conoscenze nel settore delle misure ed è consultabile in modalità ad accesso libero. IMEKO pubblica un bollettino sul proprio sito web http://www.imeko. org, nel quale sono riassunte le attività effettuate nell’anno, gli esiti delle riunioni degli officer di IMEKO e altre notizie d’interesse per chi si occupa di misure. Altri documenti sono liberamente scaricabili dal sito IMEKO. Si tratta di presentazioni, di documenti

Vi ricordo che all’indirizzo https:// acta.imeko.org/index.php/actaimeko sono disponibili tutti gli articoli pubblicati in ACTA IMEKO, la rivista scientifica open-access di IMEKO. In particolare, segnalo la prima uscita del 2017, che contiene alcuni lavori in forma estesa tra quelli presentati all’ultimo congresso mondiale e altri lavori liberamente sottomessi dagli autori.

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MISURE E FIDATEZZA

s Marcantonio Catelani, Lorenzo Ciani

Analisi di sicurezza per sistemi complessi un esempio applicativo

gic Solver), l’attuatore (A, Final Element), nonché gli eventuali circuiti d’interfaccia per il corretto funzionamento del SIS. Ogni componente scelto dev’essere certificato per l’utilizzo in sistemi di sicurezza da opportuni Enti competenti. Per ogni elemento dev’essere eseguita un’analisi FMEDA (Failure Modes, Effect and DiagnoRIASSUNTO stic Analysis) come già presentato in L’analisi di sicurezza e i dispositivi che la implementano, chiamati “Safety [3, 4]. Related System”, rappresentano un fattore chiave nella progettazione di Nella seconda fase di progettazione ogni sistema, al fine di ridurre al minimo i rischi inaccettabili, per protegsi deve scegliere l’architettura di ogni gere le persone, l’ambiente e il sistema stesso dagli effetti legati a una o più sottosistema che compone il SRS con fonti potenziali di danno. In quest’articolo verrà presentato un caso di stule opportune ridondanze scelte compadio, che mette in evidenza gli step principali della progettazione di un SRS. tibilmente con il livello di SIL che dobbiamo raggiungere [5]. Nella terza fase si de DEFINIZIONE DI UN SAFETY vono selezionare gli inRELATED SYSTEM tervalli di tempo del proof test (prevede l’eL’analisi di sicurezza e i dispositivi secuzione volontaria e che la implementano, chiamati “Sacompleta della funziofety Related System”, (SRS), i concetti ne di sicurezza blocbase dell’analisi di sicurezza e alcuni cando lo svolgimento richiami alla norma internazionale delle normali funzioni IEC61508 [1] sono stati trattati dagli del sistema da protegautori recentemente su questa rivista gere) e dei test diagno[2]. In particolare, nel precedente stici (prevedono l’esecunumero, si sono discussi alcuni parazione parziale della metri fondamentali per l’analisi di sifunzione di sicurezza curezza e definiti nella norma e la tecmantenendo inalterata nica FMEDA (Failure Modes Effects l’accessibilità del sisteand Diagnostic Analysis) [3] che ne ma da proteggere). Quepermette una più dettagliata valutasti intervalli devono eszione. In quest’articolo verrà presensere selezionati in motato un caso di studio che mette in evido tale da non penalizdenza gli step principali della progetzare la disponibilità del tazione di un SRS e della relativa funsistema che stiamo prozione di sicurezza. teggendo attraverso il Figura 1 – Diagramma semplificato Ogni SRS realizza una o più funzioni delle fasi di progettazione di un SRS SRS. di sicurezza (SF – Safety Function), Infine, nella quarta faognuna delle quali caratterizzata da se, si valuta il PFD o il un determinato livello di sicurezza (SIL – Safety Integrity Level). Il proget- ovvero individuare la tecnologia reato del SRS prevede, per ogni funzione lizzativa più idonea all’ambiente di Dip. Ingegneria dell’Informazione, di sicurezza, le fasi riassunte in Fig. 1. utilizzo e al sistema da proteggere. Università degli Studi di Firenze La prima fase prevede la scelta degli Gli elementi da scegliere sono il sen- marcantonio.catelani@unifi.it elementi che compongono il sistema, sore (S, Sensor), l’unità logica (L, Lo - lorenzo.ciani@unifi.it MEASUREMENT & DEPENDABILITY Safety analysis and devices that implement it, called “Safety Related System”, 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 article, a case study will be presented, to put in evidence the main important steps in the design phase of a SRS.

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MISURE E FIDATEZZA

PFH di ogni sottosistema mediante le formule indicate dalla norma a seconda della configurazione utilizzata; dalla combinazione si ottiene il valore totale per il sistema secondo la seguente equazione: PFDSYS = PFDS +PFDL +PFDA

(1)

CASO DI STUDIO: SRS CON FUNZIONE DI SICUREZZA PER PROTEZIONE DA SOVRAPRESSIONI

Quella che proponiamo in quest’articolo è una generica funzione di sicurezza utilizzando componenti commerciali. Per ovvie ragioni questo è solo un caso di studio, non è un progetto reale ma solo un esempio pratico che permetterà ai lettori di farsi un’idea degli step fondamentali della progettazione di una funzione di sicurezza. Si consideri una Safety Function (SF) che attivi una valvola nel caso in cui la pressione all’interno dei tubi dell’impianto industriale risulti troppo elevata, evitando così pericoli per il sistema, le persone e l’ambiente in caso di rilascio di sostanze pericolose e/o esplosioni. S’ipotizza come requisito una SF caratterizzata da un livello di sicurezza SIL3 e che operi in “High

Demand Mode”, ovvero che la richiesta della funzione di sicurezza possa essere maggiore di una volta per anno. In questo caso il livello di SIL ottenibile dal sistema proposto sarà verificato mediante il calcolo della PFH (Probability of dangerous Failure per Hour). Per la sezione sensori si sceglie un “pressure transmitter” modulare, la cui analisi FMEDA è riportata in Tab. 1. Per quanto riguarda la sezione della logica di controllo si può scegliere un modulo PLC. Compito del Logic Solver è quello di elaborare i segnali ricevuti dai sensori e attivare gli attuatori in caso di sovrappressione. In Tab. 2 si riportano i parametri di sicurezza ottenuti dall’analisi FMEDA. Infine, per la sezione attuatori si scelgono valvole ad attuazione elettrica

la cui analisi FMEDA è riassunta in Tab. 3. In base ai dati riportati nelle varie analisi FMEDA dei singoli blocchi del SRS è possibile ora scegliere la configurazione funzionale migliore allo scopo di raggiungere il SIL obiettivo, in questo caso specifico SIL3. In questo modo è possibile definire le principali ridondanze nei tre blocchi seguendo la metodologia Route1H [3] descritta in IEC61508 [1]. La configurazione del nostro SRS sarà quella rappresentata dallo schema a blocchi riportato in Fig. 2. Nel dettaglio è stata scelta una configurazione 1oo2 (1-out-of-2) per il blocco sensori che prevede due uscite collegate in serie ed è sufficiente che intervenga una sola uscita per garan-

Figura 2 – Schema a blocchi del SRS progettato

Tabella 1 – Estratto analisi FMEDA blocco Sensori

Element

ǊSD

ǊSU

ǊDD

ǊDU

SFF

Pressure Transmitter

0 FIT

82 FIT

274 FIT

40 FIT

89%

87%

Tabella 2 – Estratto analisi FMEDA blocco Logica

Element

ǊSD

ǊSU

ǊDD

ǊDU

SFF

PLC

0 FIT

673 FIT

168 FIT

81 FIT

91.2%

67%

Tabella 3 – Estratto analisi FMEDA blocco Attuatori

T_M ƒ 118

Element

ǊSD

ǊSU

ǊDD

ǊDU

SFF

Valvole

0 FIT

214 FIT

0 FIT

436 FIT

36%

N. 02Ć&#x2019; ;2017

tire lâ&#x20AC;&#x2122;esecuzione della SF. In modo analogo lâ&#x20AC;&#x2122;esecuzione della SF fallisce se entrambe le uscite non riescono a intervenire, quindi permette di tollerare un guasto. Questa configurazione Ă¨ molto sicura ma ha una doppia probabilitĂ di effettuare blocchi dovuti a guasti spuri rispetto a una configurazione a canale singolo. Per il blocco logic solver Ă¨ stata invece scelta una configurazione 1oo1. Questa configurazione a canale singolo non prevede tolleranza al guasto ma garantisce elevati livelli di disponibilitĂ perchĂŠ Ă¨ poco soggetta a intervento spurio. Infine per il blocco attuatori o final element si Ă¨ scelta una configurazione 1oo2D che differisce da quella dei sensori per la presenza di una sezione diagnostica dedicata. La configurazione 1oo2D prevede lo stesso comportamento della configurazione 1oo2, ma Ă¨ dotata di una sezione di diagnostica attiva in grado di portare il sistema in condizione di guasto in uno stato sicuro. In questo modo la sicurezza del sistema aumenta a scapito della disponibilitĂ (aumenta la probabilitĂ dâ&#x20AC;&#x2122;intervento spurio) e del PFH che aumenta a causa del maggior numero di componenti presenti. Una volta definita la configurazione funzionale dei tre sottoblocchi che costituiscono lâ&#x20AC;&#x2122;SRS si passa al calcolo del PFH mediante le formule suggerite dalla norma. Come giĂ detto sono nu merosi i parametri richiesti per effettuare una valutazione della sicurezza funzionale di un sistema SRS, e fondamentale sarĂ la loro stima attraverso la previsione di affidabilitĂ , test di laboratorio e misure, ritorni dal campo. Un elenco dei parametri, non esaustivo, Ă¨ quello che segue: â&#x20AC;˘ PTI o T1 - Proof Test Interval [h]; â&#x20AC;˘ MTTR - Mean Time to Restoration [h]; â&#x20AC;˘ MRT - Mean Reparation Time [h]; â&#x20AC;˘ DC - Diagnostic Coverage; â&#x20AC;˘ Î˛ - Frazione dei guasti comuni non rilevabili; â&#x20AC;˘ Î˛D - Frazione dei guasti comuni rilevabili; â&#x20AC;˘ tCE Tempo medio dâ&#x20AC;&#x2122;indisponibilitĂ del canale per architetture 1oo1, 1oo2, 2oo2 e 2oo3 [h]; â&#x20AC;˘ tGE Tempo medio dâ&#x20AC;&#x2122;indisponibilitĂ

MISURE E FIDATEZZA

del gruppo votato per architetture 1oo2 e 2oo3 [h]. In tutti i calcoli svolti sono sempre considerati valori di MTTR e MRT pari a 8 ore; tale valore Ă¨ suggerito dalla norma in quanto garantisce la riparazione e il rispristino del sistema di sicurezza entro una giornata lavorativa.

Le principali ipotesi che si sono fatte sono: â&#x20AC;˘ Collegamenti in canaline separate; â&#x20AC;˘ Blocchi di logica posti in PCB differenti posti in posizioni differenti; â&#x20AC;˘ Elementi di logica programmati da progettisti che non hanno interagito tra loro; â&#x20AC;˘ Manutenzione effettuata da persone Blocco sensori differenti; in configurazione 1oo2 â&#x20AC;˘ Canali con stesse tecnologie; La norma prescrive che in caso di con- â&#x20AC;˘ Sensori con stessi principi fisici di figurazione 1oo2 il PFH si calcoli funzionamento. come: Blocco logica PFHS = 2[(1â&#x2C6;&#x2019;Î˛) lDD + in configurazione 1oo1 + [(1â&#x2C6;&#x2019;Î˛) lDU](1â&#x2C6;&#x2019;Î˛) lDUtCE + Î˛lDU La norma prescrive che in caso di configurazione 1oo1 il PFH si calcoli co ODU Â§ T1 Âˇ ODD MTTR . me: Con tCE Â¨ MRT Â¸ OD ÂŠ 2 OD Âš PFHLS = lDU PFHLS =8,100 â&#x2039;&#x2026;10â&#x2C6;&#x2019;8 I valori di PFH al variare del Proof Test Quindi per il blocco logica il PFH Interval sono riportati in Tab. 4. risulta costante al variare del Proof Per il calcolo di Î˛ che caratterizza tutti Test Interval. gli elementi ridondanti si fa riferimento alle tabelle da D.1 a D.5 della Blocco attuatori norma IEC 61508-6 Appendice D. I in configurazione 1oo2D valori ottenuti sono i seguenti: La norma prescrive che in caso di conÎ˛=2% Î˛D=1%. figurazione 1oo2D il PFH si calcoli La norma richiede la determinazione come: di un parametro Î˛ che tenga conto dei PFHFE = 2(1â&#x2C6;&#x2019;Î˛) lDU [(1â&#x2C6;&#x2019;Î˛) lDU + guasti per causa comune in grado di + (1â&#x2C6;&#x2019;Î˛D) lDD + lSD]tCEâ&#x20AC;&#x2122; + rendere inefficaci le tecniche di ridon- + 2(1â&#x2C6;&#x2019;k)lDD +Î˛ lDU danza. La ridondanza diventa inefficace nel momento in cui tutti i canali Â§T Âˇ ODUÂ¨ 1 MRT Â¸ (ODD OSD) MTTR si guastano nello stesso momento o 2 ÂŠ Âš meglio durante lâ&#x20AC;&#x2122;intervallo di test dia- tCE ODU ODD OSD gnostico. Per quantificare quanto i guasti siano separati e indipendenti la Dalle tabelle per il calcolo di Î˛ si Ă¨ norma presenta un questionario a cui ottenuto Î˛=2% Î˛D=1%, seguendo la i progettisti devono rispondere a se- stessa procedura utilizzata per il blocconda delle scelte progettuali fatte. co sensori. Tabella 4 â&#x20AC;&#x201C; Valori di PFH per il blocco Sensori al variare del Proof Test Interval

Proof Test Interval T1[hours]

PFHS

730 (un mese)

8,013 Â&#x2DC; 10â&#x20AC;&#x201C;10

2.190 (tre mesi)

8,036 Â&#x2DC; 10â&#x20AC;&#x201C;10

4.380 (sei mesi)

8,070 Â&#x2DC; 10â&#x20AC;&#x201C;10

8.760 (un anno)

8,138 Â&#x2DC; 10â&#x20AC;&#x201C;10

17.520 (due anni)

8,274 Â&#x2DC; 10â&#x20AC;&#x201C;10

87.600 (dieci anni)

9,360 Â&#x2DC; 10â&#x20AC;&#x201C;10

T_M Ć&#x2019; 119

N. 02ƒ ; 2017

MISURE E FIDATEZZA

Tabella 5 – Valori di PFH per il blocco Attuatori al variare del Proof Test Interval

Proof Test Interval T1[hours]

PFHFE

730 (un mese)

8,860 10–9

2.190 (tre mesi)

9,120 10–9

4.380 (sei mesi)

9,520 10–9

8.760 (un anno)

1,032 10–8

17.520 (due anni)

1,192 10–8

87.600 (dieci anni)

2,472 10–8

Tabella 6 – Calcolo del PFH complessivo per la specifica Safety Function realizzata dal SRS

Proof Test Interval T1[hours]

PFHSF

SIL

730 (un mese)

9,066 10–8

SIL3

2.190 (tre mesi)

9,092 10–8

SIL3

4.380 (sei mesi)

9,133 10–8

SIL3

8.760 (un anno)

9,213 10–8

SIL3

17.520 (due anni)

9,375 10–7

SIL3

87.600 (dieci anni)

1,067 10–7

SIL2

Per ottenere il calcolo del PFH complessivo per la specifica Safety Function realizzata dal SRS proposto come caso di studio si applica la formula (1). I valori di PFH al variare del Proof Test Interval sono riassunti in Tab. 6. Si può notare che il SIL3 fissato come obiettivo di questa funzione di sicurezza è raggiunto in quasi tutti i casi al variare del Proof Test Interval. L’unico caso in cui questo non è ottenibile è per T1=10 anni. CONCLUSIONI

Il ruolo dei sistemi di sicurezza è diventato sempre più importante negli ultimi anni. In moltissimi settori la ge stione delle funzioni di sicurezza è normalmente demandata a sistemi di sicurezza basati su tecnologia elettrica (E) e/o elettronica (E) e/o elettroT_M ƒ 120

report, International Electrotechnical Commission, May 2010. 2. M. Catelani, L. Ciani, “Introduzione all’analisi di sicurezza per sistemi complessi”, TUTTO_MISURE, anno XVIII, n.04, 2016. 3. M. Catelani, L. Ciani, “Analisi di sicurezza per sistemi complessi: la tecnica FMEDA (Failure Modes Effects and Diagnostic Analysis)”, TUTTO_MISURE, anno XIX, n.01, 2017. 4. M. Catelani, L. Ciani, V. Luongo, “The FMEDA approach to improve the safety assessment according to the IEC61508”, Microelectronics Reliability, Volume 50, Issues 9-11, September-November 2010, Pages 12301235. 5. M. Catelani, L. Ciani, V. Luongo, “A simplified procedure for the analysis of Safety Instrumented Systems in the process industry application”, Microelectronics Reliability, Volume 51, Issues 9-11, September–November 2011, Pages 1503-1507.

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.

nica programmabile (PE). Questo documento descrive i passi necessari per la valutazione dei parametri fondamentali per un’analisi di sicurezza di un sistema elettronico complesso. In particolare descrive un caso di studio che mette in evidenza gli step principali della progettazione di un SRS e della relativa funzione di sicurezza. Successivamente si passa Lorenzo Ciani è Assegnial calcolo del PFH che ci permette di sta di ricerca post-dottoraverificare il raggiungimento del SIL to presso il Dipartimento obiettivo. Numerosi sono i parametri d’Ingegneria dell’Informazioda valutare e fissare prima di procene dell’Università di Firenze. dere al calcolo ed è fondamentale La sua attività di ricerca si analizzarli e valutarli tutti attentamensvolge prevalentemente nei te per evitare errate valutazioni del settori dell’Affidabilità, della diagnostica e SIL. 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 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI IMEKO, autore di oltre 90 articoli su rivista 1. IEC 61508, Electric/Electronic/ e congressi internazionali, ha ricevuto Programmable Electronic safety-relat- recentemente il premio 2015 IEEE I&M ed systems, parts 1-7. Technical Outstanding Young Engineer Award.

TECNOLOGIE IN CAMPO

Rubrica a cura di Massimo Mortarino

(mmortarino@affidabilita.eu)

Misurare le proprietà dei materiali IoT per l’analisi predittiva Misure 2D nell’automotive Measuring material properties - IoT for predictive analysis - 2D measurements for automotive applications

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. MISURARE LE PROPRIETÀ DI MATERIALI FONDAMENTALI PER I SISTEMI ELETTRONICI AVANZATI

Catturare le proprietà dei materiali indispensabili per condensatori e induttori di Giovanni D’Amore (Marketing Brand Manager, Keysight Technologies) Siamo abituati a pensare al progresso tecnologico in termini di generazioni dei modelli di telefoni cellulari oppure osservando la riduzione delle dimensioni dei semiconduttori. Sebbene questi parametri siano d’immediata comprensione per il grande pubblico, la loro relativa semplicità rischia di mascherare una vasta gamma di altre forme d’innovazione tecnologica, co me quelle che avvengono, ad esempio, nella scienza dei materiali. Chiunque abbia aperto un televisore a tubo catodico o un vecchio alimentatore comprenderà come sia impossibile co struire sistemi elettronici del XXI secolo con componenti del XX secolo. Ad esempio, il rapido progresso della scienza dei materiali e delle nanotecnologie ha consentito di creare nuovi materiali, indispensabili per realizzare condensatori e induttori ad alta densità ed elevate prestazioni. Lo sviluppo di dispositivi basati su questi materiali richiede la misura accurata delle loro caratteristiche elettriche e

magnetiche, come la costante dielettrica e la permeabilità, in un ampio intervallo di frequenze e temperature operative. Questo articolo illustra gli approcci utilizzabili per la caratterizzazione dei materiali dielettrici e ma gnetici attraverso analizzatori d’impedenza e speciali attrezzature. Proprietà complesse I materiali dielettrici giocano un ruolo fondamentale nei componenti elettronici come condensatori e isolanti. La costante dielettrica di un materiale può essere regolata controllandone la composizione e/o la microstruttura, in particolare per le ceramiche. La misura delle proprietà dielettriche di un nuovo materiale diventa importante nelle fasi iniziali del ciclo di sviluppo di un componente, al fine di predirne le prestazioni. Le proprietà elettriche di un materiale dielettrico sono caratterizzate della lo ro permittività complessa, composta da una parte reale e da una parte immaginaria. La parte reale, chiamata anche costante dielettrica, rappresenta l’abilità del materiale a immagazzinare energia quando attraversato da un campo elettrico. Materiali con una costante dielettrica elevata possono immagazzinare più energia per unità di volume rispetto a quelli con co stante dielettrica minore, essendo quindi più adatti per condensatori ad alta densità. Invece i materiali con co stante dielettrica bassa sono utili co-

me isolanti nei sistemi di trasmissioni dei segnali, proprio perché la loro minore capacità d’immagazzinare energia minimizza il ritardo di propagazione del segnale lungo i fili che isolano. La componente immaginaria della permittività rappresenta l’energia dissipata da un materiale dielettrico immerso in un campo elettrico. Questo aspetto va considerato con attenzione per evitare che un dispositivo, come un condensatore, realizzato utilizzando questi nuovi materiali, dissipi troppa energia. Misurare le proprietà dielettriche Esistono vari modi per misurare la co stante dielettrica. Il metodo a facce piane parallele prevede di mettere il materiale sotto esame tra due elettrodi. L’impedenza del materiale viene misurata e convertita nel valore della permittività complessa, tramite le equazioni mostrate in Fig. 1, i cui parametri corrispondono alle dimensioni geometriche: spessore del materiale (t), diametro (d) e area (A) degli elettrodi circolari. Questo approccio viene principalmente impiegato per effettuare misure a basse frequenze. Sebbene il principio sia semplice, è difficile ottenere misure precise a causa di vari errori di misura, in particolare per materiali a basse perdite. La permittività complessa varia con la frequenza e quindi dev’essere misurata alla frequenza di lavoro. A frequenze elevate gli errori dovuti al sistema di misura aumentano, rendendo i risultati meno accurati. L’attrezzatura di caratterizzazione di materiali dielettrici 16451B di Keysight consente di effettuare misure precise fino a 30 MHz, in combinazione con l’analizzatore d’impedenza E4990A. Questa attrezzatura di prova, che soddisfa lo standard ASTM D150 per le misure d’isolamento, contiene tre elettrodi. Due di loro formano T_M

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N. 02ƒ ; 2017 Figura 1 – Metodo di misura a facce piane parallele (Keysight Technologies)

un condensatore, mentre il terzo costituisce un elettrodo di guardia. Quest’ultimo è necessario perché, quando un campo elettrico s’instaura tra due elettrodi, una sua frazione attraversa un volume esterno al campione montato tra di essi, come illustrato in Fig. 2. L’esistenza di questo campo elettrico periferico può portare a errori nella misura della costante dielettrica del campione. L’elettrodo di guardia assorbe la corrente che scorre nel campo periferico, migliorando l’accuratezza della misura.

Figura 2 – Effetto dell’elettrodo di guardia che minimizza gli effetti di bordo (Keysight Technologies)

T_M ƒ 122

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TECNOLOGIE IN CAMPO

Se si vogliono misurare le proprietà dielettriche di un materiale è importante misurare solo il materiale e null’altro. Per questo motivo è vitale assicurarsi che il campione del materiale sia planare e levigato, allo scopo di eliminare qualsiasi strato di aria tra di esso e gli elettrodi. Misurare materiali magnetici Come i materiali dielettrici, le ferriti continuano a migliorare e sono largamente impiegate nei circuiti elettronici per realizzare induttori, magneti, parti di trasformatori, assorbitori di campo magnetico e soppressori. Le proprietà chiave di questi materiali includono la permeabilità e le perdite alle frequenze di lavoro. Gli analizzatori d’impedenza con attrezzature per materiali magnetici possono garantire misure precise e ripetibili a larga banda. Analogamente ai materiali dielettrici, la permeabilità di un materiale magnetico è una proprietà complessa, espressa in termini di parte reale e parte immaginaria. La parte reale rappresenta l’abilità di un materiale di condurre il flusso magnetico, mentre la parte immaginaria rappresenta le perdite nel materiale. I materiali con un’elevata permeabilità sono utili per ridurre le dimensioni e il peso dei sistemi magnetici. La componente di perdita può essere minimizzata per massimizzare l’efficienza in applicazioni come trasformatori, oppure massimizzata per realizzare schermature. La permeabilità complessa è determinata dall’impedenza di un induttore

formato dal materiale. Nella maggior parte dei casi varia con la frequenza e quindi dovrebbe essere caratterizzata alla frequenza di lavoro. Ad alte frequenze è difficile ottenere misure accurate, a causa dell’impedenza parassita dell’attrezzatura. Per materiali a basse perdite, la fase dell’impedenza è critica, Figura 4 – Struttura dell’attrezzatura di misura del materiale magnetico (Keysight Technologies) sebbene l’accuratezza delle misure di fase sia spesso insufficiente. Inoltre la permea- essere eliminati prima della misura. bilità varia con la temperatura, e quin- L’analizzatore d’impedenza può essedi i sistemi di misura dovrebbero essere tarato tramite una correzione a tre re in grado di valutare accuratamente termini. A frequenze elevate l’accurale caratteristiche termiche su un ampio tezza della fase è assicurata dal conintervallo di frequenze. densatore di taratura a basse perdite La permeabilità complessa può essere integrato nello strumento E4991B. derivata misurando l’impedenza del L’attrezzatura può introdurre altri materiale magnetico. Questo viene errori, ma ogni induttanza residua effettuato avvolgendo del filo attorno nell’interfaccia può essere compenal materiale da misurare e misurando sata, misurandola con e senza caml’impedenza tra i capi del filo (Fig. 4). pione. Il risultato può cambiare a seconda di Come per le misure di dielettrici, valucome il filo è avvolto e di come il tare le caratteristiche termiche di un campo magnetico interagisce con il materiale magnetico richiede una cavolume circostante. mera climatica e cavi resistenti al caloL’attrezzatura per la caratterizzazione re. Keysight offre un software per il di materiali magnetici 16454A di controllo della camera climatica e cavi Keysight (Fig. 5) include un induttore adeguati come opzioni per l’analizzaa singolo avvolgimento, che si avvol- tore d’impedenza e materiali E4991B. ge attorno a un toroide realizzato con Per maggiori informazioni: il materiale sotto esame. Non vi è fuo- – Apparati per la caratterizzazione riuscita di flusso, dato che la bobina è dei materiali: a singolo avvolgimento, in modo che www.keysight.com/find/materials; il campo magnetico nella – Analizzatori d’impedenza e misuraspira possa essere calco- tori LCR: lato facilmente dalle e- www.keysight.com/find/impedance. quazioni dell’elettromagnetismo. La semplice forma della INDUSTRIA 4.0: sonda coassiale e la for- DALLA CATENA DI MONTAGGIO ma toroidale del materia- AL FILO DIGITALE le sotto esame, quando combinate con un analiz- L’Internet of Things (IoT) è zatore d’impedenza o di ormai parte integrante della materiali, consentono sia società e la quarta rivoluzione un’elevata precisione sia industriale è inarrestabile un esteso intervallo di La crescente domanda d’informazioni frequenze d’indagine, da in tempo reale, tipica della nostra e1 kHz a 1 GHz. poca, sta reclamando con forza il suo Figura 3 – Metodo per misurare efficacemente la permeabilità magnetica (Keysight Technologies) Gli errori dovuti al siste- spazio nel mondo dell’industria. Inolma di misura possono tre, la necessità di avere risposte e T_M ƒ 123

strumenti analitici rapidi e precisi è ormai fondamentale per aumentare la propria esposizione e competitività. In questo contesto approda Metrology Gate, il nuovo strumento decisionale per l’industria. La presenza di sempre maggiori informazioni all’interno dell’azienda richiede un importante sforzo organizzativo per poterle sintetizzare. I nuovi paradigmi di Metrology Gate distruggono le classiche analisi di produttività per sostituirle con un’analisi predittiva basata sui big data che offre la possibilità di non essere più passivi davanti ai problemi, bensì proattivi, prevedendo i fenomeni prima di subirli. La soluzione propone nuovi standard all’interno dei flussi produttivi, presentando la sua piattaforma di condivisione dati via Cloud e garantendo

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TECNOLOGIE IN CAMPO

praticità di accesso ai contenuti web. La caratteristica fondamentale del prodotto è quella di essere un “non software”, che abbandona il tradizionale concetto di applicazione desktop per far sua l’idea della portabilità dell’informazione. Tutti accedono ai social, perché non l’industria? In un mondo totalmente connesso è difficile pensare che i dipartimenti di un’azienda debbano dedicare una buona parte delle loro risorse alla sintesi dei dati per poter produrre le famose “quattro righe su un foglio”, tanto agognate dai vari responsabili. Tramite Metrology Gate le informazioni sono sempre disponibili, in qualunque momento, a qualunque ora e personalizzate sulle necessità dell’utente. Solo i dati utili vengono mostrati: i tecnici di produzione, ad esempio, potranno avere accesso alle

N. 02ƒ ;2017 Da oggi, grazie alle tecnologie di CIM Solutions, aziende con più stabilimenti potranno avere sempre accesso alle proprie informazioni 24/7, grazie alla raccolta e organizzazione automatica dei dati, che elimina la dipendenza dalla preparazione degli operatori per la sintesi delle informazioni. Metrology Gate rivoluziona il tradizionale rapporto tra aziende fornendo solidi strumenti di valutazione oggettiva, permettendo di avere sempre sotto controllo i processi produttivi e quindi rendendo realmente coo pe rativo e non conflittuale il rapporto cliente-fornitore. È innegabile che le non conformità siano parte dei processi industriali, l’importante è il rapido intervento. È qui che la soluzione entra in gioco, fornendo stru-

carte di controllo con tutti i dati statistici relativi alla produzione, mentre il direttore di stabilimento potrà controllare l’andamento della produzione con informazioni dirette ed efficaci. Tutto ciò è possibile grazie alla raccolta dei dati in tempo reale provenienti dai client software sulle strumentazioni, a un core centrale che gestisce rapidamente le informazioni e al portale web che mostra i dati ottimizzati per desktop, tablet e cellulare. Poiché l’infrastruttura di Me trology Gate si basa su tecnologie Cloud, sarà sufficiente un web browser per accedervi e consultare i dati, come si fa con le notizie del mattino. I client richiedono uno sforzo infrastrutturale minimo, appoggiandosi alla rete locale già presente in azienda. I dati possono essere quindi condivisi attraverso piattaforma web, rendendo la fruibilità world wide.

TECNOLOGIE IN CAMPO

menti decisionali per poter correggere in tempo situazioni critiche, grazie a un avanzato sistema real-time di notifica.

MISURE DIMENSIONALI 2D A ELEVATE VELOCITÀ E PRECISIONE IN CAMPO AUTOMOTIVE

Il mercato dei software per l’industria offre innumerevoli soluzioni per l’analisi di processo, ma la maggior parte di esse sono sviluppate in forma tradizionale e il loro utilizzo richiede una preparazione specialistica, che l’industria moderna non è più disposta ad accettare e desidera semplificare. La soluzione passa attraverso strumenti di Real-Time Business Intelligence e l’accuratezza nella raccolta dei dati: questi sono i capisaldi che permettono una solida tracciabilità dei processi produttivi e un fluido rapporto cliente-fornitore. Il pacchetto Metrology Gate include la gestione multiutente, ognuno con livelli di accesso configurabili, una serie di grafici analitici integrati e la sintesi degli indici di qualità più importanti per l’azienda (APQ – Availability, Performance and Quality, e OEE – Overall Equipment Effectiveness). Fornendo così un colpo d’occhio istantaneo sulla performance della propria azienda. La mancanza di un filo digitale all’interno dell’azienda non sarà sostenibile nell’industria 4.0: Cim Solution ne è consapevole ed è pronta a offrire la soluzione. Per ulteriori informazioni: www.cimsolutions.it

Controllo in linea della produzione di molle pistone Dal 1987 la Daico progetta, produce e distribuisce componenti e accessori per sistemi frenanti di autovetture, veicoli industriali e motocicli ed è oggi il principale fornitore europeo nel settore, in conformità alla norma tecnica ISO-TS 16949:2009. Azienda a capitale privato, fin dall’inizio ha investito sull’innovazione tecnologica facendone il concetto base della sua produzione, che dal 2001 è stata trasferita al proprio interno per poterne seguire meglio tutti i principali processi e il relativo controllo qualità. Nel suo stabilimento di Caselle Torinese, alle porte di Torino, la Daico utilizza quindi tecnologie avanzate e macchine automatiche di ultima generazione per la realizzazione di molle in acciaio (a nastro e filo) e linee robotizzate per garantire gli standard richiesti dal mercato. Le linee di prodotti Daico sono suddivise in tre macro categorie: la categoria dei componenti per ganasce freno delle autovetture, quella dei componenti per pinze freno e quella dei prodotti per veicoli industriali. Alla Daico si è affiancata subito un’altra azienda di proprietà, la Cable Logic. Più in dettaglio, la Daico si occupa di tutto l’hardware dell’impianto frenante: le parti metalliche che gravitano attorno alle pinze e alle ganasce dei freni di qualsiasi modello di vettura e di qualsiasi marca nel mondo, mentre la Cable Logic si occupa di tutto ciò che riguarda le segnalazioni elettriche di usura dei freni. Complessivamente, il Gruppo Daico è composto da circa 60 dipendenti a cui si aggiungono, secondo necessità, risorse di lavoro temporaneo. Controllo in linea della produzione di molle pistone “Recentemente, ci siamo trovati nella necessità di soddisfare come Tier 3 una grossa commessa di primo equipaggiamento riguardante la produzione delle molle pistone utilizzate T_M ƒ 125

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TECNOLOGIE IN CAMPO

linea. Essa consente la misurazione simultanea in 16 punti, riducendo così la durata del ciclo d’ispezione; sono supportate le misurazioni dimensionali con intervallo ravvicinato, che permettono la misurazione di parti molto piccole. Le misurazioni sono precise anche quando il target è inclinato. Il sistema ottico utilizza una luce LED verde, che viene applicata uniformemente al target tramite obiettivi telecentrici. Tale luce proietta un’immagine sul CMOS 2D del TM-3000 e permette di rilevare i bordi tra le aree chiare e scure per consentire la misurazione in più punti con precisione al micron. La struttura priva di motore e la sorgente luminosa assicurano una durata elevata e consentono di evitare il verificarsi di quei problemi che rendono i metodi di misurazione tradizionali tramite telecamere estremamente imprecisi e inaffidabili. Se la luce incidente non è collimata, infatti, entra nella telecamera con un cer to angolo, il che rende difficile effettuare misurazioni dimensionali corrette.

nelle pinze freno dei veicoli di un’importante Casa automobilistica”, afferma Ivan Lionello, Responsabile Engineering della Daico. “Era quindi necessario garantire al 100% la conformità del prodotto in uscita dalla nostra linea di produzione. Trattandosi di un prodotto che subisce parecchi processi importanti (tranciatura e stampaggio a freddo, tempra bainitica e trattamento protettivo) è stato deciso di utilizzare una sofisticata tecnologia ottica per la selezione dei pezzi”. In particolare, la selezione avviene tramite misurazione micrometrica di 16 caratteristiche della molla, con un tempo di lettura intorno a 70-80 ms, pari a un volume di circa 12.00015.000 pezzi controllati in ciascun turno. Una sfida brillantemente risolta, grazie ai comparatori ottici della serie TM-3000 Keyence, in grado di misurare le dimensioni sulla base di un’immagine 2D, permettendo allo strumento di affrontare applicazioni che risulterebbero troppo complesse per i “Siamo arrivati a Keyence a seguito tradizionali sistemi di misurazione in di una ricerca strategica presso i principali costruttori di sistemi ottici di misura”, aggiunge l’ingegner Lionello. “Dopo un confronto con uno dei nostri maggiori clienti, che utilizza da tempo sistemi di misura e sistemi di marcatura laser Keyence, abbiamo deciso di utilizzare i comparatori TM3000 grazie anche al feedback positivo ricevuto. Abbiamo particolarmente apprezzato la velocità di acquisiT_M ƒ 126

zione, unita alla stabilità e alla ripetibilità delle misure, il che ci ha permesso di raggiungere volumi di produzione mai toccati in precedenza”. Due comparatori a 90° Come ha spiegato l’Ing. Lionello, la linea in oggetto utilizza due comparatori ottici ad alta precisione TM3000 disposti ortogonalmente fra loro. Il primo legge sulla pianta e il secondo sul laterale della molla. La Serie TM-3000 è il primo comparatore ottico in linea al mondo, progettato per rispondere alle esigenze della misurazione dimensionale in linea eseguita con alta precisione per raggiungere il 100% delle ispezioni. Keyence ha introdotto questo rivoluzionario sistema in linea per consentire alle aziende di far fronte alla maggiore rigidità degli standard d’ispezione, affermatasi negli ultimi anni, ampliando le funzionalità rispetto ai tradizionali sistemi di misurazione in linea, quali telecamere e micrometri a scansione laser. “Dopo un breve corso, e con il supporto di Keyence, siamo stati in grado di programmare autonomamente i dispositivi”, sottolinea Lionello. “Essi sono attualmente utilizzati nella loro configurazione ottimale e, dopo un periodo iniziale di ramp-up e lotti prototipali, nel 2015 è iniziata la produzione di massa delle molle, pari a circa 3-5 milioni di pezzi all’anno. Confortati dai risultati ottenuti, abbiamo raddoppiato l’impianto con una seconda macchina e adesso stiamo investendo in prodotti Keyence anche in altre aree del nostro stabilimento, nell’ottica del nostro costante impegno per restare sempre all’avanguardia a livello tecnologico. È questo che fa la differenza, in un mondo nel quale la concorrenza dei Paesi low-cost è sempre più aggressiva. I risultati ci danno ra gione” conclude Lionello. “Oggi, ad esempio, la Daico è in grado di produrre in Italia alcuni componenti che vengono venduti anche in Cina, ribaltando la tradizionale relazione che abbiamo con questo partner commerciale”. Per ulteriori informazioni: www.keyence.it

METROLOGIA GENERALE

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

Unità di misura e valori di grandezze Un enigma? 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 development 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! La metrologia si sviluppa a partire da due domande: cos’è la misurazione? e perché si misura? Non sorprendentemente, però, persone diverse danno risposte diverse, e altri semplicemente non danno risposte, accontentandosi della posizione pragmatica per cui, se anche non sappiamo spiegare questo “cosa” e questo “perché”, quello che conta è il “come”. E che sappiamo come misurare efficacemente non è in discussione. C’è una razionalità in questo – penso lo si possa chiamare così – agnosticismo concettuale. Così come le fondamenta degli edifici sono generalmente nascoste, possono ben rimanere na scosti i fondamenti di una scienza: se funziona, le basi devono essere so lide, e quindi proseguiamo pure nella costruzione di un altro piano (a volte è andata effettivamente così, e i fondamenti sono stati esplorati e consolidati solo dopo che la scienza era stata ampiamente sviluppata: si pensi a quanti risultati di analisi matematica sono stati ottenuti prima che fossero chiariti i concetti fondamentali di continuità, differenziale, ...). Nondimeno, ci sono momenti in cui un’attenzione anche ai fondamenti sembra opportuna, se non proprio ine-

vitabile, per esempio e in particolare quando si intende cambiare qualche aspetto della struttura dell’edificio: reggerà ancora? ancor meglio? e come spiegare il cambiamento a coloro che osservando cercheranno di capire? È plausibilmente questo lo spirito con cui il Comitato Consultivo per le Unità (CCU) del Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) (http:// w w w. b i p m . o r g / e n / c o m m i t tees/cc/ccu) sta ultimando il lavoro di revisione della Brochure SI, il documento che presenta il Sistema Internazionale delle unità di misura (SI), in vista dell’importante cambiamento al “nuovo SI” basato su costanti, di cui si è già scritto anche in questa Rubrica (nei n. 2 e 3/2015 e nel n. 1/2016). Vorrei proporre qui una questione fondazionale che la nuova bozza della Brochure SI (implicitamente) sollecita. Come si vedrà, ha molto a che vedere con le domande da cui siamo partiti – cos’è la misurazione? perché si misura? – e quindi si potrebbe ammettere che sia non del tutto irrilevante. Per cercare di rendere più interessante la lettura, scriverò di questa questione come fosse un’investigazione da compiere, dunque a partire dagli indizi disponibili. Non c’è, naturalmente, alcun delitto,

ma solo una domanda a cui rispondere: cos’è un’unità di misura? (NdA: sono convinto che il termine “unità di misura”, “measurement unit” in inglese, sia seriamente fuorviante, dato che lascia intendere che tali unità siano rilevanti solo nel caso di misurazioni, cosa palesemente falsa (per esempio, potrei supporre che un certo oggetto abbia un diametro di un metro senza con ciò aver fatto alcuna misurazione). È corretto invece il termine “unità di grandezza”, “quantity unit” in inglese, tra l’altro consistente con espressioni come “unità di lunghezza” dato che la lunghezza è una grandezza, non una misurazione. Per brevità, d’ora in poi scriverò comunque semplicemente “unità”, come per altro fa la Brochure SI). L’attuale, ottava, edizione della Brochure SI (http://www.bipm.org/ en/publications/si-brochure) introduce così, al punto 1.1 “Quantities and units”, le entità intorno a cui tutto il Sistema Internazionale si sviluppa: [indizio 1] The value of a quantity is generally expressed as the product of a number and a unit. The unit is simply a particular example of the quantity concerned which is used as a reference, and the number is the ratio of the value of the quantity to the unit. Ed ecco quello che si legge nell’attuale bozza (10 novembre 2016) (www. bipm.org/utils/common/pdf/sibrochure-draft-2016b.pdf): [indizio 2] The value Q of a quantity is expressed by the product of a number {Q} and a unit [Q]: Q={Q}[Q]. The unit is simply a particular example of the value of a quantity, defined by convention, which is used as a reference, and the number is the ratio of the value of the quantity to the unit. Come riferimento, presentiamo anche le due definizioni rilevanti del Vocabolario Internazionale di Metrologia (VIM) (www.bipm.org/en/publi T_M

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cations/guides/vim.html e traduzione italiana ufficiale, curata dalla Commissione UNI/CEI “Metrologia”: https://www.ceinorme.it/it/ normazione-it/vim.html): [1.9] measurement unit: real scalar quantity, defined and adopted by convention, with which any other quantity of the same kind can be compared to express the ratio of the two quantities as a number (unità di misura: grandezza scalare reale, definita e adottata per convenzione, rispetto alla quale è possibile confrontare ogni altra grandezza della stessa specie al fine di esprimere il rapporto delle due grandezze come un numero); [1.19] quantity value: number and reference together expressing magnitude of a quantity; (valore di una grandezza: numero e riferimento che congiuntamente costituiscono l’espressione quantitativa di una grandezza). (la nota 1 a questa definizione chiarisce che nel caso in cui la grandezza ammetta unità il valore è il prodotto di un numero e di un’unità). In aggiunta, a proposito del numero nel valore (chiamato “valore numerico di una grandezza”, “numerical quantity value” in inglese), una nota alla definizione dichiara: [1.20 Nota 2] ... the numerical value {Q} of a quantity Q is frequently denoted {Q}=Q/[Q], where [Q] denotes the measurement unit. Con questi elementi (la cui autorevolezza non dovrebbe essere in discussione) l’investigatore comincia il suo lavoro e si chiede: – Un’unità è una grandezza (indizio 1 e VIM) oppure un valore di grandezza (indizio 2)? – Il numero è il rapporto di una grandezza con l’unità (VIM) oppure di un valore con l’unità (indizi 1 e 2)? – Il valore di una grandezza è il prodotto (VIM) oppure è espresso come il prodotto (indizi 1 e 2)? Non appena formulate queste domande, l’investigatore si sente rivolgere un’obiezione a cui, giustamente, è chiamato a rispondere: non sono questi solo pseudo-problemi, al più generati da scelte lessicali non troppo ac T_M ƒ 128

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METROLOGIA GENERALE

corte, ma senza alcuna rilevanza metrologica? Non è infatti che (come mi ha scritto recentemente un esperto me trologo) si può fare metrologia e “non curarsi molto della differenza tra grandezze e valori”? È da qui che si deve cominciare: una giustificazione della sensatezza, prima ancora che dell’importanza, dell’indagine. Penso che ci siano almeno due buone risposte, tra loro coordinate, alla domanda preliminare: perché è necessario mantenere distinti i concetti di grandezza di un oggetto e di valore di una grandezza? Naturalmente questa distinzione deve rendere conto del fatto che si può arrivare a concludere che una grandezza, come la lunghezza L di un certo oggetto a, L(a), e un valore di grandezza, come 1,2345 m, sono uguali, L(a)=1,2345 m: se una grandezza di un oggetto e un valore di grandezza possono essere uguali, come possono essere diversi i due concetti? La prima risposta ha a che vedere con il modo, anzi i modi, con cui conosciamo le grandezze. Da una parte, una grandezza può essere conosciuta come la proprietà di un certo oggetto: di L(a) sappiamo che è la lunghezza di a. Dall’altra, una grandezza può essere conosciuta in riferimento a un’unità: di 1,2345 m sappiamo che è la lunghezza corrispondente a 1,2345 volte la lunghezza del metro. Le due conoscenze sono complementari: una lunghezza può essere nota in quanto lunghezza di un oggetto, ma senza conoscerne il valore, o può essere nota in quanto multiplo (non necessariamente intero) di un’unità, ma senza sapere se ci sono oggetti che hanno proprio quella lunghezza. Detto altrimenti, una grandezza può essere conosciuta in modo concreto (indicando un oggetto) o in modo astratto (attraverso un criterio matematico). Pare un motivo sufficiente per mantenere distinti i concetti di grandezza di un oggetto e di valore di una grandezza. La seconda risposta s’innesta sulla prima e la colloca più specificamente nel contesto della metrologia. A meno di questioni d’incertezza di misura, che qui tralasciamo, un risultato di mi sura potrebbe essere l’equazione

L(a)=1,2345 m. La definizione del VIM in questo è chiara: [2.1] measurement: process of experimentally obtaining one or more quantity values that can reasonably be attributed to a quantity; (misurazione: processo volto a ottenere sperimentalmente uno o più valori che possono essere ragionevolmente attribuiti a una grandezza). Attraverso una misurazione si stabilisce una relazione tra una grandezza (di un oggetto) e un valore di grandezza (o più valori: è il ruolo dell’incertezza): la misurazione è un processo che porta informazione, e quindi è utile, proprio perché questa relazione non è una tautologia come x=x (nessuno destinerebbe risorse per “accertare” che x=x …). Del resto, la ricerca di uguaglianze che non sono tautologie è un’attività comune: perfino in una relazione come 2+2=4 le entità denotate dai termini a sinistra e a destra del segno di uguaglianza sono diverse dal punto di vista delle modalità con cui sono conosciute (non fosse così, alla domanda “quanto fa 2+2?” gli insegnanti dovrebbero considerare come ugualmente accettabili “4” e “2+2”). Rimando il lettore interessato all’articolo fondativo “On sense and reference” di Gottlob Frege (1892), https:// en.wikisource.org/wiki/On_Sen se_and_Reference, che propone tra gli altri l’esempio di: la stella del mattino = la stella della sera; la scoperta che si tratta appunto dello stesso corpo celeste – per altro non una stella... – richiese raffinate osservazioni astronomiche, non certo quello che sarebbe necessario per: la stella del mattino = la stella del mattino. Nella terminologia di Frege l’informazione portata dall’equazione L(a)=1,2345 m – assumendo che sia corretta, naturalmente – si potrebbe descrivere così: il senso di L(a) e di 1,2345 m è diverso, ma il loro riferimento è lo stesso. Con ciò l’investigatore ha fornito una giustificazione all’obiezione preliminare che gli era stata rivolta, e può dunque cominciare la sua indagine intorno al problema: cos’è un’unità di misura? (continua)

LA MISURA DEL SOFTWARE

GUFPI-ISMA Luigi Buglione

Metrologia e Contratti Parte 4 – Measurement by Assets (MbA): come e quanto misurare?

METROLOGY AND CONTRACTS - PART 4: MEASUREMENT BY ASSETS (MBA): HOW AND HOW MUCH TO MEASURE? This fourth paper, based on the new GUFPI-ISMA guidelines on the proper use of “Principles, Assumptions and Contractual Best Practices” (vol. 1, 2016), deals with measurement plans, particularly with the costs for the measurement & analysis process in a project, how many and which measures to choose to have in return effectiveness and efficiency. RIASSUNTO Quarto articolo, basato sulle nuove linee guida GUFPI-ISMA sul corretto uso di “Principi, Assunzioni e Best Practice Contrattuali” (vol. 1, 2016), tratta il tema dei piani di misurazione, in particolare quanto costa l’attività di misurazione e analisi in un progetto, quante e quali misure scegliere per garantire efficacia ed efficienza. INTRODUZIONE

Quarto appuntamento con la disamina dell’applicazione di buoni principi di misurazione ai contratti (ICT e non) [2], parlando questa volta dei piani di misurazione, del loro costo e di come scegliere le misure per un progetto e quali selezionare, altri capitoli delle nuove “linee guida contrattuali” GUFPI-ISMA [1]. Uno degli aspetti meno trattati negli articoli che trattano di misurazione è quale sia il suo “giusto” costo all’interno di un progetto e di quali criteri seguire per poter bilanciare tali costi con i relativi risultati in termini di efficacia ed efficienza. L’automazione permette di ridurre sensibilmente i co sti per la raccolta dei dati, ma continuando a guardare i progetti da una prospettiva di servizio, il raffinamento del paradigma PDCA (Plan, Do, Check, Act) di Shewart e Deming, ormai base comune per le diverse norme ISO per i Sistemi di Gestione, tradotto da ITIL [3] come il “7-step improvement process” nella fase di Continual Service Improvement (CSI), sottolinea ulteriormente come le misure vadano prima definite, poi catturate e infine analizzate. E l’automazio-

ne sugli aspetti definitori e di analisi può a nostro avviso fare ben poco; approcci del tipo “Big Data” costano e quindi non sono per tutti i progetti e le tasche... Ogni attività dev’essere possibilmente efficace ed efficiente, e generare benefici diretti (ROI – Return on Investment) o indiretti (VOI – Value on Investment). Ma come? Partiamo dall’analisi di come tipicamente un’organizzazione gestisce e usa le misure in un progetto: – Le misure spesso sono semplicemente dettate da un titolo, senza alcun dettaglio su come siano definite e va dano raccolte (ad es: cosa è una linea di codice? Fisica o Logica? Con o sen za righe di commento?); tutte le de finizioni potrebbero essere valide, ma debbono essere concordate tra le par ti di un contratto per determinare le stesse quantità di un dato fenomeno misurabile; – Le misure spesso non sono legate tra di loro, ma vengono raccolte e/o usate perché richieste da un capitolato/bando (molte volte in forma di livelli di servizio), quindi si applica un “piano di misure” più che un “piano di misurazione” (“a plan of measure is not a measurement plan”); ciò comporta un difficile controllo del loro

valore all’interno del progetto, non seguendo pertanto la regola giornalistica del “5W+H” (Who, What, Why, Where, When, How) a cui noi misuratori dobbiamo aggiungere una seconda H (How Much) [9]. La prima delle domande da affrontare è quindi “perché”, e poi “cosa” e “come”. Ma partiamo con ordine: innanzitutto l’obiettivo (perché) è il punto di partenza, in quello che viene denominato un approccio goal-driven. GQM (Goal-Question-Metric), il paradigma proposto quasi quarant’anni fa da Vic Basili [4] e successivamente sviluppato anche in chiave ISO [5], ne è l’esemplificazione: da un obiettivo (goal) si derivano una serie di possibili domande d’interesse (questions), e da queste vengono derivate una serie di possibili misure (metric) che, opportunamente monitorate nel tempo, permettono di verificare il conseguimento degli obiettivi iniziali. COSA È UN ASSET? QUALI ASPETTI MISURARNE?

Dagli obiettivi si deve poi scendere a definire – tramite le “questions” – misure operative, partendo dal “cosa” (what): nel mondo del Service Management uno dei concetti principali, di semplice buon senso quotidiano, è quello di gestire gli asset (beni) di un’organizzazione e dei suoi progetti. Una delle definizioni possibili per asset è essere “anything that has value to a person or organization” [6]. In ITIL il processo di gestione degli asset aziendali è denominato “SACM” (Service Asset & Configuration ManaGUFPI-ISMA - Gruppo Utenti Function Point Italia Italian Software Metrics Association luigi.buglione@gufpi-isma.org

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gement) [3], che potremmo tradurre (più correttamente) come “gestione degli asset in configurazione”, sottolineando che ciascun asset dev’essere censito e tracciato nell’inventario aziendale durante la sua vita utile (attraversando gli stati di ADD, CHG, DEL). Obiettivo: conoscere quanti asset di un dato tipo (computer, persone, edifici, connettività, ecc.) siano nella nostra disponibilità o meno – ovverosia se ce ne dovessimo approvvigionare dall’esterno (in varie forme: insourcing, outsourcing, partnership, ...) per poter organizzare e gestire le attività e progetti di nostro interesse. Essendo gli asset di un’organizzazione il “capitale”, l’inventario disponibile, cosa di meglio se non partire da qui per misurare in una corretta proporzione e in modo orientato agli obiettivi i prodotti/servizi che l’organizzazione offre verso i suoi clienti? Il “catalogo dei prodotti/servizi” di un’organizzazione può essere scomposto in più livelli (almeno in due): il primo è quello dei servizi di (o meglio per il) “business” (cliente/committente) e il secondo quello dei servizi “tecnici” (non necessariamente di natura IT, ma spesso supportati dall’IT). Un esempio: per un ATM bancario, un servizio di business (1° livello) può essere il prelievo contante, ma questo sarà disponibile per i clienti solo a condizione che tutti i relativi servizi di 2° livello siano disponibili (connettività, disponibilità del contante, corrente elettrica, funzionamento della tessera bancomat inserita, hardware del POS non danneggiato, ecc.). Come sapere però se il servizio finale (quello di 1° livello) sarà erogato ai livelli concordati? Ciò sarà possibile solo misurando gli asset che compongono i servizi di 2° livello e applicando a ciascuno di essi l’analisi EAM (Entità-Attributo-Misura) [8], al fine di razionalizzare e bilanciare le misure tra diverse prospettive d’interesse (diversi stakeholders) ed evitare di concentrare – come spesso accade – gli aspetti di misurazione sulle sole dimensioni tempo-costo. In tal modo si potranno analizzare anche altri aspetti d’interesse, quali ad esempio qualità (gli attributi non-funzionali proposti T_M ƒ 130

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LA MISURA DEL SOFTWARE

dalla norma ISO/IEC 25010:2011 [10], validi tanto per prodotti software che servizi, IT e non) e rischi (gestire un “risk catalogue” può ampliare notevolmente la capacità e maturità di un’organizzazione, tesa a un atteggiamento sempre più proattivo). MEASUREMENT BY ASSETS (MBA): UN APPROCCIO DIVERSO A MISURAZIONE & ANALISI

La Fig. 1 prova a riassumere gli elementi e la relativa sequenza d’uso di quello che denomineremo un “Measurement by Assets” (MbA): Ecco quindi la sequenza suggerita: 1. Determinare/aggiornare il 1° e 2° livello di un catalogo servizi; 2. Per ciascun servizio di 2° livello determinare la/e misura/e di riferimento; 3. Per ciascuna misura, applicare l’analisi EAM (Entità/Attributo/Misura) [8] per definire quale aspetto (attributo/caratteristica) è oggetto di una misura e per quale entità misurabile (progetto/prodotto/servizio/...); 4. Per ciascuna misura va definita una SDM (Scheda Definizione Misura) [1], che riporti gli elementi della regola giornalistica delle “5W+2H” (con

l’inclusione pertanto dei valori-soglia massimi e minimi – UCL/LCL: Upper Control Limit, Lower Control Limit suggeriti per verificare la stabilità di un dato fenomeno/processo); 5. Una volta definite le possibili misure d’interesse, queste possono essere “filtrate” usando la tecnica BMP (Balancing Multiple Perspective) [7] per ottimizzarne numero e uso (es: il rapporto tra quantità e tempi di lavoro determina la “produttività”, ma il rapporto inverso tra tempi di lavoro e quantità determina il “tasso di rilascio”; le misure di base sono le stesse ma il valore informativo per un piano di misurazione è sicuramente più alto, a parità di costo di raccolta dei dati). Alcune conseguenze pratiche: -– Ridurre il costo a monte per la pianificazione iniziale di cosa misurare e il costo a valle di raccolta di dati non necessari/primari per la gestione di un progetto; – Focalizzare l’attenzione innanzitutto sui propri asset, che sono gli ingredienti dai quali partire per organizzare i propri prodotti/servizi; – Considerare le migliori politiche d’insourcing/outsourcing/partnership nel caso in cui la quantità di un dato asset non sia quella desiderata per

Figura 1 – MbA: Measurement by Assets

N. 02ƒ ;2017 sempre meglio nei vari contesti applicativi come applicare tali regole e criteri, fondamentali per de rivare misure valide, con il minor tasso di errore. Importare concetti e usi da domini diversi, quale quello del Service Management, può apportare un vantaggio notevole all’organizzazione, applicando semplici regole di buon senso, ma in modo quan tificato e misurabile. Nei prossimi nu meri continueremo a commentare ulteriori aspetti Figura 2 – Principi, Assunzioni e Best Practice derivati dall’analiContrattuali (PABPC), Vol.1 [1] si delle nuove “linee guida conintraprendere le migliori azioni che trattuali” GUFPI-ISMA [1], cercando di generino “valore” per l’organizzazio- evidenziare come una corretta appline (si pensi ad esempio anche al caso cazione degli aspetti di misurazione di “overbooking” per le compagnie permetta a un decision-maker di di aeree: è un processo “ragionato” di sporre di dati, informazioni e conogestione di asset non sufficienti per scenze (trend) il più possibile oggetticollegare domanda e offerta: grazie vi utili a prendere decisioni consapea un’attenta gestione “misurabile” è voli che tengano in debito conto possibile quantificare la misura del anche i rischi da individuare, gestire e danno da rimborsare ai passeggeri possibilmente prevedere in un progetche rimangono a terra, senza che le to. compagnie aeree soffrano un danno eccessivo). “Analyze facts and talk through data” (Kaoru Ishiwaka) 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” [2]. La misurabilità implica pertanto dover conoscere il perimetro (scope) di ciò che va misurato per poi misurarlo con gli strumenti idonei. Serve quindi conoscere

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

1. GUFPI-ISMA, “Principi, Assunzioni & 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.

LA MISURA DEL SOFTWARE

3. Axelos, ITIL v3 Refresh 2011, Core Books, 2011, www.axelos.com. 4. Basili V. & Weiss D., “A Methodology for Collecting Valid Software Engineering Data”, IEEE Transactions on Software Engineering, vol.10(3), pp. 728-738, November 1984, https://goo.gl/RgKkNl. 5. ISO/IEC, IS 15939:2007, Measurement process. 6. ISO/IEC, IS 50000:2014, Asset Management. 7. Buglione L. & Abran A., “Multidimensional Project Management Tracking & Control - Related Measurement Issues”, Proceedings of SMEF 2005, Software Measurement European Forum, 16-18 March 2005, Rome (Italy), pp. 205-214, https:// goo.gl/HWEPd8. 8. Buglione L., Ebert C., “Estimation”, Encyclopedia of Software Engineering, Taylor & Francis Publisher, June 2012, ISBN: 978-1-4200-5977-9, https://goo.gl/n3pZA9. 9. Buglione L., Ruffatti G., Oltolina S., Gagliardi D., Frati F., Damiani E., “Balanced Measurement Sets: Criteria for Improving Project Management Practices”, ISSRE 2014, 25th IEEE International Symposium on Software Reliability, Naples (Italy), November 5 2014, IEEE/CS Proceedings, pp.82-85. 10. ISO/IEC, IS 25010:2011 Systems and software engineering -- Systems and software Quality Requirements and Evaluation (SQuaRE) -- System and software quality models.

Luigi Buglione è il 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. E Associate Professor presso l’École de Technologie Supérieure (ETS) di Montréal. Per ulteriori info: www.gufpi-isma.org T_M ƒ 131

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NEWS

NUOVI ACCELEROMETRI ICP® MINIATURIZZATI DALLA PCB Un nuovo accelerometro ICP® “a goccia” è stato realizzato dalla PCB Piezotronics, Inc. Il Modello 352A74 ha una sensibilità di 100 mV/g e un range di misura di ±50 g peak. Il sensore è ermeticamente sigillato in piccolo case di titanio e prevede un montaggio con adesivo. Con un leggerissimo cavo flessibile integrale di 30 cm, l’accelerometro risulta facile da installare in spazi molto limitati. Il cavo è poi giuntato in un cavo coassiale più ingombrante, per una lunghezza di 3 metri, e terminante con un connettore tipo 10-32. L’elevata sensibilità, combinata con una massa di 1,2 grammi, rende lo strumento ideale per test su piccoli componenti e test d’imballaggio, quindi test di componenti elettronici, circuiti stampati e altre piccole strutture. Inoltre tale massa ridotta e leggerezza, unite alla brillante soluzione del cablaggio, lo rendono idoneo a tutte quelle applicazioni dove viene richiesto basso carico totale in spazi minimi. Con il suo circuito microelettronico interno, il Modello 352A74 fornisce un segnale a basso rumore e bassa impeden-

za, consentendo una trasmissione del segnale su lunghe distanze e semplicità di operazione, con una robustezza che gli consente di resistere a shock fino a ±5,000 g.

Accelerometro ICP® miniaturizzato: Modello 352A74 della PCB Piezotronics

Per ulteriori informazioni: www.pcb.com oppure contattare Carmine Salzano, PCB® International Aerospace Defense Manager, csalzano@pcb.com

ESTENSIMETRI PRECABLATI PER ALTE TEMPERATURE Micro-Measurements (distribuita in Italia da LUCHSINGER srl di Curno, BG) ha recentemente presentato sul mercato la nuova opzione SP35 per gli estensimetri precablati, che consente di raggiungere temperature fino a 204 °C. La novità proposta da Micro-Measurements® (brand di Vishay Precision Group, specialista nello sviluppo e nella realizzazione di estensimetri resistivi per misure di deformazione ad alta precisione) per le famiglie CEA e WK, supporta le applicazioni di analisi delle deformazioni dove le temperature possono arrivare a 204 °C. Il vantaggio principale degli estensimetri precablati risiede nella possibilità di raggiungere spazi inaccessibili durante la saldatura, fase necessaria per la corretta installazione dei modelli standard. La nuova opzione SP35 estende questi vantaggi anche alle applicazioni che raggiungono temperature elevate, tramite l’utilizzo di un cavo 30-AWG (pari a un diametro di 0,25 mm) lungo 3 metri in Teflon (330-FTE). Il processo di etching a cui vengono preventivamente sottopo-

sti i cavi, assicura che colle e protettivi possono far presa su di essi. I cavi vengono precablati agli estensimetri tramite saldatura, consentendo loro di raggiungere temperature di 177 °C per la serie CEA e 204 °C per la serie WK. La configurazione a 3 fili a quarto di ponte annulla le variazioni di resistenza dei cavi, che potrebbero verificarsi al variare della temperatura. L’opzione SP35 è ideale per l’analisi delle deformazioni su componenti automotive e aerospace, o per qualsiasi altro materiale strutturale. È utile anche nei testing dei materiali compositi, dove la saldatura sull’articolo di prova potrebbe creare danni sulla superficie sensibile, dovuti al calore. Inoltre, l’opzione SP35 non influenza le tolleranze delle resistenze o le specifiche degli estensimetri. La combinazione di queste caratteristiche permette di utilizzare la serie CEA e WK in un sempre maggior numero di applicazioni ad alta temperatura. Per ulteriori informazioni: www.luchsinger.it

CONFRONTI INTERLABORATORIO (CIL) BILATERALI SU CMM Deltamu organizza CIL sulla taratura degli strumenti di misura in diversi campi di attività e, per consentire di superare i vincoli della programmazione, offre anche l’opportunità di partecipare a un confronto bilaterale con i risultati del CIL precedente: Anelli lisci, Anelli filettati, Tamponi filettati, Tamponi lisci, Temperatura da -20 °C a 180 °C, 3D. La partecipazione al CIL consente di garantire la qualità dei risultati e mostrare la propria abilità, in conformità con gli standard del proprio settore. Il Confronto Interlaboratorio bilaterale su CMM è attuato mediante l’utilizzo di macchine di misura a coordinate (CMM) a CNC, allo scopo di: – determinare le incertezze di misure dimensionali e geometriche nell’applicazione di una macchina di misura a coordinate su parti industriali; – valutare le prestazioni del Laboratorio rispetto ad altri partecipanti; – consentire ai partecipanti d’individuare il proprio metodo di misurazione (procedura, attrezzature, operatori, ecc.) rispetto a un gruppo costituito da aziende e Laboratori di taratura. I risultati vengono elaborati e resi disponibili da Deltamu secondo le prescrizioni della norma ISO 5725 e a ciascun par-

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tecipante viene inviato un dettagliato rapporto di sintesi. La capacità dei Laboratori viene successivamente valutata sulla base delle norme ISO Guida 43-1 e 2 e ISO 13528 (Metodi statistici utilizzati nelle prove valutative mediante confronti interlaboratorio). I risultati sono presentati in forma anonima e i valori contrassegnati come statisticamente ambigui (test di Mandel, di Cochran, di Grubbs) sono oggetto di successiva analisi tra Deltamu e il partecipante coinvolto. L’obiettivo è quello di determinare le cause che hanno condotto a valori ambigui e aiutare a correggerli, per garantire la tenuta sotto controllo del processo. Per chi necessitasse di un CIL specifico, in linea con il proprio settore, Deltamu è disponibile a valutare la possibilità di organizzarne uno ad hoc, in grado di soddisfare le singole aspettative. Per informazioni: ufficio-commerciale@deltamu.com

METROLOGIA LEGALE E FORENSE

Rubrica a cura dell’Avv. Veronica Scotti (veronica.scotti@gmail.com www.avvocatoscotti.com)

La ricostruzione dei consumi di energia elettrica Parte III

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! Carissimi, a distanza di tempo sono ancora qui a discutere su un tema che mi affascina da anni e al quale mi sento ormai legata, soprattutto per i numerosi spunti di riflessione che presenta. Ricorderete il caso di un utente elettrico che, a seguito di una verifica sul misuratore effettuata dal distributore dalla quale sarebbe emerso un errore di misurazione, è stato chiamato a corrispondere una cifra alquanto rilevante in base alla ricostruzione dei consumi operata sulla scorta del risultato della verifica. La vicenda non desterebbe particolari problemi sotto il profilo giuridico, fatta eccezione per l’aspetto economico (comunque non trascurabile), se la ricostruzione dei consumi fosse stata elaborata sulla base di una corretta interpretazione dei dati tecnici (ovvero non fosse stata effettuata del tutto!!!). Infatti, a un esame più approfondito della documentazione utilizzata a supporto della ricostruzione, sono emerse alcune anomalie immediatamente conte-

state dall’utente che, tuttavia, si è trovato costretto a intraprendere un contenzioso giudiziale destinato ad ac certare l’effettiva debenza delle somme richieste dal fornitore e dal distributore. Per una più chiara comprensione della vicenda si rende necessaria una breve ricostruzione storica delle fasi caratterizzanti che hanno dato luogo all’odierna causa. Il distributore procedeva a effettuare una verifica sul GME posto a servizio del nostro utente, accertando una in terruzione del circuito amperometrico T che non risultava attraversato dalla corrente T del TA; tale circostanza, se condo gli operatori intervenuti, dava luogo a un errore di misura di -50% circa, con conseguente necessità di ricostruzione dei consumi mediante analisi dei profili storici. In realtà tali considerazioni, riportate nel verbale di verifica del GME, non rispecchiavano per nulla il risultato delle operazioni tecniche di controllo del misuratore stesso condotte mediante l’ausilio di un contatore a con-

fronto. In particolare, alla luce della tabella riepilogativa delle singole misurazioni effettuate durante la verifica, all’interno della quale erano ri portati i valori misurati sia dal contatore campione sia dal GME installato presso l’utenza, l’errore di misura risultava al di sotto del 3% (!!!!). Nonostante tale inequivocabile dato oggettivo, l’esito della verifica ha determinato, da parte del distributore, la ri costruzione dei consumi secondo l’indicazione contenuta nel verbale di verifica e “attestante” un valore di errore del -50%. Successivamente, nel termine stabilito dalle norme di settore per l’invio della ricostruzione dei consumi all’utente, il distributore trasmetteva il ricalcolo indicando sia il quantitativo di energia già oggetto di fatturazione sia quello ancora da fatturare, pari al 50% in più, poiché effettivamente consumato ma mai misurato in ragione del malfunzionamento del GME come accertato in sede di verifica. Tempestivamente l’utente procedeva a contestare tale ricostruzione senza tuttavia alcun esito. Sebbene già tale circostanza sollevi numerose perplessità con riguardo alla fondatezza della ricostruzione (e della conseguente debenza delle somme per un maggior consumo di energia), visto e considerato che il preteso malfunzionamento del GME risultava palesemente sconfessato dagli esiti della verifica, con particolare riguardo ai risultati delle misurazioni effettuate con il contatore campione, il successivo comportamento del distributore appare, invece, del tutto illogico e assurdo, prima ancora che antigiuridico. A distanza di oltre un anno dalla prima comunicazione relativa alla ricostruzione dei consumi effettivi, il distributore trasmetteva inspiegabilmente una nuova ricostruzione dei consumi a rettifica di quella precedentemente T_M

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inviata e sempre riferita alla medesima verifica, senza altri e ulteriori nuovi dati acquisiti, prevedendo l’applicazione non più di un coefficiente K=2 (riferito all’asserito difetto del 50% nella misurazione dei consumi) ma K=3, così esponendo l’utente a un ulteriore (consistente) aumento del corrispettivo richiesto dal fornitore di energia, da aggiungersi a quello già in precedenza determinato e indebitamente calcolato. Inutile precisare che anche tale ricostruzione è stata oggetto d’immediata contestazione e ha costituito la base per un giudizio di accertamento negativo circa gli importi asseritamente dovuti dall’utente su questa base. A prescindere dal merito, ovvero trascurando del tutto la fondatezza (o meno) della ricostruzione dei consumi

NEWS

GASCROMATOGRAFO SPETTROMETRO DI MASSA PORTATILE PER L’IDENTIFICAZIONE DEI RISCHI CHIMICI FLIR Systems, Inc. (NASDAQ: FLIR) ha recentemente presentato il gascromatografo-spettrometro di massa portatile Griffin G510 (GC/MS), il suo primo sistema portatile per l’identificazione dei rischi chimici. Lo strumento consente agli operatori di pronto intervento militare e civile di campionare agevolmente tutti gli stati della materia, inclusi solido, liquido e vapore, per identificare rapidamente i rischi chimici sul campo. Il versatile modello Griffin G510 rappresenta una nuova generazione di strumenti portatili GC/MS, integra numerosi ingressi di campionamento, che semplificano l’analisi sul posto, e si basa su una tecnologia che fornisce risultati di valenza legale, in qualità da laboratorio. FLIR Griffin G510 è dotato di una sonda di campionamento riscaldata progettata per rilievi sottovento che, utilizzata in modalità di rilevazione, identifica in pochi secondi un agente

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METROLOGIA LEGALE E FORENSE

sotto il profilo tecnico, non si può non evidenziare il grave comportamento assunto dal distributore in questa vicenda, poiché senza alcun preventivo avviso ha provveduto, in via del tutto unilaterale, a effettuare un nuovo ricalcolo dei consumi esplicitamente dichiarando l’errore insito in quello precedentemente trasmesso. Ora, una simile circostanza potrebbe, per assurdo, ripetersi all’infinito sulla scorta di considerazioni del solo distributore, apparentemente logiche e inattaccabili e senza alcuna difesa a favore dell’utente, che risulterebbe così esposto a indebite richieste di pagamento di tempo in tempo modificate ad libitum oltre che a eventuale intimazione di distacco della fornitura per morosità. Come ho già in un precedente commento evidenziato, gli unici strumenti

a tutela dell’utente in una simile ipotesi sono quelli processuali, quali rimedi sia d’urgenza sia di merito, che, tuttavia, porterebbero a un esito corretto e conforme al vero solo nel caso in cui l’utente fosse in grado di offrire un incontrovertibile quadro oggettivo della vicenda, fondato su dati tecnici oggettivamente apprezzabili e possibilmente precostituiti e non mediante una ricostruzione dei fatti (leggasi dati di consumo) ricavabili solo mediante operazioni condotte a posteriori. Le possibili soluzioni applicabili in via preventiva, congiuntamente o in via alternativa, potrebbero essere, ad avviso di chi scrive, le seguenti: 1) Installazione di un misuratore in parallelo al contatore asservito all’utenza e installato dal distributore; 2) Richiesta di verifica dello strumento in contraddittorio.

dizioni estreme, è in classe di protezione IP65, a tenuta di polvere e resistente agli spruzzi. Le batterie ricaricabili integrate hanno una notevole autonomia di funzionamento, per assicurare il pieno sup porto dall’inizio alla fine di ogni missione. “FLIR Griffin G510 è uno strumento di analisi per agenti chimici rivoluzionario, di notevole versatilità e che abilita sul campo prestazioni e capacità d’identificazione di qualità pari alla strumentazione da laboratorio”, spiega Dennis Barket, Jr. Vice Presidente e General Manager di FLIR Detection. “La capacità d’identificare rapidamente le minacce non note e di confermare i rischi noti, consente agli operatori di pronto intervento di prendere provvedimenti immediati, per garantire la sicurezza dei cittadini”.

chimico in forma gassosa. L’iniettore split/split-less consente il campionamento di materiale d’interesse ambientale, forense e pericoloso, mediante l’iniezione di liquidi organici (una prima assoluta per i sistemi GC/MS portatili). Dotato di touchscreen da 9 pollici, lo strumento può essere utilizzato anche mentre s’indossa l’attrezzatura di protezione personale completa. Quando una minaccia chimica viene identificata automaticamente utilizzando lo standard di settore della banca dati NIST, FLIR Griffin G510 avvisa l’operatore per mezzo di allarmi sonori, visivi e in codifi- Per ulteriori informazioni: ca colore. Progettato per sopportare con- www.flir.com/G510.

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prova rilevante in ipotesi di contenzioso. In realtà, la possibilità di richiedere una verifica del contatore non era totalmente esclusa e/o preclusa in passato: all’utente era attribuito il diritto di richiedere al distributore un controllo sullo strumento di misura, e la verifica era effettuata direttamente dal distributore medesimo, con evidente squilibrio delle posizioni delle parti coinvolte e conseguente compressione del diritto di difesa dell’utente. Questi infatti, nel caso in cui non avesse ritenuto corretti i risultati

della verifica, avrebbe potuto solamente rivolgersi alla magistratura, in assenza di altri strumenti alternativi per la soluzione o prevenzione della controversia. Tuttavia, nell’ipotesi in cui il distributore avesse anche attestato il regolare funzionamento del contatore a seguito di un’apposita verifica, l’utente non avrebbe potuto comunque considerarsi al riparo da richieste di pagamento suppletivo derivanti da un (asserito) malfunzionamento del contatore rilevato dal distributore in aperto contrasto con i risultati della verifica condotta dal distributore stesso. È infatti accaduto che il distributore, nonostante periodici controlli su un dato contatore attestanti il suo regolare funzionamento, procedesse

Per quanto concerne l’uso di un contatore in parallelo è opportuno precisare che tale soluzione non assume un valore né sotto il profilo fiscale ed economico, né quale prova in sede processuale, ma si tratta di una soluzione utile per identificare un eventuale guasto o malfunzionamento del contatore fornito dal distributore. Infatti, nel caso si rilevasse una importante differenza tra le misurazioni dei consumi effettuate dal contatore installato sull’utenza e quelle rilevate dal misuratore in parallelo, l’utente sarebbe immediatamente posto in grado di rivolgersi al distributore al fine di ottenere una verifica volta ad accertare il funzionamento corretto o meno del misuratore. La seconda op zione rappresenta invece un valido strumento di acquisizione di dati oggettivi e certificati circa il misuratore, poiché condotta da ente terzo rispetto alle parti (di stributore, utente e fornitore di energia), dati successivamente utilizzabili in sede processuale in caso di contenzioso. Le verifiche in contraddittorio sui contatori di energia elettrica hanno costituito oggetto di espresso riconoscimento e sono state regolamentate dal D.M. n. 60/2015 (attuativo del D.lgs. n. 22/2007), che peraltro verrà a breve sostituito da altro decreto ministeriale (in corso di emanazione) volto a incorporare tutti gli atti normativi attuativi del D.lgs. n. 22/2007. Considerato che tali attivi tà sono condotte da soggetti non coinvolti nelle transazioni commerciali basate sulla misurazione dei consumi di energia, come effettuata dai contatori oggetto di controlli, i ri sultati delle verifiche possono certamente rappresentare una fonte di

METROLOGIA LEGALE E FORENSE

a ricostruire i consumi facendo decorrere la data del guasto in epoca precedente a quella delle verifiche condotte, nonché includendo nell’arco temporale considerato anche i periodi in cui erano state effettuate le verifiche stesse. Nonostante l’evidente contraddizione, la soluzione alla questione non è risultata così pacifica come ingenuamente si potrebbe (e si dovrebbe vista la chiara documentazione) ritenere… ma questo sarà oggetto di un prossimo futuro commento. Considerato, infine, che l’unico strumento a disposizione di un soggetto che intenda tutelare pienamente i propri diritti è e resta tuttora il contenzioso giudiziario, risulta sempre e comunque utile per un equilibrato contraddittorio con gli operatori coinvolti (distributore e traders) la preventiva acquisizione e analisi dei dati relativi al consumo di energia, inclusi quelli in qualsiasi modo correlati (diminuzione di produzione, riduzione del fatturato, modifiche degli impianti e riduzione degli assorbimenti, abbattimento dei consumi per altre ragioni tecniche), nonché l’eventuale richiesta di verifiche in contraddittorio, nel caso di sospetto malfunzionamento del contatore. Tali informazioni consentono, in primis, una base per le eventuali contestazioni al distributore circa fantasiose ricostruzioni di consumi e, in se condo luogo, possono costituire una fonte di prova, oggettiva e neutra se trattasi di risultati di verifiche condotte secondo lo schema di cui al dm 60/2015, nell’ipotesi in cui le “trattative” intraprese con il distributore siano inesorabilmente destinate a sfociare in un procedimento giudiziale. T_M ƒ 135

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NEWS

SENSORI MULTI-COMPONENTE PER MISURARE FORZE E COPPIE I sensori multi assiali MCS10 di HBM consentono la misurazione simultanea di più forze, nei tre assi o coordinate (Fx, Fy, Fz). Nella variante sensori a 6 assi, oltre alle forze si possono misurare anche i momenti agenti sugli assi (Mx, My, Mz). L'MCS10 permette perciò la reale raffigurazione “tridimensionale” della propria misura: un sensore di forza in 3D che rileva valori interessanti, non disponibili negli usuali trasduttori multi-componente a causa degli effetti di crosstalk. A differenza delle soluzioni personalizzate per i sensori multi assiali, l'MCS10 è un prodotto standard che fornisce tutti i vantaggi della produzione di massa: ad esempio, tempi di consegna ben definiti, parametri tecnici sicuri grazie ai test approfonditi ed economie di scala. Lo strumento, disponibile per campi di misura fino a 100 kN/2 kNm, minimizza fin dall'inizio gli effetti di "crosstalk" (interferenze che si verificano, in genere, nei sensori multi assiali) e, tramite ulteriori calcoli, è possibile migliorare ancora le sue prestazioni, garantendo l’affidabilità della misura fin dalla fase iniziale. È disponibile una vasta gamma di possibilità di configurazione del sensore, per misurare da 1 a 6 componenti adattandolo perfettamente alle specifiche applicazioni.

L'MCS10 dispone del TEDS, il prospetto dati elettronico che consente all'elettronica di misura di riconoscere automaticamente il sensore, rendendolo immediatamente pronto all'uso. Per minimizzare le interazioni che si verificano quando viene introdotto un solo carico (ad esempio, sull'asse Fz) e che potrebbero falsare i risultati di misura, HBM offre per ogni sensore una matrice di compensazione per il calcolo matematico. Con i sistemi di amplificatori PMX e QuantumX, è possibile effettuare questi calcoli di compensazione in modo pressoché automatico, giungendo ad aumentare la precisione dei risultati di misura di un fattore da 3 a 5. Applicazioni tipiche dello strumento sono: monitoraggio dei processi di assemblaggio aeromobili – Prove di forza nelle macchine per perforazione delle gallerie – Prove degli pneumatici nelle macchine equilibratrici – Misurazioni nei canali delle onde – Misurazioni nei banchi prova, p. es. di frizioni e forze assiali – Collaudi strutturali di applicazioni offshore e impianti a energia solare – Robotica. Per ulteriori informazioni: www.hbm.com/it/5626/sensori-multi-componente

RENISHAW FORNITORE D’ECCELLENZA PER PROM FACILITY, LABORATORIO DI SVILUPPO PRODOTTO, SIMULAZIONE E PROTOTIPAZIONE RAPIDA Macchinari all’avanguardia, tra cui la stampante 3D a polveri metalliche Renishaw, un’intera area dedicata alla metrologia e al controllo qualità, nonché un’infrastruttura ICT per approcciare il modello “Industry 4.0”: partenza lanciata quella dei nuovi ProM Facility, i Laboratori per la prototipazione rapida di Polo Meccatronica, frutto di un’intensa collaborazione tra Provincia, Trentino Sviluppo, FBK, Università di Trento e Confindustria Trento. “La ProM Facility è un nuovo condominio delle idee – ha evidenziato Alessandro Olivi, vicepresidente della Provincia autonoma di Trento – Un centro dei saperi dove si fondono l’innovazione tecnologica e ingenti investimenti nel capitale umano, con l’obiettivo d’innovare l’impianto industriale del territorio, offrendo nuove opportunità di lavoro e di ricerca alle imprese e ai giovani. Un progetto che nasce all’insegna della concretezza, che non punta a costruire un modello ideale di fabbrica intelligente ma a renderlo estremamente concreto e reale. Sono molte le imprese interessate a entrare negli incubatori tecnologici di Trentino Sviluppo e sta a noi offrire le migliori condizioni per rispondere a tali richieste”. Il nuovo Laboratorio per la prototipazione rapida di Polo Meccatronica mette a frutto le competenze maturate sul territorio sul tema dell’Industry 4.0 e rappresenta l’anello di congiunzione tra le tre “anime” del Polo (imprese, enti di ricerca, Università e scuole) proiettando l’incubatore tecnologico di Rovereto come

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un esempio da seguire in tutta Europa. La Facility può supportare la riduzione dei tempi di produzione di manufatti e prototipi industriali, permette di progettare innovativi servizi per la sicurezza informatica e sistemi integrati e offre a studenti, laureandi e dottorandi opportunità formative d’eccellenza. Sistemi all’avanguardia con una dotazione da 5 milioni di euro. Dotata di macchinari e attrezzature sofisticate, per un valore complessivo di quasi 5 milioni di euro, finanziati grazie al Fondo europeo di sviluppo regionale (FESR), la ProM Facility si estende su una superficie di 1.400 metri quadrati, ricavati da Trentino Sviluppo presso il nuovo edificio produttivo di Polo Meccatronica. Tra le scelte innovative spicca senza dubbio la Renishaw AM400, macchina per la produzione additiva in grado di gestire polveri di metalli diversi, come acciaio, titanio, alluminio, cobalto cromo e leghe di nichel. La versatilità della macchina, collocata in un contesto ipertecnologico come quello di ProM Facility, costituirà senza dubbio una carta vincente nello sviluppo futuro di questa realtà vocata all’innovazione e all’eccellenza. Per ulteriori informazioni: www.renishaw.it

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. GMEE: GRUPPO MISURE ELETTRICHE ED ELETTRONICHE ASSOCIAZIONE GMEE

Consiglio Direttivo del 24 marzo 2017 – Milano Il Consiglio Direttivo del GMEE si è riunito il giorno 24 marzo 2017, presso la Sala riunioni DEIB, Piano terreno – Edificio 7, Piazza Leonardo da Vinci 32 – 20133 Milano. In apertura, il Presidente Pasquale Daponte ha informato di aver invitato il Prof. Nicola Paone, Presidente del Gruppo MMT, a prendere parte ai lavori del Consiglio Direttivo e lo ha ringraziato per aver accettato l’invito. Ha ringraziato anche Alessandro Ferrero e i Colleghi della sede POLIMI per l’organizzazione e l’accoglienza. Il Presidente, dopo aver ricordato i due luttuosi eventi che hanno colpito il GMEE per la scomparsa dei Proff. Arnaldo Brandolini e Antonio Langella, ha informato il Consiglio sui numerosi eventi in programma (v. pagina Eventi). Il Presidente ha comunicato di aver ricevuto da Massimo Mortarino a nome del Comitato Scientifico e Industriale di A&T 2017 (Presidente Franco Docchio, quale responsabile Trasferimento Tecnologico di UniBS), l’invito al GMEE a partecipare al “Premio Innovazione 4.0”, che si svolge nell’ambito dell’11a edizione di A&T (Torino, 3-5 maggio 2017), il cui filo

conduttore sarà il piano strategico nazionale “INDUSTRIA 4.0”. Docchio ha illustrato gli aspetti salienti dell’iniziativa. Il Premio Innovazione 4.0 verrà assegnato alle migliori testimonianze fra quelle presentate nelle sessioni specialistiche (applicazioni delle tecnologie abilitanti in ottica 4.0). Sentiti Petri, Carbone e Docchio, il Presidente ha approvato il patrocinio del GMEE all’iniziativa e ha nominato Roberto Buccianti, che ha accettato, quale rappresentante del GMEE come membro del Comitato Scientifico Industriale di A&T. Il Presidente lo ha ringraziato Buccianti per la disponibilità offerta. Carlo Muscas ha comunicato che il TC 39 (Measurements in Power Systems), da lui presieduto, con la vicepresidenza di Lorenzo Peretto e la partecipazione di molti colleghi GMEE, ha ricevuto l’Outstanding TC Award for the IEEE Instrumentation and Measurement Society per il 2016. Il Presidente ha comunicato che Il Prof. G.B. Rossi, in qualità di presidente di una Commissione europea, gruppo di esperti CE, sta valutando alcuni programmi didattici europei sulla metrologia e misurazione e ha chiesto al Presidente del GMEE e del GMMT, alcuni dati che gli sono stati inviati dai due Presidenti. A valle di una comunicazione di Andria, è stata evidenziata di nuovo al Prof. K. Grattan, Editor di Measurement, la richiesta del GMEE di far inserire la rivista nelle categorie di

interesse del GMEE (Instrumentation e Electrical and Electronic Engineering). La responsabile della Rivista, Alison Waldron, ha assicurato che Elsevier ha accettato la modifica. È stato aggiornato sul sito dell’Associazione l’elenco delle Unità e dei relativi Responsabili. Il Presidente ha comunicato di aver partecipato, su invito del Prof. A. Lacaita, al SIE EDU 2017 – Seconda Conferenza Nazionale sulla Formazione Superiore in Elettronica, Roma 23-24 febbraio 2017, tenutosi presso il Dipartimento d’Ingegneria dell’Informazione, Elettronica e Telecomunicazioni, Aula del Chiostro, Via Eudossiana, 18 – Roma. È intervenuto il Prof. Paone che ha illustrato il contenuto di alcuni degli interventi: quello del Prof. Lugli, Rettore di Unibz che ha messo a fuoco l’importanza del dottorato nell’industria tedesca e l’importanza della tematica di ricerca denominata Industria 4.0. Il Presidente ha comunicato di aver partecipato a un incontro ad Ancona il 10.02.2017 con il Prof. Nicola Paone e con il Prof. Enrico Primo Tomasini per l’individuazione di attività comuni tra GMEE e GMMT. Ha apprezzato pubblicamente la qualità dei Laboratori dell’Unità GMMT di Ancona. È poi intervenuto il Prof. Damir Ilic che ha presentato le attività svolte dall’Unità di Zagabria. Situazione nazionale alla luce delle iniziative ministeriali, ANVUR e CUN Daponte ha informato il Consiglio che sono stati pubblicati i risultati della Valutazione della Qualità della Ricerca (VQR) 2011-2014 e ha invitato Petri a fornire maggiori informazioni sui risultati relativi alle aree d’Interesse del GMEE. Petri ha ricordato le franco.docchio@unibs.it

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procedure di valutazione e illustrato i Tutto_Misure principali risultati ottenuti dai ricerca- Docchio ha illustrato la situazione tori del GMEE e dall’area E/09. della Rivista con riferimento al no. 1/2017. Il numero è in stampa: la Situazione soci sua veste grafica è stata leggermente Il Presidente, conformemente allo Sta- modificata per migliorare la leggibilituto, ha illustrato lo stato dei Soci del- tà. Un restyling grafico più accentual’Associazione e l’attività svolta per il to è in corso per il sito web della rivirecupero delle quote annuali. Ha evi- sta e per la newsletter Tutto_Misure denziato che per alcune tipologie di News, in pubblicazione a giugno. Soci va chiarita la corrispondente ca- Ricorda che il no. 2/2017 di Tuttegoria di appartenenza (ad es., nel to_Misure avrà come tema "Elaboracaso in cui un assegnista di ricerca zione di segnali e sistemi" e sarà chieda d’iscriversi al GMEE). Per si- coordinata, in veste di associate edituazioni simili bisogna definire in tor, da Narduzzi (come da accordi modo univoco in quale tipologia di con il Direttivo sul fatto che ogni nuSoci GMEE prevedere l’iscrizione di mero sarà dedicato a una linea di giovani ricercatori non strutturati. ricerca GMEE). Ha ricordato che è Il Consiglio ha deciso di lavorare su sempre benvenuta ogni notizia riguaruna proposta che sarà portata all’at- dante progetti conclusi, iniziative di tenzione dell’Assemblea dei soci nel formazione (Master e Corsi), Brevetti, corso dell’anno. Startup... Dopo breve discussione il Consiglio Rendiconto consuntivo 2016 ha ringraziato Docchio per l’impegno Daponte ha illustrato il rendiconto profuso e i risultati ottenuti. Docchio consuntivo del 2016, che, dopo bre- ha comunicato di avere già informato ve discussione, è stato approvato all’u- la Presidenza che questo sarà l’ultimo nanimità. anno in cui svolgerà il ruolo di Direttore della Rivista. Rendiconto previsionale 2017 Riunione annuale 2017 Daponte ha illustrato il rendiconto pre- Luigi Rovati ha illustrato al Consivisionale per il 2017, accettato all’u- glio l’organizzazione del Congresso nanimità dal Consiglio dopo breve GMEE 2017 che si terrà a Modena discussione. dal 13 al 16 settembre, e la nuova dizione di “Forum Nazionale delle Iniziative Misure” in cui inserire la Riunione Sito Web dell’Associazione Annuale del GMEE e il Convegno del Massimo Lazzaroni ha informato GMMT. La scadenza per la sottomissulle iniziative pubblicate sul sito del- sione delle memorie è fissata al 24 l’Associazione, e in particolare ha evi- maggio. Per la prima volta gli atti del denziato lo stato del sito web per la Riu- congresso saranno condivisi fra GMEE nione Annuale, http://misure2017. e GMMT. ing.unimore.it, e della PhD School Scuola di dottorato “Italo Gorini” edi“Italo Gorini 2017” http://gorini zione 2017 2017.dieei.unict.it/index.php. Daponte ha comunicato che, al fine di Premio di dottorato legare sempre di più questa iniziativa Daponte ha riferito che è stato pubbli- al GMEE, in collaborazione con gli cato il bando per il premio di dottora- organizzatori, ha introdotto un preto “Carlo Offelli” in scadenza il 10 mio per la miglior presentazione delle aprile 2017. proprie attività di ricerca tra i parteciBorse di ricerca panti alla scuola. Il vincitore avrà l’iDaponte ha riferito che è stato pubbli- scrizione gratuita al I Forum delle cato il bando per le borse di ricerca al - Misure. l’estero in scadenza il 9 maggio. Sen- Al termine dell’esposizione del ricco titi il Segretario e il Past President la programma, il Consiglio ha ringraziacommissione sarà nominata dopo che to i colleghi di Catania e di Cagliari saranno noti i nomi dei partecipanti. per l’ottimo lavoro svolto. T_M ƒ 138

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Scuola di dottorato “Italo Gorini” edizioni successive Petri ha sottoposto al CD la proposta che la scuola Gorini sia trasformata in "summer school Europea", chiedendo la sponsorship tecnica della IEEE-IMS e coinvolgendo anche qualche collega europeo della IMS. Ha evidenziato come la Gorini, così com’è ora, non sia più sostenibile, sia per l’evoluzione della ricerca, sia per il ridotto numero di dottorandi GMEE. Proporla invece a livello internazionale con il supporto della IMS darebbe nuova linfa e sarebbe un’ottima opportunità per il GMEE, e soprattutto per i giovani, per costituire reti di collaborazioni internazionali. Inoltre, sarebbe una notevole occasione di visibilità per il GMEE. Per l’organizzazione della Scuola del 2018 vi è la proposta da parte di Pasquale Arpaia di organizzarla al CERN. La Scuola avrà luogo tentativamente dal 10 al 14 settembre 2018, a Ginevra e sarà relativa alle tematiche: • Measuring systems and instrumentation; • Measurement for reliability, quality and innovation management. Il Presidente ha illustrato una presentazione dettagliata della proposta del Prof. Arpaia con una bozza di programma e un primo bilancio economico dell’iniziativa. Il CERN metterà a disposizione a basso costo alcune strutture per l’ospitalità degli studenti e consentirà loro di potere accedere a una visita dei propri Laboratori di ricerca. Negli anni successivi la Scuola potrebbe essere comunque organizzata in sede Europea (Amiens UPJV–2019 e Geneva 2020). Il Consiglio ha approvato la proposta per il 2018, ricordando la necessità di coinvolgimento dei due responsabili delle linee di ricerca trattate nel programma della Scuola. Giornata della Misurazione 2017 Il Presidente ha ricordato che nell’ultimo CD è stata approvata all’unanimità la proposta di Docchio e lo invita a relazionare sull’organizzazione. Docchio ha informato che la Giornata della Misurazione 2017 si svolgerà nel pomeriggio del 3 maggio 2017

N. 02ƒ ;2017 presso Oval Lingotto, in una sala appositamente dedicata con capienza di 90 persone. La presenza di relatori d’indubbio valore (Vigo, Pavese, Mari, ecc.) dovrebbe catalizzare un congruo numero di presenze. Ha invitato dunque le Unità GMEE e GMMT a partecipare ad A&T e, contemporaneamente, a presenziare alla Giornata. Attività in collaborazione con Deltamu Il Presidente ha comunicato di aver preso parte il 9 marzo scorso all’Assemblea ordinaria dei soci di Deltamu Italia srl. Prima di essa era stato organizzato un incontro con l’Ing. Ruggero Lensi, Direttore Generale di UNI, per definire la procedura da seguire per l’avvio delle attività della prassi di riferimento UNI relativa alla definizione di una linea guida per l’ottimizzazione degli intervalli di taratura (conferma metrologica) per le apparecchiature di misurazione. Si è, inoltre, deciso d’Incrementare i contatti tra UNI e GMEE. Annarita Lazzari ha poi illustrato la storia di Deltamu Italia e lo stato delle sue attività. Deltamu ha intenzione di far partire un progetto su una pratica di riferimento UNI per la definizione della durata degli intervalli di taratura degli strumenti. Deltamu ha già preso contatti con molti clienti potenziali che in alcuni casi hanno espresso interesse sul prodotto presentato. Progetto d’informatizzazione dei servizi del GMEE Infine, il Presidente ha informato che continua l’attività di progettazione del Sistema Informatico Integrato dell’Associazione GMEE. GMMT: GRUPPO MISURE MECCANICHE E TERMICHE

Progressioni di carriera dei colleghi del GMMT Come tradizione siamo felici di se gnalare le progressioni di carriera dei nostri colle-

ghi, in particolare Sergio Silvestri, del campus Biomedico di Roma, e Stefano Debei, dell’Università degli Studi di Padova, recentemente chiamati come Professori di Prima Fascia. Nel seguito una breve biografia dei due nuovi Professori Ordinari, con i quali tutto il gruppo si congratula. Prof Sergio Silvestri Laureato in In gegneria Meccanica a indirizzo Biomedico nel 1995 presso l’Università “La Sapienza” di Roma, ha successivamente conseguito l’abilitazione professionale e nel 2001 il Dottorato di Ricerca in Misure Meccaniche e Termiche presso l’Università di Cagliari. Ricercatore in Misure Meccaniche Termiche dal novembre 2002 e Professore Associato dal novembre 2006 è divenuto Professore Ordinario dal febbraio 2017 presso l’Università Campus Bio-Medico di Roma dove è do cente di Misure, Misure e Strumentazione per la Diagnostica Clinica e Strumentazione Diagnostica per Immagini. Presso la medesima Università è Responsabile del Laboratorio di Ricerca in Misure e Strumentazione Biomedica e del Laboratorio Didattico d’Ingegneria Biomedica. È autore di numerose pubblicazioni internazionali, inventore di un brevetto internazionale e uno italiano. È responsabile del Servizio d’Ingegneria Clinica del Policlinico Universitario dell’Università Campus BioMedico di Roma e Presidente della Commissione Ingegneria Biomedica dell’Ordine Professionale degli Ingegneri della Provincia di Roma. Ha condotto ricerche nel campo della qualità e caratterizzazione metrologica di apparecchiature biomediche investigando metodologie di misura innovative con particolare riferimento alla non-invasività e alle misure di

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temperatura con tomografi assiali computerizzati e risonanza magnetica. Prof. Stefano Debei Prof. Ordinario di Misure Meccaniche e Termiche (ING-IND/ 12) dell’Università di Padova, tiene i corsi di Misure Meccaniche e Termiche e di Robotica Spaziale per la Laurea Magistrale in Ingegneria Aerospaziale e per le Lauree triennali in Ingegneria Meccanica e in Ingegneria Energetica. Coordinatore dell’Indirizzo Misure Meccaniche per l’Ingegneria e lo Spazio (Dottorato in Scienze tecnologie e misure spaziali). Ha partecipato a numerosi progetti nazionali e internazionali prevalentemente in ambito aerospaziale, tra cui la Task-Force Group per Rosetta Lander (MARSIS e SHARAD), il team internazionale (JPL) per l’ideazione e la progettazione funzionale di dispositivi autonomi per la gestione di campioni di suolo planetario e il Tiger Team per l’ElectricalHousing di Lisa Patfinder. È responsabile scientifico di numerosi progetti di ricerca internazionale tra cui il progetto DREAMS per Exomars 2016, e il simulatore di ambiente marziano e un simulatore solare dell’ambiente Mercuriano (missione ESA BepiColombo e missione ESA SolarOrbiter) in collaborazione con ESA. L’attività scientifica svolta riguarda le problematiche concernenti le misure meccaniche e termiche, per lo sviluppo di nuovi strumenti integrati e di tecniche di misura operanti in ambienti industriali, Laboratori, ambienti ostili e in ambiente spaziale. Ha ricevuto numerosi riconoscimenti scientifici per i contributi dati alle missioni: Cassini-Huygens, Rosetta; per i contributi dati al programma Mars Sample and Return. È autore di più di 200 pubblicazioni. T_M ƒ 139

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NEWS

SCANSIONE 3D DI UN…DINOSAURO DIPLODOCO Dopo 112 anni, il Natural History Museum di Londra ha deciso di portare, per la prima volta, in tour lo scheletro del dinosauro diplodoco, anche conosciuto come “Dippy”. Dal 2018 fino al 2020, lo scheletro di Dippy viaggerà attraverso il Regno Unito, toccando otto diverse città, per far conoscere a tutti passato, presente e futuro della storia naturale e comprenderla appieno. Durante il tour, al posto del dinosauro, il Natural History Museum ospiterà lo scheletro del più grande animale mai vissuto sulla Terra: una balena blu rinvenuta sulla costa irlandese nel 1891. Per poter realizzare il progetto, il museo londinese ha scelto il supporto di CAM2, proprio per la precisione e l’affidabilità delle sue soluzioni di misurazione 3D. Grazie al Laser Scanner CAM2 Focus è stato possibile effettuare, in una prima fase del progetto, la scansione 3D delle intere strutture ossee sia del diplodoco sia della balena blu. Il team responsabile della scansione 3D ha, infatti, utilizzato il CAM2 Focus per acquisire tutti i dettagli dell’esemplare quando era ancora montato, riuscendo a rilevare, in sole due ore, la complessità dello scheletro in tutti i suoi elementi, grazie a diverse scansioni effet-

tuate da diverse angolazioni. Nella seconda fase, i dati acquisiti dal Laser Scanner Focus sono stati, invece, elaborati dal software CAM2 SCENE, al fine di capire se Dippy potesse essere ospitato all’interno degli spazi scelti per il tour nazionale. Inoltre questi dati permetteranno agli scienziati di ottenere maggiori informazioni sullo scheletro e aiuteranno i sovrintendenti a compiere le opportune valutazioni in merito alla sicurezza durante il trasporto dell’esemplare. Oltre al Laser Scanner Focus e al software SCENE, è stato utilizzato anche il CAM2 ScanArm HD con sonda ad alta definizione, per poter scansionare le ossa della balena blu e ottenere una rappresentazione digitale estremamente fedele. Per ulteriori informazioni: www.cam2.it

POTENTI STRUMENTI DI MODELLAZIONE E CREAZIONE DI APP COMSOL, fornitore leader di soluzioni software per la modellazione e simulazione multifisica e per la progettazione di app, ha rilasciato la nuova versione del software di simulazione COMSOL Multiphysics® e di COMSOL Server™. La versione 5.3 migliora notevolmente le performance del software e introduce potenti funzionalità per la progettazione e la distribuzione di app, con nuovi strumenti di modellazione e sviluppo, nuovi solutori e funzionalità pensate per gli utenti. In molti casi, gli utenti sperimenteranno una reattività del software fino a dieci volte più rapida, per esempio nelle operazioni di postprocessing per la gestione di modelli con diverse migliaia di domini e condizioni al contorno. “La versione 5.3 è frutto del nostro continuo sforzo, finalizzato a produrre strumenti di modellazione matematica altamente performanti. I nostri utenti troveranno molto utili i nuovi solutori, le nuove interfacce fisiche e i numerosi miglioramenti apportati al software COMSOL, dalla creazione dei modelli alla distribuzione di app”, commenta Svante Littmarck, Presidente e CEO di COMSOL Inc. Con la versione 5.3, il Boundary Element Method (BEM) può essere usato per modellare l’elettrostatica e gli effetti della corrosione. “Questo significa che gli utenti possono facilmente

combinare il metodo degli elementi al contorno con il metodo agli elementi finiti, per ottenere una maggiore flessibilità nelle simulazioni multifisiche”, conclude Littmark. Il Boundary Element Method, infatti, permette agli utenti di simulare modelli con domini infiniti e spazi vuoti, ma anche d’impostare rapidamente simulazioni che combinano cavi, travi, superfici e solidi nello stesso modello. Questa funzionalità viene usata, per esempio, per la modellazione di sistemi elettrici di protezione catodica, cavi o sensori capacitivi. Gli utenti che lavorano con grandi modelli in ambito CFD potranno sfruttare il nuovo solutore Algebraic Multigrid (AMG) implementato nella versione 5.3. Il solutore AMG richiede solo un singolo livello di discretizzazione ed è ora opzione di default per molte interfacce dedicate alla fluidodinamica e ai fenomeni di trasporto. Gli utenti che modellano flussi turbolenti potranno invece beneficiare di calcoli più robusti, grazie al trattamento automatico delle pareti. Per ulteriori informazioni: www.comsol.it

HEXAGON AUMENTA IL SUO PORTFOLIO DI SIMULAZIONE E STRATEGIA DI GUIDA AUTONOMA CON L’ACQUISIZIONE DI VIRES Hexagon, fornitore globale di soluzioni informatiche, ha an nunciato l’avvenuta acquisizione di VIRES, società tedesca leader nelle soluzioni software di simulazione che supportano lo sviluppo, i test e la validazione di tecnologie di guida con conducente e interamente autonoma. Le soluzioni di simulazione di VIRES sono riconosciute da oltre 20 anni per la robustezza, le prestazioni e la facilità nel creare ambienti di simulazione. L’elenco dei suoi clienti nel mondo comprende rinomati OEM e fornitori automotive, come pure nuovi attori del mercato automobilistico, aziende del settore

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ferroviario, aeronautico e aerospaziale e Università d’élite coinvolte nel plasmare il futuro della mobilità. “L’acquisizione di VIRES rafforza la nostra piattaforma CAE (simulazione) con una soluzione industriale”, afferma il Presidente e CEO di Hexagon Ola Rollén. “Inoltre supporta la nostra visione generale di guida autonoma fornendo un ecosistema intelligente guidato dal software, che sfrutta la nostra competenza nella mappatura 3D e altre tecnologie di sensori, fondamentali per fare dei veicoli autonomi sicuri una realtà”. Il prodotto centrale dell’azienda, VIRES Virtual Test Drive (VTD), supporta un’ampia gamma di ulteriori strumenti e servizi. In qualità di attore principale dei consorzi industriali alla base delle norme d’interoperabilità, VIRES è un elemento trainante della tecnologia di simulazione automobilistica. Per ulteriori informazioni: www.hexagonmi.com

SMART METROLOGY

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

Misurare per produrre meglio Dalla “misura giusta” alla “misura controllata”

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 that share 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. CHE COS’È IL MONITORAGGIO?

Se da una parte la necessità e la rilevanza delle operazioni di monitoraggio sono sottolineate dai requisiti di Qualità (in particolare dalla ISO 9001, ma anche dalla ISO 10012), dall’altra è curioso notare come la definizione di monitoraggio non sia neanche fornita nel VIM... Forse si tratta semplicemente di una svista, o può anche essere il suggello che questa operazione non viene in realtà considerata “Metrologia”. Taratura e verifica, al contrario, sono oggetto di grande attenzione. Anche la taratura e la verifica sono, come il monitoraggio, richieste dalle norme di Qualità ma, a differenza di quest’ultimo, l’interesse nei loro confronti è cresciuto notevolmente a partire dal 1990. Operatori ed esperti si sono inseriti nel mercato per offrire questi servizi e le aziende lo hanno vissuto un po’ come un passaggio obbligato per la certificazione, senza forse mai rendersi conto pienamente della loro rile-

vanza. Nella realtà però, le tarature non sono altro che fotografie di una situazione attuale, seguite a volte da regolazioni che renderebbero la misurazione coerente con le necessità proposte. Di contro le verifiche, purtroppo, sono spesso impostate in relazione a specifiche definite in modo disconnesso rispetto alle reali esigenze individuali di ogni settore. Le operazioni di “taratura/verifica” sono praticate diligentemente fin dai primi anni delle Certificazioni di qualità e, in teoria, possono determinare errori specifici in strumenti di misurazione che possono essere corretti (ove sistematici) o presi in considerazione per il calcolo dell’incertezza. Tuttavia, entrambe queste operazioni forniscono informazioni sul passato e non possono in nessun caso realizzare di per sé previsioni sul futuro. Pertanto, quando uno strumento viene dichiarato “conforme”, vuol dire che non parteciperà oltre misura a eventuali anomalie precedenti. Tuttavia ciò non significa che sicuramente non ce

ne siano state: altri fattori d’incertezza potrebbero averle causate. Questa “conformità” dichiarata in effetti non pretende di qualificare nulla, né l’immediato presente, né tantomeno il futuro... si dovrà attendere fino alla verifica successiva per sapere se tale controllo avrà prodotto come risultato gli stessi valori per i quali alla verifica precedente si era potuto appurare che il processo non fosse stato contaminato da errori relativi al dispositivo sotto controllo! La situazione poi diventa critica quando si tratta di avere a che fare con un falso allarme, cioè quando uno strumento viene dichiarato “Non conforme” alla sua verifica (magari rispetto a un riferimento inadatto e dunque magari perfettamente accettabile nella pratica). Di conseguenza quei prodotti, dichiarati potenzialmente non conformi, sarebbero invece stati da “lasciar passare” e non da dover ricercare negli stock o tra i clienti. Tutti coloro che hanno sperimentato l’impatto di una situazione di questo tipo capiscono chiaramente le conseguenze di un falso allarme di tal genere. Purtroppo la valutazione dell’incertezza di misura non è ancora pienamente integrata nella maggior parte delle aziende, anche se tutti hanno fatto notevoli progressi negli ultimi anni su questo argomento (è una lunga strada da percorrere prima che questa pratica abbia trovato la sua utilità nel settore). Le operazioni di taratura/verifica si presentano spesso ancora oggi come operazioni consistenti nel garantire che la media sia ancora “accettabile” rispetto ai valori attesi, spesso proposti dalle norme. Sembra ovvio allora che l’unica soluzione sia quella di misurare i campioni (da qui la necessità di una “taratura”) per garantire ciò. Nonostante questo, e sfruttando i dati T_M

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delle tarature accumulati nel corso degli anni, è possibile agire sugli intervalli di taratura (che non possono essere sempre di uno o due anni per tutti gli strumenti!). Il fascicolo tecnico FD X 07-014 (Optimisation des intervalles de confirmation métrologique des équipements de mesure. 2006) fornisce informazioni in questo settore. Senza questo tipo di analisi, il lavoro delle aziende è “cieco” riguardo al rischio di malfunzionamento degli strumenti di misura, e di conseguenza queste potrebbero forse produrre in modo “non conforme” senza neanche rendersene conto. Molto spesso ci si affida semplicemente a intervalli di taratura, definiti grossolanamente, in genere del periodo di un anno e senza magari tenere conto della usura/deriva degli strumenti di misura. In ogni caso, anche con una corretta analisi e implementazione degli intervalli ottimali di taratura, le tarature/verifiche non possono sicuramente essere la soluzione per evitare rischi industriali (Produrre e/o consegnare il “Non conforme”). L’interesse dovrebbe essere di garantire la qualità reale, quotidiana (e non solo quindi quella a un singolo istante), di essere interessati di conseguenza a strategie alternative più efficaci in quest’ambito: i monitoraggi sembrano tutti indicati a tale scopo. Il monitoraggio è una tecnica diversa per garantire il carattere “accettabile” di una media di misura, anche senza l’utilizzo di un campione. Il rilevamento di un’anomalia su un dispositivo è molto superiore a quello che può fare una taratura, la quale non può essere intrinsecamente permanente mentre alcune situazioni lo rendono necessario (Caso 5 della matrice in Fig. 1). MA CHE COS’È ESATTAMENTE IL MONITORAGGIO?

Poiché non vi era alcuna documentazione dedicata a questo problema, il Collège Français De Métrologie se n’è interessato e ha pubblicato una guida dettagliata circa le modalità di attuaT_M ƒ 142

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Figura 1 – Frequenza e formalizzazione del monitoraggio a seguito del rischio industriale

zione con l’applicazione di esempi pratici (Surveillance des Processus de mesure). Il gruppo incaricato di elaborare questa guida era costituito principalmente da produttori provenienti da tutti i campi in modo da garantire l’applicabilità dei metodi proposti. Il monitoraggio di un processo di misura è costituito da un insieme di azioni che intervengono a seguito di diverse fasi prima della sua scelta e utilizzo (validazione del processo di misura, stima dell’incertezza di misura, della capacità, del rischio industriale...) ed è volto ad assicurare il mantenimento (la sostenibilità) delle prestazioni del processo nel tempo. Esso opera tra le operazioni di taratura/verifica. Sono dunque esclusi dal dominio di applicazione i processi i cui strumenti di misura non sono soggetti a taratura/verifica periodica, anche se è sempre possibile ispirarsi ai metodi che vengono proposti nella guida per controllare anche i processi di misura non direttamente coinvolti. Il monitoraggio deve permettere di rilevare i cambiamenti nel processo di misura (e non solo nei dispositivi di misura) in base ai due seguenti criteri: 1. La deriva (evoluzione dell’errore di giustezza, nel senso di errore sistematico); 2. La precisione di misura.

In sostanza lo scopo del monitoraggio è quello di controllare a ogni operazione che queste due variabili non siano cambiate. In caso contrario verrà effettuata un’analisi delle ragioni che sono all’origine di tale evoluzione, seguendo un protocollo definito in generale per ciascun metodo. L’obiettivo del documento del Collège Français De Métrologie non è quello di descrivere la metodologia di analisi (cioè come fare per determinare l’origine del problema individuato), ma piuttosto di proporre metodi che consentano d’individuare gli eventuali problemi. Sono state identificate diverse strategie di controllo, che vanno dalla semplice carta di controllo alla ricerca di correlazione tra le misurazioni effettuate e fenomeni fisici. Se la carta di controllo istituita con l’ormai famoso “sasso sulla bilancia” che può assicurarci che la bilancia oggi fornisce risultati simili a ieri (nessuna necessità di standard!) è relativamente ben noto, la correlazione merita invece qualche ulteriore spiegazione. Per questo, abbiamo bisogno di chiarire alcuni concetti statistici. La probabilità di un’ipotesi è generalmente espressa in percentuale, ma è talvolta indicata in ppm (parti per milione) o ppb (parte per bilione), o altre frazioni. Questo valore rappre-

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valore dell’altro), ed è quindi necessario garantire prima di tutto questa ipotesi. Per impostare il contesto di utilizzo di queste proprietà, si può citare ad esempio il caso di sistemi con un regolatore (temperatura di solito) e con un sensore ambientale (regolatore indipendente, altrimenti non si rispettano i requisiti d’indipendenza). Se il regolatore ha una probabilità di 1/1.000 di subire un malfunzionamento e se il termostato ha ugualmente la possibilità di 1/1.000 di subire anch’esso un malfunzionamento simile, la probabilità che questi due casi si verifichino in concomitanza è pari a 1/1.000x1/1.000 o 1/1.000.000 (1 ppm). È quindi del tutto improbabile (1/1.000.000!) non osservare il guasto di uno o dell’altro elemento semplicemente osservando la distanza tra le due temperature indicate (regolatore da una parte e sensore ambientale dall’altra) che, quando il sistema si è stabilizzato, dovrebbero essere identiche. Va inoltre precisato il concetto di “identico”. Infatti, non significa constatare che i due valori sono algebricamente gli stessi (cioè la loro differenza è pari a zero), ma che sono statisticamente identici. Ciò significa che lo scarto osservato in un dato tempo è coerente con gli scarti osservati abitualmente. I due valori non possono fisicamente essere sistematicamente rigorosamente uguali, se, per esempio, i sensori non sono posizionati esattamente nello stesso punto. Tuttavia, la differenza tra i due valori deve rimanere ragionevole. Questo attributo (ragionevole) è determinato utilizzando strumenti statistici, come la deviazione standard. Essa viene facilmente ottenuta da una serie di osservazioni dello scarto sperimentale (e poi si affina gradualmente e in misura delle osservazioni fatte nel tempo) e può essere semplicemente usata nella pratica quotidiana per garantire il corretto funzionamento dei due sistemi, il regolatore e il sensore ambiente. In caso di anomalia, è necessario studiare per determinare quale dei due sia all’origine di detta anomalia. La metrologia trova qui tut-

senta il numero di realizzazioni per centinaia di opportunità (quando si realizzano dei pezzi, ad esempio, ogni pezzo rappresenta una tale opportunità), rispettivamente per milione per trilioni di… Così, un fenomeno che avrebbe una probabilità dello 0,1% si sarebbe verificato una volta ogni mille pezzi prodotti. Ovviamente ciò non è così semplice, perché questo potrebbe essere accaduto, eccezionalmente, più volte in mille pezzi osservati, oppure per niente. Infatti, questa probabilità è data, in effetti, assumendo un numero infinito di pezzi prodotti. La statistica purtroppo non prevede il futuro (sarebbe troppo facile!), ma stima la probabilità che si verifichi un fenomeno, non sapendo esattamente quando accadrà. Per rendere più semplice il concetto, un dado ha una su sei possibilità di produrre un “5”, per esempio. Ma è possibile lanciare venti volte il dado senza che “5” appaia e, al contrario, che appaia tre volte su cinque che si sia lanciato il dado. Il campione osservato (venti oppure cinque lanci) non è la rappresentazione rigorosa della realtà che è infinita (è possibile tirare i dadi tutte le volte che si vuole, non solo una ventina di volte o cinque volte). Tuttavia, se il dado venisse lanciando un’infinità di volte, l’osservatore si renderebbe conto che, in effetti, la frequenza di occorrenza “5” è uguale a 1/6. Dovrebbe poi essere menzionata un’altra proprietà della statistica. Quando si formula l’ipotesi con “o”, le probabilità si sommano. Quando si parla con “e”, si moltiplicano. Così, se cerchiamo la probabilità di ottenere in un lancio un “5” o un “3”, la probabilità di vedere questa ipotesi realizzata è pari a 1/6 (probabilità di “5”) + 1/6 (probabilità di “3”) cioè 1/3 (vale a dire una probabilità su tre, circa il 33%, di ottenere un “5” o un “3”). Ma se provo a stimare la probabilità di “5” in un primo lancio, e “3” in un secondo, la probabilità è 1/6x1/6=1/36, pari a circa 2,8% di probabilità. Questa proprietà additiva o moltiplicativa è vera quando i due fenomeni osservati sono indipendenti (il valore di uno non dipende dal

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to il suo interesse. Essa non è più quindi coinvolta in modo “cieco” sulla base di una frequenza arbitraria, ma agisce in modo “esperto”, a seguito di una preoccupazione rilevata per correggere e garantire la continuità della Qualità del processo. La creazione di una strategia di monitoraggio permette di: 1. ridurre i costi legati alla gestione degli strumenti di misura (in aggiunta al fascicolo tecnico FD X 07-014 che tratta della periodicità di taratura dei dispositivi di misura e alla guida OPPERET pubblicata dal Collège Français De Métrologie) diminuendo i rischi; 2. padroneggiare il processo di misura (non solo gli strumenti di misura) e, quindi, in ultima analisi, di ridurre i costi della non Qualità; 3. educare tutte le parti interessate della Società riguardo l’incertezza di misura e la capacità di osservazione, poi nel monitoraggio, nelle misure relative alle dispersioni; 4. sviluppare e promuovere una cultura di statistica relativa alla realizzazione del prodotto e/o servizio. Con l’implementazione di un approccio pragmatico delle strategie di monitoraggio adattate al contesto, l’industria non solo riesce a ridurre i costi legati alle tarature, ma soprattutto riduce il rischio del cliente. Si ricordi che il rischio è definito come il prodotto della gravità di una misura erronea per il suo livello di probabilità, dato a sua volta dalla combinazione di probabilità di accadimento e di non rilevabilità della stessa. Il monitoraggio aumenta la capacità di rilevamento di un processo fallito e lavora dunque in modo efficiente per ridurre il rischio del Cliente. L’istituzione di un dispositivo di monitoraggio del processo di misurazione è dunque fondamentale per garantire la Qualità del prodotto e per controllare meglio i rischi. D’altro canto, la pratica di taratu ra/verifica senza un’ulteriore modalità di monitoraggio periodico spesso porta al seguente schema: o l’apparecchiatura viene controllata troppo presto o l’apparecchiatura viene controllata troppo tardi. È invece opporT_M ƒ 143

tuno passare da uno schema di collegamento sistematico delle apparecchiature di misura a una frequenza di controllo di conformità (taratura/verifica) condizionale basata sul rischio (sostenuto dalla Società) relativo al processo di misurazione. Le funzioni di monitoraggio sono in atto per coprire tali rischi. La frequenza d’intersezione condizionale permette allora di muoversi verso il rapporto ottimale “controllata troppo presto”/”controllata troppo tardi”. Le tarature hanno raggiunto il loro periodo di massimo splendore, e rimarranno sicuramente indispensabili per lo sviluppo di un nuovo modo: tuttavia è altresì probabile che la combinazione della loro inefficacia parziale per il quotidiano e la necessità d’in-

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NUOVO PROFILORUGOSIMETRO: DUE STRUMENTI IN UNO!

dagine sempre più pressante del mondo industriale stia spingendo i produttori a sfruttare altre vie per garantire la Qualità. Probabilmente anche qui esperti del settore potranno offrire i loro servizi, ma non per erogare il servizio (cioè fornire il rapporto di monitoraggio quotidiano alla società), per aiutare a implementare la strada nel modo più pertinente possibile. Affinché possa apportare tutto il suo valore aggiunto, la metrologia dev’essere dunque vista in modo diverso: le Società devono uscire dal dogma della “misura giusta” per entrare nell’era della “misura controllata”. Questa evoluzione permette di considerare le cose da un punto di vista innovativo: imparare a misurare per pro-

durre “meglio”, piuttosto che solamente per sapere se i prodotti sono conformi. Comprendere gli strumenti della metrologia contribuisce a porre le domande giuste e ad analizzare i reali bisogni, dall’inizio alla fine del proprio processo produttivo qualunque esso sia. La funzione metrologia diventa dunque strategica nella gestione della Società, quali che siano il suo campo e la grandezza misurata: meccanico, elettronico, alimentare, chimico, farmaceutico, medico, am biente, biologia, aeronautica, spazio, nucleare, agricoltura... Quindi, un nuovo obiettivo per metrologi aziendali. In questo senso la Metrologia diventa Smart e veramente utile.

re due strumenti: un profilometro, per la misura dei profili, e un rugosimetro, per la misura delle superfici, che tuttavia richiedono personale qualificato e addestrato all’utilizzo di strumenti da Laboratorio, oltre a laboriose operazioni per posizionare il pezzo e azzerare lo strumento, difficilmente eseguibili in produzione. La IMTS, azienda svizzera specializzata nella produzione di misuratori di profili e misuratori di rugosità abbinati, presenta al mercato italiano i suoi profilorugosimetri di alto livello tecnologico. Il T4HD e il T4HD XL sono strumenti compatti, robusti, precisi e facili da programmare. Il braccio tastatore con riconoscimento auto-

alla chiarezza della reportistica, rendono lo strumento unico nel suo genere.

Cosa misurare è deciso da specifiche e disegni; come misurare è frutto dell’esperienza maturata nel corso degli anni. Le richieste sempre più esigenti dei clienti (in primis automotive e aerospace, ma anche oleodinamica e settore del bianco), portano ad avere tolleranze sempre più ristrette: per essere competitivi occorre misurare in modo accurato, ripetibile e riproducibile, portando quanto più possibile l’influenza dell’operatore prossima allo zero. Le difficoltà sorgono quando occorre misurare dove non si vede e ciò che non si vede, vale a dire all’interno dei pezzi, e la qualità delle superfici interne ed esterne. Per la misura dei profili interni la soluzione più semplice e meno costosa è sempre stata quella di sezionare il pezzo, metterlo sotto il proiettore ed eseguire le misure, con le incertezze del caso. Per quanto riguarda le su perfici, invece, si attua un confronto con campioni di rugosità. Quando sono richieste una maggiore matico USB, l’azzeramento e la ricerca precisione e l’oggettivazione delle automatica dello zenit e la velocità misure eseguite, è necessario utilizza- dell’esecuzione delle misure, uniti

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La tecnologia T4HD permette, grazie al braccio tastatore bidirezionale con doppio pennino, di effettuare rilievi di profilo sia verso l’alto sia verso il basso, in un’unica seduta di misura, in modo da poter definire i vari profili e diametri sia interni sia esterni. L’asse Y CNC permette l’identificazione automatica dei punti più alti o più bassi su pezzi di tornitura, quindi si posiziona la tavola Y senza che l’operatore debba effettuare ulteriori operazioni manuali. La taratura dello strumento avviene con un ciclo automatico, tramite un master avente una sfera calibrata di 6 mm, fornita in dotazione con lo strumento. Essendo uno strumento CNC, il software effettua misurazioni automatiche in serie senza la presenza di un operatore, riducendo in tal modo le possibilità di errore umano. Grazie alla sua robustezza e compattezza, lo strumento può essere utilizzato direttamente in produzione da qualsiasi operatore, con estrema semplicità. I prodotti IMTS vengono distribuiti in Italia dalla RAMICO srl di Torino, una nuova realtà nel mercato italiano degli strumenti di misura. Per ulteriori informazioni: www.ramicosrl.com

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MATERIALI DI RIFERIMENTO Paola Iacomussi

Nuove possibilità applicative Il ruolo dei MR per le grandezze correlate alla visione

NEW APPLICATIVE PERSPECTIVES FOR VISION-RELATED REFERENCE MATERIALS The measurement of Appearance requires the development of new Reference Materials (RM) for improving the related metrology capacities. This will be the case of quantities such as Sparkle (glitter) and Luminance Coefficient (q). INRIM leads a EU project that will define new RM for q of asphalt to improve road lighting performances. Safer and well-lighted roads also come with new RM. RIASSUNTO La misura dell’Appearance richiederà lo sviluppo di nuovi Materiali di Riferimento (MR) per il miglioramento delle capacità metrologiche correlate. Sarà questo il caso di grandezze come lo Sparkle (luccichio) e il Coefficiente di Luminanza (q). L’INRIM coordinerà un progetto EU che realizzerà MR per il q degli asfalti e permetterà l’ottimizzazione delle prestazioni degli impianti d’illuminazione stradale. Strade più sicure, meglio illuminate, passano anche attraverso nuovi MR. INTRODUZIONE

Le richieste di mercato di Materiali di Riferimento rappresentativi anche delle altre grandezze correlate a nuovi attributi ed effetti realizzati sui materiali sono destinate ad aumentare anche in virtù del ruolo sempre più importante della metrologia dell’Appearance, perché la possibilità di misurare oggettivamente come queste qualità siano percepite a livello visivo è particolarmente interessante sicuramente in primo luogo per le industrie: giudichiamo i prodotti e siamo spinti all’acquisto da quello che vediamo. La percezione di queste qualità e la loro valutazione è direttamente correlata alla decisione dei soggetti/consumatori/utenti di acquistare/usare o meno un oggetto: pensiamo al caso del lo smartphone più lucido e più nero che esiste, o del cioccolatino con la confezione così scintillante, per citare solo due esempi. Renault è stato uno dei primi grandi produttori a rendersi conto dell’esigenza di nuovi Materiali di Riferimento più correlati alla percezione delle qualità degli

Un Materiale di Riferimento è un “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” def. 5.13 in [1]. L’esperienza più comune vede i Materiali di Riferimento associati soprattutto a specifiche proprietà chimiche; tuttavia esistono molte altre grandezze che traggono giovamento dall’essere riproducibili e disseminabili tramite i Materiali di Riferimento. È questo soprattutto il caso delle proprietà fisiche dei materiali associate a grandezze correlate all’Appearance, [2] cioè alla percezione visiva degli attributi degli oggetti quali colore, tessitura, gloss, trasparenza ecc. Figura 1 – Set di Materiali di Riferimento Ceramici Alcune di queste grandezze, Fattore utilizzati quali riferimenti per le grandezze Fattore Spettrale Spettrale di Riflessione (colore) e di di Riflessione e Coordinate Colorimetriche Trasmissione e Gloss (lucidità), sono già disseminate (e mantenute) tramite (Fig. 2), e assicurano ai Laboratori di opportuni Materiali di Riferimento, taratura il giusto riferimento metrolo- INRIM, Torino p.iacomussi@inrim.it ceramici (Fig. 1), plastici e vetrosi gico. T_M

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Figura 2 – Materiale di Riferimento in vetro nero utilizzato come riferimento per la grandezza Gloss

oggetti: nei primi anni del 2000 ha elaborato un set di campioni di riferimento per il tatto chiamato Sensotact®, le cui qualità percepite sono direttamente correlate a caratteristiche fisiche misurabili come rugosità e densità. Il colore, qualità osservabile per eccellenza, ha invece da sempre sviluppato i suoi propri Materiali di Riferimento. Dalla pezza di tessuto del determinato colore, ai riferimenti tintometrici, fino ad arrivare ai già citati campioni ceramici. Nel futuro il panorama dei MR si amplierà sempre di più: non più MR monouso o utilizzabili esclusivamente per una data misura, come normalmente avviene nel campo delle analisi chimiche, non più semplici ceramiT_M ƒ 146

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che colorate o vetri neri, ma golamenti internazionali sui Proiettori nuovi materiali appositamente Adattivi delle automobili (AFS). La sviluppati rappresentativi di Soft Metrology è riconosciuta dalla particolari qualità osservabili o CIE (Commission International d’Eclaidi grandezze importanti per la rage) [2] come metodologia elettiva progettazione illuminotecnica. per la definizione della metrologia Saranno materiali in grado di dell’Appearance. assicurare la coerenza con le Le grandezze legate alla percezione definizioni delle grandezze visiva di qualità di oggetti e superfici legate alla percezione e di che per prime necessiteranno di nuovi soddisfare le esigenze del mer- Materiali di Riferimento sono lo Sparcato di una maggiore qualità kle (scintillio) [4] e il Coefficiente di realizzativa e di progetto e Luminanza q (che descrive l’interaziouna migliore accuratezza di ne spaziale tra un oggetto e la luce misura. che lo illumina), def. 845-04-71 in Per valutare le qualità percepi- [5]. Per queste grandezze è più che te, non limitatamente al caso mai necessario migliorare l’infrastrutdelle sole qualità osservabili tura e le capacità metrologiche dei degli oggetti, si adotta una Laboratori anche per il tramite di metodologia d’indagine chia- Materiali di Riferimento. mata “Soft Metrology” per Lo Sparkle è una grandezza che misuanalogia con la definizione di ra il rapporto tra il flusso riflesso dalle “Hard Science and Soft Scien- particelle scintillanti del materiale ce”. Nella Soft Metrology il concetto di misurazione e mi surando si amplia fino a comprendere l’uomo, strumento di misura e misurando: la percezione umana è comparata a opportuni parametri fisici misurati, assicurando ripetibilità e riproducibilità del la misurazione [3]. L’INRIM è tra i po chi Istituti Metrologici e sicuramente uno dei primi a lavorare già da molti anni in questa nuova branca della metrologia. Ad esempio, grazie ai risultati ot tenuti da INRIM con esperimenti di Soft Metrology sono staFigura 3 – Un aperitivo. Osservate le sue Qualità Osservabili: ti definiti dall’ONU colore, gloss, trasparenza, traslucenza. Tutto ci spinge verso l’acquisto: Cin Cin! i parametri dei re -

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pioni contemporanei di asfalti (i valori attualmente utilizzati per la progettazione sono vecchi di circa 40 anni). Il tutto assicurando la riferibilità delle misure grazie agli Istituti Metrologici Nazionali (NMI) coinvolti nel progetto, che inoltre annovera tra i partner i principali Centri europei di ricerca e sviluppo nella strumentazione per la caratterizzazione dei manti stradali. I nuovi dati e le nuove condizioni geometriche di misura che risulteranno dal progetto assicureranno sia l’ottimizzazione della progettazione degli impianti d’illuminazione stradale dal punto di vista della sicurezza e del comfort visivo, sia l’implementazione delle Smart Cities attraverso i cosiddetti impianti d’illuminazione intelligenti (“Smart Lighting”). Il progetto organizzerà inoltre anche un confronto internazionale proprio sul Coefficiente di Luminanza, avvalendosi per l’occasione di MR appositamente sviluppati tramite la stampa 3D. Sarà questa un’ulteriore occasione per considerare i MR sotto una nuova luce, per stimolare il mercato a sviluppare e proporre nuovi Materiali di Riferimento, e soprattutto per coinvolgere Laboratori e Centri di ricerca italiani interessati a partecipare al confronto su questa particolare grandezza rafforzando le capacità metrologiche italiane in un campo che vedrà nei prossimi anni un intenso sviluppo economico. Infatti il 40% dei 5,5x106 km di strade europee è illuminato con impianti progettati su dati di q obsoleti e senza riferibilità, e molti impianti dovranno essere riprogettati e sostituiti con impianti a LED, molti dei quali saranno “Smart”, cioè in grado di adattarsi alle effettive condizioni di visione dei diversi utenti della strada in funzione del traffico e delle condizioni della strada. Il progetto SURFACE sarà quindi la fonte indipendente di valori di q metrologicamente affidabili, di metodologie di misura e di MR in grado di assicurare e costruire la riferibilità metrologica europea anche per questa specifica grandezza che ha un impatto economico notevole sull’intera Europa.

rispetto al flusso riflesso dallo sfondo in cui sono disperse. È una grandezza molto utile ai fini della caratterizzazione degli effetti metallici delle superfici e a seguito di un progetto europeo [6], che ha visto coinvolto l’INRIM anche per la parte di Soft Metrology, nuovi Materiali di Riferimento sono in via di sviluppo. Per quanto riguarda il Coefficiente di Luminanza q, la realizzazione di un Materiale di Riferimento per specifiche applicazioni è quanto mai impellente: la Comunità Europea, attraverso il programma EMPIR, finanzierà, a partire da giugno 2017 e per 36 mesi, il progetto SURFACE che mira a caratterizzare e definire il q dei manti stradali per applicazioni illuminotecniche, migliorando ed estendendo le capacità metrologiche tramite anche la realizzazione di opportuni Materiali di Riferimento. q è la grandezza che descrive come una superficie distribuisce nello spazio la luce riflessa: è la quantità di misura associata alla qualità percepita in prima battuta come lucidità e luminosità della superficie; la quantità Gloss la valuta considerando solo la condizione speculare a certi angoli d’incidenza. La sua conoscenza è di fondamentale importanza per la progettazione illuminotecnica e per valutare a priori come un oggetto verrà visto luminoso dal consumatore/utente poiché permette di calcolare la Luminanza della superficie per determinate condizioni d’illuminazione e osservazione. La Luminanza è la grandezza percepita dall’occhio umano e la visione si basa proprio sul contrasto di Luminanza: ecco allora che la conoscenza di q è fondamentale per la progettazione illuminotecnica, soprattutto nella progettazione d’impianti d’illuminazione il cui valore primario sia l’assicurazione di condizioni di visione che garantiscano la sicurezza, come nel caso dell’illuminazione stradale. Tra i vari obiettivi del progetto ci sono il definire le condizioni geometriche più opportune per gli impianti d’illuminazione stradale in cui misurare q, il fornire nuovi dati misurati di cam-

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È TUTTO QUI? NO!

Strade più sicure, meglio illuminate, oggetti dalle qualità visive accattivanti e strabilianti, prodotti con migliori finiture superficiali, hanno bisogno di una migliore metrologia e di nuovi MR. L’industria manifatturiera italiana è pronta a cogliere quest’occasione? Tutto questo è stato discusso durante la sessione dedicata ai Materiali di Riferimento nell’ambito dell’11a edizione di A&T, tenutasi a Torino il 5 maggio scorso. RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

1. UNI CEI 70099 “Vocabolario internazionale di Metrologia”, 2008. 2. CIE 175:2006 “A framework for the measurement of visual appearance”, CIE Pubblication no. 175:2006, International Commission on Illumination, 2006. 3. Michael Pointer, NPL Report CMSC 20/03 “New directions, Soft Metrology, Requirements for support from Mathematics, Statistics and Software”, 2003. 4. ASTM E284-13b, Standard terminology of Appearance. 5. CIE IEC 845 “International Lighting Vocabulary”. 6. www.xdreflect.eu.

Paola Iacomussi è Ricercatore presso l’INRIM, Divisione Nanoscienze e Materiali. È specializzata nella caratterizzazione di materiali e sorgenti con particolare attenzione alla resa percepite, Soft Metrology e sistemi di misura con sensori digitali. È stata la responsabile dell’illuminazione della Sindone nell’Ostensione del 2015. Ha partecipato a diversi progetti di ricerca internazionali e nazionali ed è Coordinatore del progetto Europeo SURFACE. È Docente presso l’Università e il Politecnico di Torino e varie istituzioni private. T_M ƒ 147

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MANIFESTAZIONI EVENTI E FORMAZIONE

2017-2018 eventi in breve Segnalazione di manifestazioni ed eventi d’interesse 2017

21 - 23 giugno

Padova, Italy

4th

25 - 30 giugno

Dublin, Ireland

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

http://osi12conference.com

27 - 30 giugno

Modena, Italy

27th

www.faim2017.org

4 - 7 luglio

Thessaloniki, Greece

14th Intl. Conference on Nanoscience and Nanotechnologies

www.nanotexnology.com/index.php/nn

10 - 12 luglio

San Juan, Puerto Rico

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

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-andphotonics-for-sustainable-energy/conferences

12 - 13 agosto

Ghaziabad, India

Paradigm Shift In Emerging Trends In Education, Technologies and Business Economic Policies

www.geraconference.co.in/conference

28 agosto - 1 settembre

Ilsan, Korea

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

www.asem17.org

28 agosto - 1 settembre

Ilsan, Korea

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

www.anbre17.org

29 - 31 agosto

Glasgow, UK

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

www.enbis.org/news/617

4 - 7 settembre

Munich, Germany

Third International Conference on Enhanced Spectroscopy (ICES 2017)

www.lmu.de/ices2017

10 - 14 settembre

Rome, Italy

8th

www.iaria.org/conferences2017/SENSORDEVICES17.html

10 - 14 settembre

Anacapri, Italy

3rd EOS Topical Meetings: 3rd on Optics at the Nanoscale (ONS’17) e 7th on Optical Microsystems (OµS’17)

www.myeos.org/events/capri2017

13 - 16 settembre

Modena, Italy

Congresso Annuale GMEE

http://misure2017.ing.unimore.it

13 - 16 settembre

Modena, Italy

Congresso Annuale MMT

14 - 15 settembre

Iasi, Romania

22nd

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-international-workshopmeasurements-and-networking-mn

29 settembre - 2 ottobre

Sun Moon Lake, Taiwan

The 3rd International Conference on Inventions

http://sciforum.net/conference/ICI2017

1 - 4 ottobre

Tessaloniki, Greece

3rd

http://imekofoods3.web.auth.gr

1 - 5 ottobre

Orlando, USA

2017 IEEE Photonics Conference

www.photonicssociety.org/conferences/ieee-photonics-conference

2 - 5 ottobre

Teddington, UK

EU NORM 2017

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

4 - 6 ottobre

Napoli, Italy

1st IMEKO TC19 Workshop on Metrology of the Sea

www.metrosea.com

16 - 19 ottobre

Yokohama, Japan

IEEE XX Intelligent Transportation Systems Conference

www.itsc2017.org

23 - 25 ottobre

Lecce, Italy

IMEKO International Conference on Metrology for Archaeology (Metroarchaeo2017)

www.metroarcheo.com

IEEE International Workshop on Metrology for Aerospace

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

International Conference on Computational Methods (ICCM2017)

International Conference on Sensor Device Technologies and Applications (SENSORDEVICES 2017)

IMEKO TC4 Symposium and

http://misure2017.ing.unimore.it 20th

International Workshop on ADC Modelling and Testing

IEEE International Workshop M&N 2017

IMEKOFOODS “Metrology Promoting Standardization and Harmonization in Food and Nutrition"

43rd

www.metroaerospace.org

Annual Conference of IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2017)

www.imeko2017.tuiasi.ro

29 ottobre - 1 novembre

Beijing, China

2017

7 - 9 novembre

New Orleans, USA

Avionics and Vehicle Fiber-Optics and Photonics Conference 2017 (AVFOP)

www.photonicssociety.org/conferences/avionics-and-vehicle-fiber-optics-andphotonics-conference

19 - 22 novembre

Singapore

39th Progress in Electromagnetics Research Symposium (PIERS)

www.piers.org/piers2017Singapore

Caparica, Portugal

1st

www.forensics2017.com

20 - 23 novembre

International Caparica Conference in Translational Forensics

www.iecon2017.com

2018 18-20 aprile

Torino, Italy

A&T 12a edizione - Fiera Internazionale dell’Innovazione Competitiva nell’Industria Manifatturiera

www.affidabilita.eu

3 - 7 settembre

Belfast, UK

XXII World Congress of the International Measurement Confederation (IMEKO)

www.imeko2018.org

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METROLOGIA... PER TUTTI

Rubrica a cura di Michele Lanna (info@studiolanna.it)

L’accreditamento degli organismi d’ispezione Valutazione della conformità - Requisiti per il funzionamento di vari tipi di organismi che eseguono ispezioni in accordo alla norma UNI CEI EN ISO/IEC 17020 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 discusses 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! PREMESSA

La norma UNI CEI EN ISO/IEC 17020 emessa nell’anno 2012, specifica i requisiti per la competenza degli Organismi che effettuano ispezioni. Trae origine dall’ISO Guide 39 “General Requirements for the acceptance of Inspection Bodies for Inspection” del 1983 e nasce dalla constatazione dei disastri – spesso rilevanti – verificatisi nel passato (es. Grover & Company, Crandon, Sultana, ecc.). L’acquisizione della responsabilità delle ispezioni da parte di Organismi specificamente autorizzati, rappresenta un argine preventivo al potenziale verificarsi di disastri. Bisogna distinguere tra accreditamento di Organismi d’ispezione (OdI) nel settore cogente (in base a Direttive europee) e quelli operanti nel settore volontario (ad es. costruzioni). Tra le Direttive europee il legislatore contempla le MID, che sono le Direttive europee sugli strumenti di misura, acronimo di Measuring Instruments Directive. Si applicano a settori specifici della metrologia legale, quali: contatori dell’acqua, contatori del gas e dispositivi di conversione del volu-

me, contatori di energia elettrica, contatori di calore, sistemi di misura per la misurazione continua e dinamica di quantità di liquidi diversi dall’acqua, strumenti per pesare, tassametri, ecc. Queste direttive riportano i requisiti metrologici e di funzionamento specifici, applicabili a ogni categoria. I settori merceologici ai quali si può applicare la norma sono molti. Per l’edilizia si può considerare l’RT 33 di ACCREDIA, nonché l’RT 07. Quest’ultimo definisce, nell’edizione del 2015, i criteri per l’accreditamento degli organismi d’ispezione di tipo A, B e C ai sensi della norma UNI CEI EN ISO/IEC 17020, in conformità al protocollo ITACA, nell’ambito delle co struzioni, nel quale spesso valgono requisiti regolamentari e di legge suppletivi, alcuni di essi specifici nel nostro Paese a fronte della normativa sugli Appalti Pubblici. Per tutti i settori bisogna tener conto dell’RG 03 di ACCREDIA Rev 3 del 2013, che descrive il “Regolamento per l’accreditamento degli organismi d’ispezione”. Nel presente scritto non s’intende fare una disamina di tutti i singoli requisiti, per i quali si rinvia alla norma e ai

requisiti di ACCREDIA indicati, bensì si vuole mettere in evidenza alcuni di essi, ricordando che lo scopo dell’accreditamento è quello di “promuovere la fiducia negli organismi che eseguono ispezioni” (vedi norma). “Gli organismi d’ispezione, che hanno conseguito l’accreditamento, possono effettuare valutazioni per conto di clienti, privati, organizzazioni a essi collegate, o di autorità, con l’obiettivo di fornire informazioni riguardo alla conformità di elementi sottoposti a ispezione, a regolamenti, norme, specifiche, schemi d’ispezione o contratti” (vedi norma). La norma descrive tutti i passi da compiere da parte di un Organismo che voglia conseguire l’accreditamento, descrivendo le azioni da svolgere. Chiarisce che le attività in essa descritte, necessarie per conseguire l’accreditamento, possono sovrapporsi ad altre, svolte dalla stessa organizzazione, e finalizzate al conseguimento di certificazioni di sistema o di prodotto oppure al conseguimento di altro accreditamento (ad esempio in base alla norma ISO/IEC 17025). La differenza fondamentale tra i diversi tipi di certificazione (es. ISO 9001, ISO 14001, ecc.) e l’accreditamento conseguito in base a questa norma, è che chi lo consegue è abilitato come Organismo in grado di esprimere un “giudizio professionale per determinare l’accettabilità rispetto a requisiti generali”. Per questa ragione, l’accreditamento conseguito, a seguito della valutazione del sistema di gestione, conferito da ACCREDIA, dimostra la “Competenza” dell’Organismo ac creditato. Per completare queste poche note introduttive vale la pena di considerare la differenza tra l’accreditamento di un Organismo d’ispezione e la certificazione di prodotto, chiarendo fin d’ora che l’attività ispettiva può T_M

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METROLOGIA... PER TUTTI

sovrapporsi a un’attività di prova o certificazione ed è inseribile come fase singola in un processo più ampio. Nella Tab. 1 sono indicate le principali differenze tra certificazione di prodotto e attività ispettiva. I REQUISITI DELLA NORMA: ILLUSTRAZIONE DEI PUNTI SALIENTI

Come ogni norma gestionale, si compone di requisiti specifici da soddisfare, che illustreremo nel seguito. Prima d’inquadrare bene i requisiti della norma, è bene poter premettere aspetti di carattere generale. Innanzitutto la competenza, che è l’asse portante di tutta la norma. Il normatore vuole far comprendere come e attraverso quali passi assicurarne l’acquisizione. Il secondo aspetto qualificante è la classificazione tra Organismi di tipo A, B e C. La classificazione serve a fornire diverse opzioni all’Organismo che realizza il sistema qualità, in funzione delle proprie caratteristiche, del mercato al quale si rivolge, della normativa cogente applicabile. Gli Orga-

nismi di tipo A sono quelli che devono documentare in maniera completa la loro organizzazione, il proprio modus operandi, quindi l’adozione di un sistema di gestione specifico in accordo alla norma ISO/IEC 17020. Il sistema di gestione, per Organismi di tipo A, deve comprendere: - documentazione del sistema qualità, quindi politiche, manuale, procedure, definizione di responsabilità; - gestione controllata dei documenti e dei dati; - gestione delle registrazioni, sia tecniche sia gestionali; - adozione dei meccanismi reattivi tipici di un sistema di gestione: gestione delle non conformità, delle azioni correttive e preventive, gli audit interni, la gestione dei reclami, il riesame della direzione. In altre parole ciò significa adottare il P-D-C-A (Plan-Do-Check-Act), ben noto come ciclo Deming, adottato per tutti i sistemi di gestione e quindi anche nella ISO/IEC 17020. Semplificazioni o specificazioni sono quelle previste per gli Organismi di tipo B o C. La principale caratteristica di un organismo di tipo B è che esso eroga solo

Tabella 1 – Differenza tra certificazione di prodotto e ispezione (tratto e adattato da IAF - ILAC “Guidance on the application of ISO/IEC 17020”)

ATTIVITÀ

ISPEZIONE

CERTIFICAZIONE PRODOTTO

Tipo di operazione

Ispezione di singoli prodotti e non necessariamente di parte terza

Certificazione di serie di prodotti e sempre di parte terza

Conformità

Valutazione a fronte di norme o requisiti cogenti

Valutazione a fronte di standard o documenti normativi

Decisioni

È necessaria la separazione tra chi svolge attività di progettazione o produzione e chi effettua l’ispezione, nonché la sua valutazione riguardo all’esito dell’ispezione

Certificazione da parte di una persona che non ha effettuato direttamente il controllo del prodotto per la valutazione della sua conformità

Sorveglianza

Solo se richiesta e come supporto all’ispezione

Di solito necessaria per continuare ad assicurare la conformità

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servizi d’ispezione di prima o seconda parte, cioè “i servizi d’ispezione devono essere erogati solo all’organizzazione di cui l’organismo d’ispezione fa parte”. Inoltre “dev’essere stabilita una chiara separazione delle responsabilità del personale impiegato in altre funzioni”. E ancora: “l’organismo d’ispezione e il proprio personale non devono impegnarsi in qualsiasi attività che possa essere in conflitto con la loro indipendenza di giudizio e integrità in relazione alle loro attività d’ispezione”. Quindi, “un organismo d’ispezione che ha stabilito e mantiene attivo un sistema di gestione, in conformità alla norma ISO 9001, e che è in grado di supportare e di dimostrare il soddisfacimento coerente dei requisiti della presente norma internazionale, soddisfa i requisiti dei punti relativi al sistema di gestione”. Per quanto concerne gli Organismi di tipo C le condizioni da garantire sono: A. adozione di meccanismi di salvaguardia per assicurare adeguata se parazione tra le responsabilità e rendicontazione tra le ispezioni e le altre attività; B. Progettazione, fabbricazione, fornitura, installazione, servizio, manutenzione non devono essere eseguite dalla stessa persona. È ovvio che il normatore voglia rimarcare due concetti importanti: il primo è quello di sistema di gestione, da considerare come insieme interconnesso di processi, persone, strutture; il secondo è quello dell’indipendenza, sul quale aspetto ritorneremo per rimarcare una delle specificità della norma (e non solo della ISO/IEC 17020). L’unica eccezione a questa condizione può essere costituita da requisiti cogenti che ammettono la concentrazione di responsabilità in un unico soggetto. La classificazione degli OdI di tipo A, B, e C è ampiamente descritta nell’appendice della norma e nel Regolamento RG 03 di ACCREDIA. La domanda che mi son sentito rivolgere da alcuni Laboratori che intendevano accreditarsi in base alla norma di cui stiamo parlando è quale fosse il nesso tra la ISO/IEC 17020 e

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struttura che esegue ispezioni inserita all’interno di una struttura aziendale più ampia: ad esempio un’azienda che decida di creare al suo interno un Organismo d’ispezione. In questo caso vanno risolte tutte le eventuali problematiche relative ad assicurazioni, autorizzazioni, e quant’altro necessario per lo svolgimento dell’attività. È importante che i Requisiti Amministrativi siano opportunamente assicurati attraverso la documentazione delle modalità di assunzione della responsabilità amministrativa e delle azioni a essa collegate. Per quanto concerne l’Organizzazione e Direzione dev’essere definita – come in ogni sistema di gestione – la mappa dei compiti e delle responsabilità per lo svolgimento delle attività d’ispezione, ivi compresa l’autorità. Per soddisfare questo requisito, è buo na regola: a) Definire un organigramma che descriva le dipendenze gerarchiche e/o funzionali di tutte le figure che gestiscono a vario titolo l’Organismo; b) Definire un mansionario con una “job description” chiara e dettagliata per ogni figura considerata. In particolare, la definizione di un direttore tecnico che deve assicurare la conformità dell’attività d'ispezione non solo alla norma, ma anche ai requisiti co genti applicabili; c) Se l’Organismo d’ispezione fa parte di un’organizzazione più grande, chiarire le connessioni esistenti tra l’OdI e l’organizzazione alla quale appartiene. Ciò è importante per dimostrare l’autonomia, la riservatezza e il processo decisorio. Per quanto attiene alle risorse è confermato l’iter che ogni organizzazione deve compiere per assicurare la com petenza, attraverso i seguenti step: – Misura dell’attuale livello di competenza delle risorse umane, desunto da valutazioni effettuate ad hoc; – Identificazione dei livelli di competenza richiesti per lo svolgimento del ruolo d’ispezione, desunto dalle nor me, regolamenti, requisiti cogenti ap plicabili, esigenze del cliente, ecc.; – Misura della differenza esistente tra l’attuale livello di competenza esistente e quello richiesto;

la ISO/IEC 17025. Vale la pena di richiamare all’attenzione del lettore che la norma ISO/IEC 17025 titola: “Requisiti generali per la competenza dei Laboratori di prova e di taratura”. Non è casuale che LS 03 di ACCREDIA, che elenca le norme e i documenti di riferimento per le attività di accreditamento di Organismi d’ispezione, dia evidenza della ISO/IEC 17025. Alcuni requisiti relativi al processo di misura e al sistema di misura trovano descrizione sia nell’una sia nell’altra norma. L’aspetto che le accomuna è la competenza, che dev’essere assicurata sia per il personale, sia per i metodi di prova o taratura o ispezione, sia per le apparecchiature, attraverso l’applicazione di norme specifiche. La competenza del personale può essere assicurata attraverso un processo innanzitutto di addestramento, non soltanto relativo ai requisiti della norma, ma anche a tutti i requisiti cogenti applicabili. Vale la pena ricordare (se pure ce ne fosse bisogno!) che l’accreditamento dell’OdI è conferito in Italia da ACCREDIA solo dopo averne accertato la competenza. Consideriamo ora gli aspetti a nostro avviso più qualificanti della norma. Tra i Requisiti Generali vale la pena di considerare l’imparzialità, l’indipendenza e la riservatezza. Trattandosi di un Organismo accreditato che può svolgere ispezioni di terza parte, è ovvio che debbano essere assicurati questi requisiti, tipici di tutti gli Organismi di certificazione di sistema e di prodotto. L’Organismo d’ispezione deve promuovere tutte le azioni atte a eliminare i rischi che possano compromettere imparzialità e indipendenza. Per quanto concerne la riservatezza, l’Organismo è tenuto al rispetto di questo requisito, assicurando che non siano divulgate informazioni riservate, se non dopo una specifica autorizzazione del cliente. Tra i Requisiti Strutturali, vanno considerati i Requisiti Amministrativi. Il normatore prende in considerazione situazioni (molto comuni sia agli Or ganismi d’ispezione sia ai Laboratori di prova o taratura) che vedano la

METROLOGIA... PER TUTTI

– Pianificazione d’interventi di addestramento o qualifica (ove richiesto) idonei a recuperare il gap esistente; – Attuazione dell’addestramento pianificato e misura dell’efficacia raggiunta; – Valutazione della competenza raggiunta attraverso misurazioni periodiche effettuate ad hoc; – Fissazione del livello di competenza del personale, utile per successive esigenze e replicazione dell’iter descritto. Le esigenze di addestramento o (in alcuni casi di qualifica) possono essere dettate da adeguamento del livello di conoscenza/applicazione di requisiti cogenti, dalle esigenze del cliente, da requisiti di norme volontarie (es. ISO/IEC 17020). È bene che l’OdI identifichi e analizzi attentamente tutte le proprie esigenze, considerando attentamente le caratteristiche del proprio personale, al fine di poter conferire a esso la competenza idonea. È inutile dire che per essere certi del livello di competenza acquisito, bisogna effettuare misurazioni con una frequenza dettata dagli aggiornamenti normativi (volontari e cogenti), dalle esigenze emerse a seguito di audit di clienti o di ACCREDIA, da esigenze organizzative che dovessero emergere a seguito di audit interni o di non conformità riscontrate all’interno dell’OdI. La norma ribadisce ulteriormente il concetto dell’imparzialità e della riservatezza, che devono essere considerate come aspetti importanti per la valutazione del personale. Come per l’ISO 9001, devono essere conservate registrazioni atte a documentare il livello di competenza, addestramento del personale e la misura della sua efficacia. Ai Dispositivi e Apparecchiature la norma dà – come è ovvio – una significativa importanza, consapevole del fatto che nel processo di misura essa costituisce, insieme alle risorse umane, ai metodi, alle condizioni ambientali, un riferimento per la buona conduzione dell’attività d’ispezione. Le analogie con la ISO/IEC 17025 sono significative, a dimostrazione del fatto che l’affidabilità di una misura dipenT_M ƒ 151

de in modo determinante anche dalle apparecchiature usate, dalla loro conduzione, dal loro controllo e taratura, e – soprattutto – dalla valutazione della loro adeguatezza alle attività ispettive da svolgere. In apposita procedura devono essere riportati tutti gli elementi atti a far sì che il processo di misura sia controllato. Ciò si traduce nella definizione di: – Elenco delle apparecchiature e loro caratteristiche metrologiche; – Definizione dei criteri di acquisizione, installazione e messa a punto prima dell’utilizzo; – Definizione dei criteri di manutenzione a cadenze prestabilite; – Definizione dei criteri di taratura e conferma metrologica (ove applicabile), frequenze e modalità di controlli intermedi tra una taratura e la successiva; – Assicurazione della riferibilità delle misure a campioni nazionali o internazionali; – Criteri di utilizzo e controllo dei materiali di riferimento, certificati e riferibili, anche con riferimento alle specifiche norme di gestione (es. ISO Guide 33 e altre); – Criteri di gestione del software e sua validazione, quando necessario; – Criteri d’immagazzinamento e conservazione delle apparecchiature; – Modalità di gestione delle apparecchiature difettose. Quanto detto può costituire una traccia di una possibile procedura, che dev’essere adattata al contesto operativo dell’OdI. Per quanto riguarda il subappalto, devono essere adottate tutte le azioni atte ad assicurare che il fornitore al quale è stata affidata parte dell’ispezione o servizi specifici risulti idoneo per il servizio richiesto. Ciò richiede che l’OdI debba assicurarsi della competenza dell’organizzazione alla quale ha affidato l’attività, in linea con i livelli definiti dallo stesso OdI. Il monitoraggio periodico dell’organizzazione alla quale si è subappaltata l’attività dev’essere effettuato con tecniche del tipo vendor rating o altri indicatori, al fine di misurare il livello di prestazione nel tempo. T_M ƒ 152

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L’altra componente del processo di misura è il metodo d’ispezione utilizzato. Per questo requisito le analogie con la norma ISO/IEC 17025 sono molte, e vanno dai criteri d’identificazione del/i metodo/i alla descrizione puntuale del metodo in apposite procedure, accompagnate dalle opportune registrazioni. La norma considera anche i criteri di validazione del metodo, nei casi in cui non è normalizzato, adottando idonei criteri di validazione e approvazione. Tra gli altri requisiti di processo è da considerare anche il Trattamento degli elementi da sottoporre a ispezione e dei campioni e le successive registrazioni. I Rapporti d’ispezione e i Certificati d’ispezione devono assicurare la completa riferibilità dell’ispezione, considerando l’oggetto ispezionato, e che i risultati dell’ispezione identifichino in modo completo l’ispezione. Infine i Requisiti Gestionali descrivono l’iter di pianificazione e relativi documenti utilizzati (Manuale, procedure, istruzioni di lavoro), quelli di registrazione e i criteri di gestione, nonché tutti i processi gestionali che si accompagnano all’attività d’ispezione, quali: riesame del contratto e delle offerte, approvvigionamento, gestione dei reclami, ecc., il tutto declinato per Organismi di tipo A, B, C. QUALI AZIONI SVOLGERE PER CONSEGUIRE L’ACCREDITAMENTO

stione, con riferimento alla ISO/IEC 17020 e individuare la “distanza” del Laboratorio dalla conformità alla norma. Per ciò può essere usata una specifica check list, dopo aver individuato da parte dell’Organizzazione quale tipo di OdI (tipo A, B o C) si sta considerando. Il secondo passo è quello di definire la politica per la qualità dell’OdI, sulla quale costruire il sistema di gestione. Il terzo passo è quello di addestrare il personale alla conoscenza dei requisiti cogenti e volontari che permettono all’Organizzazione di diventare OdI. L’elaborazione della struttura documentale costituisce elemento imprescindibile. Vanno elaborati un manuale e procedure (secondo quanto prescritto dalla norma) per la gestione del sistema. L’implementazione del sistema permette di verificare la correttezza delle scelte effettuate, adottando tutti i correttivi, modifiche che si rendessero necessari. Il monitoraggio del sistema, condotto da personale addestrato dell’Organizzazione, consente di effettuare una prima “misura” della conformità del sistema alla norma e ai requisiti cogenti applicabili, nonché alle esigenze del Cliente. Le azioni correttive permettono di creare le condizioni per la conformità del sistema ai requisiti applicabili. Seguendo – a questo punto – i criteri indicati da ACCREDIA, si può avviare l’iter di accreditamento. CONCLUSIONI

La domanda che si pongono molti Organismi che intendono prepararsi all’accreditamento per essere riconosciuti come OdI è: quali sono le azioni per conseguire l’accreditamento? Proviamo a indicare un iter generale da seguire, che deve comunque considerare le specificità dell’Organismo che va ad accreditarsi e le azioni già messe in essere (es. esistenza di procedure, manuale, ecc.), considerando le diverse tipologie di Organismi d’ispezione (opzione A, B, C). È buona regola partire da un’autovalutazione del proprio sistema di ge -

Diventare un OdI presuppone l’adozione di un iter che si basa sull’applicazione di una norma e di requisiti di facile interpretazione e adozione. Devono essere adottati alcuni accorgimenti per rendere di rapida adozione e implementazione il sistema: a) Munirsi di tutte le norme, regolamenti, requisiti di legge da applicare e studiarli attentamente; b) Pianificare accuratamente tutto il processo, definendo tempi ragionevoli, in funzione del livello di competenza dell’Organizzazione;

N. 02ƒ ;2017 c) Coinvolgere tutto il personale interessato alla creazione del sistema di gestione, evitando di adottare comportamenti selettivi che escludano persone interessate al processo d’ispezione; d) Strutturare il sistema di gestione, adottando procedure e metodi di lavoro utili alla corretta gestione; e) Effettuare periodici monitoraggi, sia pianificati sia non, per verificare che l’iter seguito sia corretto; f) Misurare sistematicamente la competenza del personale, adottando i criteri più adatti all’Organizzazione. Se l’Organizzazione avrà attuato in modo corretto questo iter potrà avere certezza di diventare un valido Organismo d’ispezione.

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

1. UNI CEI EN ISO/IEC 17020:2012 “Requisiti per il funzionamento di vai tipi di organismi che eseguono ispezioni”. 2. UNI CEI EN ISO/IEC 17025:2005 “Requisiti generali per la competenza dei Laboratori di prova e di taratura”. 3. ACCREDIA – Documenti vari relativi agli Organismi d’ispezione. 4. NATA – Policy Circular 44 – March 2013 – “Implementation of ISO/IEC 17020 in the Program of Inspection”. 5. ISO Guide 39 “General Requirements for the acceptance of Inspection Bodies for Inspection”. 6. IAF-ILAC “Guidance on the application of ISO/IEC 17020”.

di un PC. Nella finestra di misura, contemporaneamente all’immagine NEWS di visione, viene generata la costruzione geometrica del pezzo e il relativo listato numerico dei parametri MACCHINE DI MISURA calcolati. OTTICHE L’illuminazione episcopica è assicuraMULTISENSORE 3D CNC ta da un anello a Led controllato da una specifica funzione del software, La nuova linea di macchine CNC che lo memorizza durante la ripetiInspecVista (distribuita in Italia da zione del programma. L’illuminazioRUPAC srl) rappresenta un’ulterio- ne diascopia a Led, memorizzabile, è gestita dal software. re evoluzione della misurazioMediante il software di misune ottica e a contatto, intera “VMS” sono disponibili le grata con il potente softwaprincipali funzioni di costrure di misura 3D “VMS”. zione delle figure geomeLa macchina è realizzata triche (cerchi, raggi, angocon una struttura compleli, distanze, punti, ecc.) e tamente in alluminio e grale relative possibilità di nito che integra la tavola intersezione. La misuradi misura completa di zione avviene in modo righe ottiche, con moviautomatico, grazie al mentazione completaprotocollo di analisi mente CNC e braccio dell’immagine; il proverticale, su cui è gramma consente al installato il gruppo l’operatore di creare ottico Zoom. Il finestre delle di sistema di visione mensioni desideè composto da rate nelle quali una telecamera acquisire autoa colori CCD ad maticamente il alta risoluzione profilo e le carat(CMOS camera teristiche geometrioptional) che, che derivanti. L’operatoattraverso una schere può creare programmi da Frame Grabber, trapersonalizzati per eseguire le sferisce la visione sul monitor

METROLOGIA... PER TUTTI

7. MID 001 “Contatori dell’acqua”. 8. MID 002 “Contatori del gas e di spositivi di conversione del volume”. 9. MID 003 “Contatori di energia elettrica attiva e i trasformatori di misura”. 10. MID 004 “Contatori di calore”. 11. MID 005 “Sistemi di misura per la misurazione continua e dinamica di quantità di liquidi diversi dall’acqua”. 12. MID 006 “Strumenti per pesare a funzionamento automatico”. 13. MID 007 “Tassametri”. 14. MID 008 “Misure materializzate e identificate come lunghezze e capacità”. 15. MID 009 “Strumenti di misura della dimensione”.

misurazioni di un pezzo mediante un ciclo di controllo guidato e integrato da testi d’informazione. Per sfruttare e velocizzare il controllo in produzione è possibile utilizzare, in modo bidirezionale, la co struzione CAD dei profili (DXF). Tutti i risultati dimensionali ottenuti, come le immagini o i relativi profili, possono essere stampati su carta e archiviati in file. Il programma consente l’esportazione dei valori misurati in file di testo, che possono essere letti da altri software di elaborazione statistica tipo Excel. Importantissima la funzione BEST-FIT, compresa nella versione standard, che consente la comparazione del profilo reale del pezzo con il profilo CAD, tramite auto allineamento, ed evidenzia automaticamente i valori di scostamento, tramite tabella a colori. È possibile montare il kit tastatore Renishaw TP20 con forza maggiorata, completo di stylus e tastatori, adatto per l’utilizzo delle prolunghe per composizione tastatori a “stella”. La misura ottica dei pezzi da controllare s’integra così con quella a contatto, rendendo la macchina uno strumento molto duttile e performante. Per ulteriori informazioni: tecnico@rupac.com www.rupac.com

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I PREMI INNOVAZIONE DI A&T 2017

A cura di Franco Docchio e Massimo Mortarino

Radar e Sistema di Puntamento con Arduino e Processing Prof. Walter Galinetta e Classe IV Eln. - Istituto Internazionale “Edoardo Agnelli” - Torino - Istituto Tecnico Industriale - Liceo Scientifico

RADAR AND POINTING SYSTEM WITH ARDUINO AND PROCESSING In this new section we will present the winning projects of the A&T 2017 Innovation Award, held in the 11th edition of A&T (Turin, 3-5 May), the Italian event dedicated to Technologies and Innovative Solutions for Competitive Manufacturing Companies. The review of the winning projects begins with the youngest, the first classified in the “SCHOOLS” category, to witness how innovation cannot be ignored by training, especially aimed at younger generations. RIASSUNTO In questa nuova rubrica presenteremo i progetti vincitori del Premio Innovazione di A&T 2017, svoltosi nell’ambito dell’11a edizione di A&T (Torino, 3-5 maggio), la manifestazione italiana dedicata alle Tecnologie e Soluzioni innovative per le Aziende manifatturiere competitive. Fra tutti i casi aziendali e i progetti di ricerca applicativa (che dovevano avere attinenza al modello “Industria 4.0”), presentati da aziende, start-up, università, enti di ricerca e scuole, ne sono stati selezionati e ammessi a concorrere ai premi finali ben 97, che il comitato scientifico ha giudicato validi esempi pratici di come l’applicazione degli strumenti innovativi disponibili possa risultare fondamentale per la soluzione di uno specifico problema o esigenza, spesso con possibili estensioni applicative d’interesse generale. La rassegna dei progetti vincitori comincia proprio dai più giovani, i primi classificati della categoria ”SCUOLE”, a testimonianza di come l’innovazione non possa prescindere dalla formazione, mirata soprattutto alle nuove generazioni. PREMESSA

L’uso della scheda Arduino è ormai prassi consolidata nel triennio dell’ITI. Pensata per interagire con l’ambiente circostante in maniera semplice e in tuitiva, dispone di vari pin a cui possono essere collegati sensori e attuatori. Questi ultimi comunicano con il processore che, interpretando gli input dei sensori, determina il comportamento degli attuatori in base alle istruzioni con cui è stato programmato. Quello che manca al “mondo” ArduiT_M

(mmortarino@affidabilita.eu)

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no è la sua capacità di visualizzare le informazioni (non sono previste istruzioni, né librerie grafiche specifiche) oltre a possedere una certa rigidità nel comunicare con altri ambienti software, a meno che non si voglia ricorrere a moduli hardware esterni (shields) e moduli software (librerie) progettati per espandere le potenzialità di Ar duino. Ecco quindi nascere l’idea del Radar, dispositivo che permette di rendere visibili (e quindi maggiormente “fruibili”) i dati provenienti da un sensore (nel nostro caso a ultrasuoni), combinato con un sistema di puntamento che, attraverso un algoritmo di triangolazione, permette di utilizzare i dati del sensore per colpire, attraverso un raggio laser, l’oggetto individuato.

Questo progetto quindi nasce dalla voglia di superare questi vincoli, facendo diventare Arduino parte di un sistema complesso nel quale sia la parte visuale sia la parte algoritmica diventano importanti. IL PROGETTO E LE SOLUZIONI ADOTTATE

L’idea è stata quella di utilizzare il software Processing come elemento principale intorno al quale collegare e far dialogare altro software e hardware. In questo caso Processing si comporta da Master, mentre Arduino da Slave. Per comodità di comprensione possiamo pensare al progetto diviso in moduli. Modulo 1: Lettura del sensore e trasferimento dati Arduino legge i valori provenienti dal sensore a ultrasuoni e invia al software Processing queste letture, rispettando un protocollo da noi stabilito. Il sensore è montato su una piattaforma mobile collegata a una scheda Arduino, la quale gestisce il movimento rotatorio (da 0° a 180°) del sensore registrando angolo e distanza. Il sensore è il modello HC-SR04. Dopo diverse prove si è deciso di adottare il seguente protocollo di comunicazione tra i due software Processing e Arduino. Il protocollo prevede l’invio, tramite porta seriale, di stringhe lunghe 4 byte secondo il formato “Angolo – virgola – Distanza – punto”. È stata sviluppata in Processing una subroutine che legge la stringa, capisce quando finisce e separa l’Angolo dalla Distanza. Un altro problema, evidenziato in questa fase, è stata la taratura del sensore a ultrasuoni. Bisognava che la lettura fosse precisa e priva di

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I PREMI INNOVAZIONE DI A&T 2017

proprio (vedi Fig. 4), creato sfruttando al massimo le potenzialità grafiche del software Processing, e il modulo visivo e sonoro per la visualizzazione dell’oggetto individuato.

Figura 1 – Interconnessione del software Processing e della scheda Arduino. Fonte: http://howtomechatronics.com/tutorials/arduino/processing

Figura 4 – Interfaccia grafica “statica”

Figura 2 – Gestione delle informazioni circa l’Angolo e la Distanza da parte di Arduino. A destra un particolare del Serial Monitor dov’è evidenziato il formato del protocollo sviluppato

In particolare il radar prevede la presenza di una barra che “spazzola” la zona da controllare, mostrando anche informazioni relative alla distanza e all’angolo. Nel momento del rilevamento dell’oggetto, si attiva una routine che lo rende visibile sotto forma di punti rossi, modificando l’intensità del segnale sonoro e facendo comparire una finestra con la scritta “Procedura di Puntamento Attivata” (vedi Fig. 5).

Figura 3 – Principio di funzionamento del sensore HC – SR04

segnali spuri. In questo caso il passaggio dalle specifiche del data sheet del sensore al caso concreto operativo non è stato semplice. Sono state effettuate numerose prove e valutazioni per stabilire il range ottimale di funzionamento del sensore. Alla fine i valori ottenuti ci garanti-

scono una buona rilevazione dell’oggetto, evitando false letture o dati non corretti. Modulo 2: Creazione dell’interfaccia grafica L’interfaccia grafica, cuore del progetto, si compone di due elementi distinti. Il disegno “statico” del radar vero e

Figura 5 – Interfaccia grafica con rilevamento ostacolo

L’uso del software Processing è stato fondamentale: si sono sfruttate al massimo tutte le sue primitive grafiche oltre a tecniche di programmazione tipiche di linguaggi evoluti. Il programma prevede una programmazione a oggetti e una gestione degli eventi, caratteristiche peculiari di programmi ad alto livello. Lo sviluppo di numerose subroutine e di un protocollo dedicato rende il programma legT_M ƒ 155

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gibile, modulare e riutilizzabile nonché facilmente modificabile da altri programmatori. In altre parole abbiamo cercato di utilizzare tutti quei criteri di “buona programmazione”, sacrificando alcune volte soluzioni più eleganti e/o efficaci ma più difficilmente riutilizzabili in futuro. Modulo 3: Attivazione della procedura di puntamento Se le letture evidenziano la presenza di oggetti nello spazio di “spazzolamento” del sensore, viene attivata una procedura per il puntamento dell’oggetto e l’attivazione del raggio laser sempre da parte del software Processing. In particolare il software Processing delega a Arduino tutte le operazioni per il movimento dei servo motori del sistema di puntamento. Anche in questo caso è stato necessario sviluppare un algoritmo nuovo per convertire i dati ricevuti dal sistema Radar nelle nuove coordinate (angolo e distanza) utilizzabili dal sistema di puntamento, che ricordiamolo, è situato in un’altra zona dello spazio. Il problema può essere ricondotto a un problema di triangolazione, in quanto nella zona di spazio interessata abbiamo il sensore, l’oggetto e il sistema di puntamento. Arduino, ricevute queste informazioni, attraverso un suo programma le elabora e le invia sotto forma di comandi a un Servo Bracket (sistema combinato di due servo motori che permette di realizzare un doppio movimento sia orizzontale sia verticale) che si allinea con l’oggetto e attiva un puntatore laser a bassa potenza. Per lo sviluppo di un algoritmo risolutivo per il sistema di puntamento si è creato un triangolo virtuale, che ha in due dei suoi vertici il sensore e il sistema di puntamento (il terzo vertice è l’origine del sensore). Attraverso lo studio delle proprietà dei triangoli simili è poi stata sviluppata una procedura per il calcolo dell’angolo di puntamento.

così complesso, è stata sicuramente una sfida. I problemi da essi riscontrati sono stati fondamentalmente di due tipi: tecnico e logistico. Tecnico perché bisognava usare software nuovi, mentre per quelli già conosciuti si trattava di esplorare nuove possibilità e potenzialità. Tecnico anche perché bisognava risolvere problemi mai visti, ed ecco allora l’esigenza di chiedere supporto ad altri docenti del nostro Istituto, allargando cosi le proprie competenze e facendo diventare il progetto veramente multidisciplinare. Logistico perché bisognava rispettare diverse scadenze. Tante cose da fare in poco tempo: il progetto, la presentazione, gli ordini per i componenti, la relazione, il montaggio, il collaudo. Da qui la necessità di dividere le competenze all’interno del gruppo: capire chi fa cosa e fidarsi l’uno dell’altro. In altre parole la necessità di saper lavorare in gruppo. CONCLUSIONI

Possiamo concludere dicendo che l’aspetto innovativo del nostro progetto può essere riscontrato in diversi punti. Sicuramente la sua complessità è già qualcosa d’innovativo: abbiamo dovuto far “dialogare” due ambienti software diversi, a loro volta collegati con due ambienti hardware differenti, attraverso un continuo scambio di dati. Sappiamo che far comunicare ambienti software non è cosa banale: bisogna sviluppare protocolli di comunicazione precisi ed efficienti, che costringono a capire a fondo il funzionamento (soprattutto i limiti) sia del software stesso sia della componentistica hardware. Anche lo sviluppo di un’interfaccia grafica non è stato solo un abbellimento: nelle nostre intenzioni doveva svolgere la funzione di tramutare le informazioni (le letture del sensore) in conoscenza (vedo, quindi capisco). Questo aspetto è stato per noi molto I VANTAGGI FORMATIVI importante, in quanto crediamo che una buona visualizzazione dei dati Coinvolgere i ragazzi di una quarta costituisca un valore aggiunto in quaITI nella realizzazione di un progetto lunque progetto. T_M ƒ 156

Siamo ormai nell’era dell’Infografica e della Realtà Aumentata e quindi convertire l’informazione in conoscenza diventa sempre più importante, oltre che necessario. Inoltre aver utilizzato software “Open Source” e componentistica standard, invece di hardware e software “ad hoc”, ci ha permesso di non avere vincoli progettuali di alcun tipo, tranne ovviamente la nostra fantasia e la nostra capacità tecnica. SVILUPPI FUTURI

Come accade sovente, durante la realizzazione del progetto, continuamente ci venivano in mente possibili migliorie e sviluppi futuri. Chiaramente l’obiettivo primario era portare a termine “questo” progetto, ma ci piace accennare a tre possibili (ma soprattutto fattibili) sviluppi futuri. Il primo riguarda l’integrazione del sistema radar con Internet, attraverso lo sviluppo di App dedicate, consentendo cosi sia il monitoraggio sia l’interazione a distanza. Il secondo riguarda la Realtà Aumentata, ossia la possibilità di sovrapporre informazioni algoritmiche a scenari reali. Il terzo, infine, riguarda la Realtà Virtuale. In questo caso l’operatore, invece di stare fisicamente davanti al radar, potrà utilizzare un visore di Realtà Virtuale. RINGRAZIAMENTI

Per concludere vorrei fare i doverosi ringraziamenti alle numerose persone che hanno permesso la realizzazione di un così importante progetto. Prima di tutto all’Istituto Agnelli, nelle persone del Direttore, Don Gianfranco Ferrari, e del Preside, Professore Giovanni Bosco, che per primi hanno creduto in questa idea; poi i colleghi, e più precisamente il Prof. Baj e il Prof. Moretti, sempre pronti a dare suggerimenti e consigli nei momenti più critici del progetto; e infine alla IV elettronica, senza la quale, ovviamente, il Radar non sarebbe stato mai realizzato.

COMMENTI ALLE NORME

Rubrica a cura di Nicola Dell’Arena (ndellarena@hotmail.it)

La 17025 Personale - Parte Terza Mansionario, pianificazione, personale specifico e registrazioni COMMENTS ON STANDARDS: UNI CEI EN ISO/IEC 17025 A great success has been attributed to this interesting series of comments by Nicola Dell’Arena to the Standard UNI CEI EN ISO/IEC 17025.

RIASSUNTO Prosegue con successo l’ampia e interessante serie di commenti di Nicola Dell’Arena alla norma UNI CEI EN ISO/IEC 17025. I temi trattati sono: La struttura della documentazione (n. 4/2000); Controllo dei documenti e delle registrazioni (n. 1/2001 e n. 2/2001); Rapporto tra cliente e Laboratorio (n. 3/2001 e n. 4/2001); Approvvigionamento e subappalto (n. 3/2002 e n. 1/2003); Metodi di prova e taratura (n. 4/2003, n. 2/2004 e n. 3/2004); Il Controllo dei dati (n. 1/2005); Gestione delle Apparecchiature (n. 3/2005, n. 4/2005, n. 3/2006, n. 4/2006, n. 1/2007 e n. 3/2007); Luogo di lavoro e condizioni ambientali (n. 3/2007, n. 2/2008 e n. 3/2008); il Campionamento (n. 4/2008 e n. 1/2009); Manipolazione degli oggetti (n. 4/2009 e n. 2/2010), Assicurazione della qualità parte 1.a (n. 4/2010), parte 2.a (n. 1/2011), parte 3.a (n. 2/2011); Non conformità, azioni correttive, ecc. parte 1.a (n. 4/2011), parte 2.a (n. 1/2012), parte 3.a (n. 2/2012), parte 4.a (n. 3/2012), parte 5.a (n. 4/2012), parte 6.a (n. 1/2013), parte 7.a (n. 2/2013), parte 8.a (n. 3/2013), parte 9.a (n. 4/2013), parte 10.a (n. 1/2014); Audit interno parte 1.a (n. 2/2014), parte 2.a (n. 3/2014), parte 3.a (n. 4/2014), parte 4.a (n. 1/2015), parte 5.a (n. 2/2015), parte 6.a (n. 3/2015), parte 7.a (n. 4/2015); Riesame parte 1.a (n. 1/2016), Riesame parte 2.a (n. 2/2016); Personale parte 1.a (n. 3/2016), Personale parte 2.a (n. 4/2016). MANSIONARIO

Il paragrafo 5.2.4 è formato da un requisito e da una nota. Con il requisito si prescrive che “il Laboratorio deve mantenere aggiornati i mansionari del personale a livello direzionale, tecnico e di supporto con ruolo chiave, che è coinvolto nelle attività di prova e/o taratura”. La nota indica che cosa bisogna riportare nel mansionario e precisamente: “i mansionari possono essere definiti in molti modi. Come minimo conviene definire: a) le responsabilità relative a chi esegue le prove e/o le tarature; b) le responsabilità relative a chi esegue la pianificazione delle prove e/o delle tarature e la valutazione dei risultati; c) le responsabilità relative per chi riporta

opinioni e interpretazioni; d) le responsabilità relative alla modifica dei metodi e allo sviluppo e alla validazione di nuovi metodi; e) le competenze ed e sperienze richieste; f) i programmi di qualifica e di addestramento; g) i compiti a livello di direzione”. Praticamente e semplicemente il requisito prescrive che il Laboratorio deve preparare e aggiornare mansionari per tutto il Personale. Mettendo insieme re quisito e nota, il mansionario è un documento generico e generale perché fa ri ferimento alla figura professionale e alle responsabilità (addetto, Capo Laboratorio, ecc.). Leggendolo in questo mo do il mansionario diventa un documento inutile, ovvero un doppione di qualcosa già esistente. Chi conosce la qua-

lità sa che in tutti i Manuali della Qualità c’è un apposito capitolo, chiamato “Organizzazione”, dove bisogna riportare compiti e responsabilità di ciascuna figura esistente nell’azienda o Laboratorio. I compiti devono essere riportati senza essere troppo precisi, ma neanche troppo vaghi. Se invece si prepara il mansionario sulla persona, dirò qualcosa in seguito. Cosa deve fare il Laboratorio? Secondo me, basta e avanza il Manuale della Qualità e non è necessario e opportuno preparare i mansionari. Qualcuno mi lincerà…! Non aggiungo altro e faccio solo notare che è stata inserita una nuova figura: “chi esegue la pianificazione della prova”. PIANIFICAZIONE

All’improvviso, senza mai parlarne nella norma o in una nota, ci troviamo di fronte un bel compito da assolvere: “la pianificazione delle prove e/o delle tarature”. Come al solito ricordo la differenza tra pianificazione e programmazione nei sistemi qualità. La programmazione è solo tempo, mentre la pianificazione è: tempo, costi, persone e modalità. Mi ripeto: per molti Laboratori semplici non c’è bisogno di pianificazione e neanche di programmazione delle prove e/o delle tarature; per qualche Laboratorio complesso potrebbe esistere la necessità di programmare le prove, ma solo nell’arco di pochi giorni. Sempre in accordo ai sistemi qualità, alla pianificazione deve seguire un documento e la norma non dice niente in proposito. Mi fermo qui. POSIZIONE DI ACCREDIA SUL PARAGRAFO 5.2.4

Per i Laboratori di taratura, ACCREDIA prescrive “si applica il requisito di norT_M

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COMMENTI ALLE NORME

ma, esteso anche a eventuali Operatori Tecnici che eseguono la taratura”. Certo, la norma non era chiara e bisognava precisare l’aggiunta riguardante gli Operatori Tecnici. Per i Laboratori di prova ACCREDIA prescrive la solita frase “si applica il requisito di norma. Il contenuto minimo dei mansionari deve riportare quanto definito nella Nota”. Precisazione non necessaria, ma che presuppone si possano riportare altre cose, visto che si parla di minimo. Oltre al requisito, ACCREDIA aggiunge la seguente nota: “a fronte del mansionario dovranno esistere registrazioni sul personale che diano evidenza della competenza per lo svolgimento dei compiti assegnati (per esempio, un elenco delle prove con indicate le persone abilitate a eseguirle, ovvero registrazioni dell’abilitazione all’esecuzione delle prove e delle tarature interne, attestati di partecipazione a corsi, verbali di formazione e/o di addestramento, CV)”.

REGISTRAZIONI

Il secondo requisito del paragrafo 5.2.5 prescrive che: “il Laboratorio deve mantenere aggiornate le registrazioni delle relative autorizzazioni, delle competenze, dei titoli di studio e delle qualifiche professionali, della formazione, dell’abilità ed esperienze di tutto il personale tecnico, incluso quello a contratto”. Su questo requisito c’è solo da aggiungere la raccomandazione di conservare le registrazioni: per il resto ho già detto tutto analizzando gli altri requisiti. Il terzo requisito del paragrafo 5.2.5 prescrive che: “queste informazioni devono essere facilmente disponibili e devono includere la data di conferma dell’autorizzazione e/o della competenza”. Riguardo a questo requisito c’è solo da precisare che la disponibilità è riservata agli organismi da accreditamento e a non a tutti. POSIZIONE DI ACCREDIA SUL PARAGRAFO 5.2.5

PERSONALE SPECIFICO

Il paragrafo 5.2.5 è formato da tre re quisiti, il primo dei quali è per me incomprensibile: “la Direzione deve autorizzare personale specifico per eseguire particolari tipi di campionamento, di prove e/o tarature, per emettere rapporti di prova e certificati di taratura, per fornire opinioni e interpretazioni e per utilizzare particolari tipi di apparecchiature”. Chi è questo Personale specifico? Quali sono i particolari tipi di campionamento? La norma già prevede la qualificazione per il Personale addetto alle prove/tarature speciali. Per rispettare il requisito esistono diversi metodi, tra i quali la “Lettera d’incarico”. Questa registrazione dev’essere preparata per tutto il Personale e non soltanto per quello specifico: in essa si riporta tutto quello che il personale può e deve fa re, con la firma della persona e del Re sponsabile del Laboratorio. Un altro metodo è quello dell’Ordine di Servizio firmato solo dal Responsabile del Laboratorio. Il mansionario, se focalizzato sulla persona e non sulla figura professionale, è un altro metodo. T_M ƒ 158

Per i Laboratori di prova, oltre alla frase “si applica il requisito di norma”, ACCREDIA aggiunge due requisiti: “il Laboratorio deve effettuare valutazioni e mantenere registrazioni dell’efficacia della formazione e dell’addestramento” e “la norma richiede inoltre il mantenimento delle registrazioni relative alla conferma delle autorizzazioni e/o competenze, quindi il Laboratorio deve definire i criteri e le frequenze delle verifiche per il mantenimento della qualifica del Personale”. La 17025 non lo prescrive, ma per il primo requisito della nota, in accordo con le ultime versioni della ISO 9001, il Laboratorio deve effettuare la valutazione dell’efficacia della formazione e dell’addestramento. Bisogna distinguere tra corsi interni e corsi esterni e tra valutazione im mediata (a caldo) e valutazione nel tempo (a freddo). In ossequio alla ISO 9001, le organizzazioni esterne effettuano a fi ne corso una valutazione (a caldo) basata su questionari. In questo caso il Laboratorio non deve fare nulla. Nel caso in cui gli organizzatori non avessero previsto una valutazione del corso, ci deve pensare il Laboratorio, ma ciò diventa

complicato, perché il Laboratorio potrebbe non conoscere la materia. Per i corsi interni il Laboratorio dovrà organizzare la valutazione a fine corso: questa è, naturalmente, la valutazione a caldo. Poi il Laboratorio dovrà effettuare una valutazione a distanza di tempo, verificando che il Personale applichi correttamente e conosca la materia durante le attività lavorative interne. Questa valutazione si può fare in due modi: 1) questionari a risposta; 2) non conformità riscontrate nel periodo. La frequenza della valutazione potrebbe essere di due anni. Naturalmente il Laboratorio dovrà conservare le registrazioni delle valutazioni effettuate. In merito alla seconda nota, visto che la norma richiede il mantenimento della qualifica, il Laboratorio dovrà definire criteri e frequenza delle verifiche. Non aggiungo altro. Non dico che sia un’inutile perdita di tempo…ma lo penso. Per i Laboratori di taratura ACCREDIA aggiunge due requisiti e una nota. Il primo: “si applica il requisito di norma, individuando nel Responsabile del Laboratorio nel Sostituto (o Sostituti) le funzioni che devono possedere l’autorizzazione da parte della Direzione alla firma dei Certificati di Taratura”. Il secondo: “le autorizzazioni devono essere datate, firmate dalla Direzione e controfirmate dal personale interessato”. La nota precisa: “le autorizzazioni possono essere registrate a corredo dei mansionari oppure essere esplicitate nei mansionari stessi”. Riguardo a questi requisiti aggiuntivi, noto che tutto l’argomento avrebbe dovuto essere posto nel capitolo relativo all’emissione del Certificato di Taratura. Inoltre, la nota è “stonata”. Non c’è bisogno di riportare questi concetti nei mansionari, esistendo già nel Manuale della Qualità il capitolo dell’organizzazione, in cui indicare chi deve firmare il Certificato di Taratura. CONCLUSIONE

I mansionari esistenti prima dell’introduzione dei Sistemi Qualità sono ora diventati strumenti obsoleti e inutili.

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sione e campi elettromagnetici intensi). A una singola fibra ottica può essere collegato un gran numero di sensori e sono effettuabili misurazioni multipunto. Le misurazioni effettuate sono qualitativamente elevate e stabili nel lungo termine, con perdite ridotte, anche nel rilevamento remoto. Per ulteriori informazioni: www.hbm.com/it/4600/fs62sensore-ottico-di-deformazione-fibersensing

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T U T T O _ M I S U r E Anno XIX - n. 2 - Giugno 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); A.L.A.T.I. (Paolo Giardina); ALPI (Lorenzo Thione); ANIE (Marco Vecchi); ANIPLA (Marco Banti, Alessandro Ferrero); AUTEC (Gabriele Bitelli), CNR (Ruggero Jappelli); GISI (Sebastian Fabio Agnello); GMEE (Pasquale Daponte); GMMT (Nicola Paone); 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.

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pp. 81-125

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pp. 122-132 pp. 90-116 pp. 124-144 pp. 86-136 2a di cop.-153 p. 84

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

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