Un software FEA (Finite Element Analysis) è uno strumento che consente di simulare il comportamento (dinamico, termico, ecc.) di strutture e sistemi complessi utilizzando il metodo degli elementi finiti. Il vantaggio è quello di poter progettare il componente e ottimizzarlo o conoscerne caratteristiche quali sforzi, deformazioni o rigidità in maniera preliminare rispetto alla realizzazione del componente reale.

In particolare, all’interno delle competenze ed esperienze MUSP vi è l’impiego di questi software, largamente utilizzati per la simulazione del comportamento dinamico dei sistemi di produzione e in particolare delle macchine utensili (per anticipare la risposta dinamica che avrà la macchina realizzata ed eventualmente variarne/ottimizzarne la progettazione). È stata utilizzata storicamente sia per gli alleggerimenti di strutture di macchine piegatrici, sia per gli impatti/urti non elastici di mezzi industriali in accordo alle specifiche del cliente. MUSP dispone inoltre di alcune caratterizzazioni di materiale quali fibra di carbonio, polimero stampato in additivo e schiume metalliche.

Un software CFD (Computational Fluid Dynamics) è uno strumento di simulazione che analizza il flusso dei fluidi e il trasferimento di calore all'interno di sistemi complessi, come motori, aeromobili o sistemi di raffreddamento, consentendo la previsione e ottimizzazione delle prestazioni.

In particolare, tra le esperienze di MUSP, sono presenti: simulazioni aerodinamiche per la canalizzazione dei flussi nel motosport, simulazione di temperature volte all’analisi dei dissipatori/radiatori (spugne metalliche), simulazione della resistenza di strutture metalliche a seguito di incendio, simulazione di transitori di fase con abbattimento di temperatura (espansione gas), simulazione del comportamento di polveri in sistemi ad aria (pressione o depressione) oltre che la simulazione e ottimizzazione del rumore e della portata di ventilatori.

Un software MultiBody è uno strumento di simulazione che modella il comportamento dinamico di sistemi meccanici complessi, consentendo l'analisi dei movimenti, delle forze e delle prestazioni di macchine, veicoli o robot, facilitandone la progettazione e l'ottimizzazione.

Questa tipologia di simulazione è un’estensione della simulazione FEA in cui non viene preso in considerazione il singolo componente con i suoi vincoli ma l’intero cinematismo. Ad esempio, la deformazione (cedimento) di un robot antropomorfo dal basamento al suo TCP in funzione della posa oppure la cinematica complessa di un insieme di componenti di una macchina. 

Un software di questo tipo consente una modellazione orientata alla definizione di oggetti, multi-dominio, di componenti a formare sistemi complessi dei quali è possibile studiare qualunque grandezza (meccanica, elettrica, elettronica, idraulica, termica, di controllo, ecc.) confrontandola, offline ma anche online, con grandezze provenienti dal campo.

Si tratta di un software orientato alla definizione di oggetti per la modellazione di sistemi. Alcuni prevedono la connessione acausale di componenti riutilizzabili governati da equazioni (differenziali) per facilitare la modellazione a partire dai principi fisici fondamentali. Molto simile concettualmente ai P&ID, permette la caratterizzazione top-down delle caratteristiche meccaniche e fisiche degli elementi rappresentati (es. inerzie e rendimenti di un motoriduttore per il collegamento ad una piattaforma di steward).

Il “Digital Twin” è una replica digitale di un oggetto, di un processo o di un sistema del mondo reale. Questo gemello digitale permette di monitorare, simulare e ottimizzare le prestazioni dell'oggetto o del sistema, consentendo una migliore comprensione del suo funzionamento e facilitando la presa di decisioni informate.

Il Gemello Digitale è un insieme ampio di concetti; nelle esperienze e competenze MUSP si sintetizza nell’utilizzo di strumenti digitali che, anche grazie alla presenza di sensori sull’oggetto virtualizzato, sono in grado di scambiare informazioni e mantenere aggiornato (o evidenziare scostamenti in caso di anomalie) tra il modello digitale (descritto in maniera analitica da una matematica) e quello reale (immerso in un contesto con diverse variabili non sempre prevedibili o controllabili soprattutto quando è industrializzato e operativo).

L'analisi modale sperimentale è un metodo di analisi che permette di studiare le caratteristiche dinamiche di una struttura attraverso opportune misure. I risultati permettono di analizzare le prestazioni derivanti dalla dinamica del sistema e di identificare eventuali problematiche che le limitano (es. cedevolezze concentrate). MUSP utilizza questo tipo di misure per esaminare il comportamento dinamico di centri di lavoro per asportazione di truciolo.

In particolare, le esperienze e le competenze MUSP sono rivolte sia a validazioni sperimentali (nel caso di progettazione FEA dinamica) sia nella ricerca/soluzione di problematiche di lavorazione che possono essere sia rappresentate da parametri di lavorazione non ottimizzati sia da non conformità nei componenti della macchina.

L’obiettivo delle misurazioni di processo è quello di ottenere una quantificazione delle grandezze fisiche che governano (o definiscono) le prestazioni di un processo produttivo o di un sistema. MUSP vanta una strumentazione molto ampia che gli permette di quantificare tantissime grandezze di interesse per il settore manifatturiero, per l’automazione, ecc.

Per affrontare una misura sperimentale, è necessario eseguire un’analisi degli obiettivi della misura e una pianificazione del piano sperimentale (analisi e conoscenza del processo), utilizzando i sensori adeguati (in termini di risoluzione, scala, banda passante, ecc.). Le esperienze e le competenze di MUSP, unite all’attrezzatura disponibile presso il laboratorio, permettono l’esecuzione di misure che, adeguatamente analizzate e filtrate, forniscono informazioni di elevato valore per l’ingegneria o la produzione.

I sistemi di visione sono dispositivi che utilizzano telecamere e software specializzati per acquisire, elaborare e analizzare immagini per scopi di automazione industriale, ispezione di qualità e altro ancora.

L’esperienza e la competenza MUSP è trasversale rispetto alla scelta del sistema più adeguato e indicato per lo scopo e le condizioni di utilizzo. I sistemi possono essere composti da più camere 2D o 3D ed includere profilometri o laser confocali di misura. La selezione dello strumento più idoneo a raggiungere gli obiettivi prefissati è una fase fondamentale; fase in cui le condizioni applicative, la risoluzione e le elaborazioni da eseguire devono essere valutate con attenzione per permettere la scelta del miglior strumento di visione in modo tale che sia adatto all’applicazione in modo robusto e ripetibile. Le esperienze di laboratorio hanno permesso a MUSP di affinare il know-how rispetto all’illuminazione e alle tecniche per mantenere la robustezza delle misure anche in ambienti non isolati.