OASYS
Open source software for industrial Automation and distributed SYstemS
software Open source per l'Automazione e i SIStemi distribuiti
 
 
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MINISTERO DELL'ISTRUZIONE, DELL'UNIVERSITÀ E DELLA RICERCA
DIPARTIMENTO PER LA PROGRAMMAZIONE IL COORDINAMENTO E GLI AFFARI ECONOMICI - SAUS
PROGRAMMI DI RICERCA SCIENTIFICA DI RILEVANTE INTERESSE NAZIONALE
RICHIESTA DI COFINANZIAMENTO (DM n. 21 del 20 febbraio 2003)

PROGRAMMA DI RICERCA - MODELLO A
Anno 2003 - prot. 2003094275
PARTE I

1.1 Programma di Ricerca di tipo
Interuniversitario


Area scientifico disciplinare Ingegneria industriale e dell'informazione (100%) 
 
 


1.2 Titolo del Programma di Ricerca


Testo italiano

OASYS: software open source per l'automazione e i sistemi distribuiti


Testo inglese
OASYS: open source software for industrial automation and distributed systems


1.3 Abstract del Programma di Ricerca


Testo italiano

Il programma di attivita` intende coordinare gli sforzi di alcuni gruppi di ricerca, ben noti sia sul piano nazionale che internazionale, al fine di sviluppare strumenti e metodologie generali di progetto per sistemi di controllo distribuiti. Applicazioni di questi sistemi, sempre piu` numerose oggigiorno, spaziano dal progetto di macchine automatiche, all'avionica, agli impianti di produzione automatizzata, all'automotive. Oltre allo sviluppo di metodologie generali, particolare enfasi sara` data alla definizione di ambienti software "open source", basati su tecnologie hw/sw affidabili, low-cost e di facile reperibilità` sul mercato. Questo per offrire anche sul piano industriale strumenti di interesse generale ed in linea con importanti progetti condotti in campo internazionale da enti ed agenzie di ricerca e da industrie di primo piano del settore.


Testo inglese
This research program aims at coordinating the activities of a group of research units, well known at the national and international level, for the development of tools and general techniques for the design of real-time control systems for distributed processes. Examples of these systems are more and more common in a number of different fields: automatic machines, avionics, automotive, automatic production plants, and so on. Besides the development of general and systemistic approaches, particular emphasis will be given to the definition of "open source" software environments, based on reliable low-cost and commercially available hw/sw technologies. This will make available also at the national industrial level tools of general interest that are being developed in international research projects by important institutions, agencies and industries.


1.4 Durata del Programma di Ricerca    24 Mesi  

1.5 Settori scientifico-disciplinari interessati dal Programma di Ricerca

 

ING-INF/04 - Automatica  
ING-INF/05 - Sistemi di elaborazione delle informazioni  
ING-IND/04 - Costruzioni e strutture aerospaziali  


1.6 Parole chiave


Testo italiano

SISTEMI DI CONTROLLO IN TEMPO REALE ; SISTEMI DISTRIBUITI ; SOFTWARE "OPEN SOURCE" ; PROTOTIPAZIONE RAPIDA ; AMBIENTI DI SIMULAZIONE


Testo inglese
REAL TIME CONTROL SYSTEMS ; DISTRIBUTED SYSTEMS ; "OPEN SOURCE" SOFTWARE ; RAPID PROTOTYPING ; SIMULATION ENVIRONMENTS


1.7 Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

MELCHIORRI  CLAUDIO   
Professore Ordinario  23/10/1959  MLCCLD59R23D969D 
ING-INF/04 - Automatica     
Università degli Studi di BOLOGNA     
Facoltà di INGEGNERIA     
Dipartimento di ELETTRONICA, INFORMATICA E SISTEMISTICA     
051/2093034
(Prefisso e telefono)
 
051/2093073
(Numero fax)
 
cmelchiorri@deis.unibo.it
(Email)
 


1.8 Curriculum scientifico


Testo italiano

Claudio Melchiorri è nato il 23 ottobre 1959. Ha conseguito la Laurea in Ingegneria Elettronica nel 1985 e il titolo di Dottore in Ricerca nel 1990, entrambe dall'Università di Bologna. Ha svolto periodi di ricerca all'estero (presso il Dept. of Electrical Eng., Univ. of Florida, Gainesville, FL, nel 1988 a presso l'Artificial Intelligence Lab., MIT, Cambridge, MA, USA, per periodi nel 1990 e 1991). Nel 1990 ha preso servizio presso il DEIS, Dipartimento di Elettronica Informatica e Sistemistica dell'Universita` di Bologna, come Ricercatore Universitario e nel 1998 come Professore Associato. Dal novembre 2001 è Professore Straordinario di Robotica Industriale.
È "Senior Member" dell'IEEE, membro del IFAC TC di Robotics and Automation, dell'IEEE TC in Mechatronics. È Co-Editor-in-Chief dell'Int. Journal on Mechatronics, è membro dell'Editorial Board delle IEEE Trans. on Robotics and Automation e dell'International Journal of Robotics and Autonomous Systems.
È autore o co-autore di piùdi 110 articoli scientifici pubblicati su riviste o presentati a convegni internazionali, di 3 libri sui controlli automatici e è co-editore di 3 volumi in robotica.
È stato, ed è tuttora, responsabile scientifico o coordinatore di numerosi progetti di ricerca, sia nazionali sia internazionali. I suoi interessi di ricerca includono la manipolazione robotica, le interfacce haptic, i sensori avanzati, i sistemi hw/sw di controllo.


Testo inglese
Claudio Melchiorri was born on October 23, 1959. He received the Laurea degree in Electrical Engineering in 1985, and the Ph.D. in 1990 both at the University of Bologna. He has been appointed as ``Adjunct Associate in Engineering'' at the Dept. of Electrical Eng., Univ. of Florida, Gainesville, FL, in 1988 and as "Visiting Scientist" at the Artificial Intelligence Lab., MIT, Cambridge, MA, USA, for periods in 1990 and 1991. Since 1985 he has been with DEIS, the Department of Electrical Engineering, Computer Science and Systems of the Univ. of Bologna, working in researches in the field of robotics and automatic control. He currently holds the position of Full Professor in Robotics at the Univ. of Bologna.
He is "Senior Member" of IEEE, member of the IFAC Tech. Comm. on Robotics and of the IEEE Tech. Comm. on Mechatronics.
He is Co-Editor-in-Chief of the Int. Journal on Mechatronichs, member of the Ed. Boards of the IEEE Trans. on Robotics and Automation and of the Int. Journal of Robotics and Autonomous Systems.
He is author or coauthor of more than 110 scientific papers presented at conferences or published in journals, of 3 books on digital control, and is coeditor of 3 books on robotics.
He has been, and currently is, responsible of several national and international research programmes. His research interests include dexterous robotic manipulation, haptic interfaces, advanced sensors, hw/sw systems for real-time control.


1.9 Pubblicazioni scientifiche più significative del Coordinatore del Programma di Ricerca

1. MACCHELLI A.; MELCHIORRI C. (2002). A Real-Time Control System for Industrial Robots and Control Applications Based on Real-Time Linux IFAC World Congress, Barcelona, Spain, July 21-26.  
2. MACCHELLI A.; MELCHIORRI C.; CARLONI R.; GUIDETTI M (2002). Space robotics: an Experimental Setup Based on RTAI-Linux 4th Real-Time Linux Workshop, Boston, MA, USA. Dec 6-7.  
3. STRAMIGIOLI S.; VAN DER SCHAFT A.; MASCHKE B.; MELCHIORRI C. (2002). Geometric Scattering in Robotic Telemanipulation IEEE TRANSACTIONS ON ROBOTICS AND AUTOMATION. (vol. 18(4) pp. 588-596)  
4. ARCARA P.; MELCHIORRI C. (2002). Control Schemes for Teleoperation with Time Delay: A Comparative Study ROBOTICS AND AUTONOMOUS SYSTEMS. (vol. 38 pp. 49-64)  
5. MELCHIORRI C.; VASSURA G (2001). Development and Application of Wire-Actuated Haptic Interfaces JOURNAL OF ROBOTIC SYSTEMS. (vol. 18 pp. 755-768) Special Issue on "Biorobotics and Humanoid Robotics".  


1.10 Elenco delle Unità di Ricerca

Responsabile Scientifico  Qualifica  Settore Disc.  Università  Dipartimento/Istituto  Mesi Uomo 
1. BUTTAZZO GIORGIO CARLO   Professore Associato   ING-INF/05   PAVIA   INFORMATICA E SISTEMISTICA   12  
2. FANTUZZI CESARE   Professore Associato   ING-INF/04   MODENA e REGGIO EMILIA   SCIENZE E METODI DELL'INGEGNERIA   12  
3. MAGNANI GIANANTONIO   Professore Ordinario   ING-INF/04   POLITECNICO MILANO   ELETTRONICA E INFORMAZIONE   12  
4. MELCHIORRI CLAUDIO   Professore Ordinario   ING-INF/04   BOLOGNA   ELETTRONICA, INFORMATICA E SISTEMISTICA-DEIS   12  


1.11 Mesi uomo complessivi dedicati al programma

  Numero  Mesi Uomo 
Personale universitario dell'Università sede dell'Unità di Ricerca  12  119 
Personale universitario di altre Università  4  34 
Titolari di assegni di ricerca  2  10 
Titolari di borse dottorato e post-dottorato  5  30 
Personale a contratto   6  80 
Personale extrauniversitario  0  0 
TOTALE 29  273 



PARTE II


2.1 Obiettivo del Programma di Ricerca


Testo italiano

Negli ultimi anni le metodologie progettuali e gli strumenti base per progettare, gestire e controllare le macchine e gli impianti automatici sono profondamente cambiati. È sempre piu` comune la situazione in cui risorse di calcolo, attuazione, monitoraggio e controllo sono distribuite nella macchina, nell’impianto o nell’industria. Questa situazione ha causato significativi cambiamenti anche nelle modalità con le quali i tecnici progettisti devono affrontare il problema di integrare in un solo “sistema” non solo diverse soluzioni tecnologiche, ma anche diversi tipi di competenze.
In questo contesto generale, obiettivo principale del programma di ricerca OASYS è quello della definizione di strumenti metodologici generali e applicativi specifici in grado di aiutare i progettisti e i tecnici nel progetto di ambienti di controllo in tempo reale per sistemi distribuiti.

Le attività si svilupperanno su due linee principali: metodologica la prima e realizzative la seconda. Dal punto di vista metodologico, si intende affrontare il problema del controllo di sistemi dinamici distribuiti, sviluppando tecniche ed approcci sistemistici che permettano di aiutare con strumenti generali il progettista di dispositivi di controllo per tali sistemi. Dal punto di vista realizzativo, si intende sviluppare strumenti software, basati su soluzioni hardware low-cost e assolutamente facilmente reperibili sul mercato (PC) che permettono nuovi approcci, anche in campo industriale, al progetto e controllo in tempo reale di tali sistemi: strumenti CACSD, di prototipazione rapida, di controllo logico (PLC) e controllo “hard” real time. In questa seconda attività si intende unificare diverse esperienze già sviluppate dai singoli partecipanti a OASYS per lo sviluppo di software in ambiente open source per il controllo real-time (RTAI-Linux), la prototipazione rapida e i sistemi distribuiti [11,21-29], e contribuire possibilmente a quanto già in corso di sviluppo a livello internazionale in questo ambito di informatica industriale e controllo [1-5].

Le unità di ricerca partecipanti a questo progetto sono quattro, tutte con consolidata esperienza nel campo del controllo e dell'automazione industriale:

1. UNIBO, Prof. Claudio Melchiorri http://www-lar.deis.unibo.it
2. POLIMI, Prof. GianAntonio Magnani http://www.elet.polimi.it
3. UNIMORE, Prof. Cesare Fantuzzi http://www.ingre.unimore.it/docenti/fantuzzi.html
4. UNIPV, Prof. Giorgio Buttazzo http://sssup1.sssup.it/~giorgio

Si vuole sottolineare il carattere interdisciplinare dei ricercatori che partecipano a questa ricerca. Infatti, vi sono ricercatori ING-INF/04 (dell’area automatica: UNIBO, UNIMORE, POLIMI), ricercatori ING-INF/05 (dell’area informatica: POLIMI e UNIPV) ed anche personale del settore scientifico disciplinare ING-IND/04, del gruppo di ricerca che ha originariamente sviluppato RTAI-Linux, uno dei kernel Linux real-time piu` diffusi oggigiorno [14]. Questo a ribadire la multidisciplinarità degli interessi della ricerca, le cui tematiche si pongono a cavallo tra quelle dell’informatica industriale e dell’automatica (sistemi distribuiti complessi).
Si sottolinea inoltre che i ricercatori coinvolti hanno già partecipato a diverse attività di ricerca su temi analoghi a quelli proposti, per esempio progetti sviluppati in altri PRIN e co-finanziati dal MURST, ovvero a ricerche supportate dalla Comunità Europea.

Risultati previsti
- Realizzazione di dimostratori sperimentali di strutture “distribuite”, nelle quali cioè risorse di elaborazione, calcolo, monitoraggio siano non localizzate in un singolo punto, con esigenze di controllo, cooperazione e supervisione pure distribuite.
- Sviluppo di ambienti hw/sw di controllo in tempo reale per applicazioni distribuite, basati su piattaforme hardware low-cost (PC) e software “open source” (Linux e varianti real time).
- Realizzazione di una struttura di collegamento dei laboratori attraverso rete informatica, che consenta l'accesso (virtuale) ai laboratori di automazione disponibili presso le varie sedi, con possibilità di mantenere aggiornato in tempo reale lo stato dell'arte della ricerca e, in alcuni casi, l'accesso remoto a dispositivi sperimentali.
- Interessamento (di fatto già dimostrato) di aziende che si occupano di automazione ai risultati della ricerca, con il coinvolgimento di tecnici in fasi di identificazione di case study significativi e di verifica sperimentale di soluzioni.
- Due convegni di programma da tenersi con cadenza annuale con pubblicazione degli atti; organizzazione di sessioni ad invito e/o tutorial a conferenze internazionali del settore.
- Disseminazione dei risultati attraverso seminari, l’organizzazione di workshop e di giornate tematiche organizzate in collaborazione con le industrie.
- Disponibilità sul sito del progetto http://www-lar.deis.unibo.it/oasys/ dei tool sviluppati nel corso delle attività.

Articolazione del programma di ricerca
Il programma di ricerca complessivo proposto dalle quattro unità operative nell’ambito di OASYS può essere riassunto nei seguenti workpackages:

WP-1) Sviluppo di metodologie di progetto per sistemi di controllo di sistemi distribuiti e controllori logici.
Questa attività intende affrontare il problema di sviluppare metodologie di progetto e sistemi software per il controllo in tempo reale di sistemi dinamici, con particolare riferimento ai sistemi distribuiti. In particolare, si intendono sviluppare metodi anche per il controllo logico (PLC) che rappresentano una importante parte dei controlli di impianti di produzione.
UU.OO: tutte le unità, Coordinatore UNIPV.

WP-2) Sviluppo di sistemi per la prototipazione rapida di tipo open source e Real Time.
Questa attività si propone di sviluppare sistemi per la prototipazione rapida di sistemi di controllo di tipo distribuito, open source e real time. Tali dispositivi sono essenziali nelle attvità di progettazione rapida ed efficiente dei moderni sistemi di controllo, specialmente nelle attività di ricerca e sviluppo. Inoltre tali dispositivi sono difficilmente disponibili come prodotti commerciali, in quanto le produzioni commerciali tendono ad essere molto chiuse e “vendor oriented”.
UU.OO UNIBO (coordinatore), POLIMI, UNIPV.

WP-3) Simulazione.
I questa attività verranno affrontati i temi della simulazione dei sistemi e del controllo nel contesto delle attività del progetto, quali i sistemi distribuiti con vincoli di Real Time. In particolare si effettueranno delle prove dimostrative di tipo simulativi per verificare la validità delle metodologie sviluppate, anche sviluppando nuovi pacchetti applicativi di simulazione per il particolare contesto del progetto.
UU.OO. POLIMI (Coordinatore), UNIBO, UNIMORE.

WP-4) Dimostrazione.
Questa attività sarà rivolta alla dimostrazione delle tecniche sviluppate e simulate su sistemi di laboratorio in un primo tempo, e quindi su sistemi di prova industriali messi a disposizione da aziende interessate alle ricerche.
UU.OO: UNIMORE (Coordinatore), POLIMI, UNIBO.

WP-5) Disseminazione dei risultati.
Questa attività sarà rivolta alla disseminazione dei risultati tramite seminari, organizzazione di workshop e di giornate tematiche organizzate in collaborazione con le industrie. Sarà inoltre predisposto il sito http://www-lar.deis.unibo.it/oasys/ in cui i risultati della ricerca saranno resi disponibili a aziende e/o ricercatori interessati.
UU.OO: tutte.

Il WP-1 servirà da base comune per gli sviluppi degli altri WP, in particolare i WP-2, 3 e 5. Al WP-5 concorreranno ovviamente i risultati di tutti i WP.

La struttura delle cooperazioni delle Unità di ricerca nei vari WP è la seguente. C indica la U. responsabile del WP, P una U. partecipante al WP; il WP-5 è a carico di tutte le U.

La pianificazione temporale prevista si articola su tre fasi, della durata di 8 mesi ciascuna, come descritto nel seguito.



Testo inglese
In the last years, the approach and tools for designing, controlling and managing automatic machines and industrial plants are deeply changed. Nowadays, it is more and more common the situation in which computing resources, intelligent actuators or sensors, controllers are spread in the machine or in the industrial plant, and need to be coordinated or controlled with “hard real time” constraints. This situation has indeed caused significant changes also in the manner in which engineers must deal with the problem of integrating in a single “system” not only different technologies, but also different types of competences. As an example, refer to the well known “mechatronic” approach for the design of new controlled machines and plants.

In this very general context, main target of the OASYS research program is the definition of methodological and applicative tools for helping the designers and the technicians in the design of real time control systems for distributed environments,

The activities will be developed both at the methodological and application level. From a methodological point of view, the problem of controlling distributed dynamic systems will be considered, with the development of techniques and systemistic approaches able to provide control engineers with general and powerful tools for dealing with distributed environments with different dynamics (continuous, discrete, logic, linear, nonlinear, …). From an applicative point of view, it is planned to develop software tools, based on low-cost and commercially available hardware (PC) able to provide new approaches to the design of control systems for distributed environments: CACSD packages, rapid prototyping tools, PLCs, “hard” real time controllers, network interfaces and protocols. For this second activity, it is planned to merge different significative experiences already obtained by the participants to OASYS for the development of open source software for real time control (RTAI-Linux), rapid prototyping, and distributed systems [11], [21-29], and also, possibly, to contribute to current international efforts in this framework [1]-[5].

In OASYS, four research groups are involved, each of them with a solid background in the control and industrial automation field:

1. UNIBO (Prof. Claudio Melchiorri) http://www-lar.deis.unibo.it
2. POLIMI (Prof. GianAntonio Magnani) http://www.elet.polimi.it/
3. UNIMORE (Prof. Cesare Fantuzzi) http://www.ingre.unimore.it/docenti/fantuzzi.html
4. UNIPV (Prof. Giorgio Buttazzo) http://sssup1.sssup.it/~giorgio/

These research units have an interdisciplinary background. As a matter of fact, there are researchers from the automatic control area (UNIBO, UNIMORE, POLIMI), researchers in the computer science field (POLIMI, UNIPV) and from avionics (POLIMI, acting in the group that has originally developed RTAI-Linux, one of the most known real-time Linux kernels [14]). This heterogeneous composition is partially due to the nature of the proposed researh activity, that can be considered at the border between industrial computer science and automation (complex distributed systems).
Moreover, the researchers involved in OASYS have already participated to other research programs on arguments similar to those proposed in this project, for example other PRIN programs or researches funded by the EC.

Expected Results
The main expected results at the end of the proposed research activity (two years) are the following:
- Methodological tools for dealing with the problem of hw/sw control design for distributed systems.
- Prototypes of “distributed systems”, in which several computing, control, and sensing resources are not localized in a “point” (e.g. a machine), but rather spatially distributed with, therefore, the need of distributed control, cooperation and supervision.
- Hw/sw real time control environments for distributed applications, based on low-cost hardware platforms (PC) and “open source” software (Linux and its real-time variants).
- Network of laboratories, connected by internet, allowing the (virtual) access to automation resources available at each side, with the possibility of keeping an updated state of the reaserch results and, possibly, the availability of experimetnal devices.
- Involvement (already present) of industrial partners in the automation field for the definition of significant case studies and for the real testing of the research results.
- Two annual conferences (one for each year); organization of invited sessions and/o tutorials at tinternational conferences.
- Dissimination of the research results through seminars, worskshops, meeting with industries and other interested researchers.
- Availability on the project homepage http://www-lar.deis.unibo.it/oasys/ of the tools developed during the activity.


Structure of the research Program
The OASYS research activities can be summarized by the following workpackages:

WP-1) Development of design methodologies for the control of distributed systems.
This activity aims at developing design methodologies and software environments for the real time control of dynamical, distributed systems. Besides “hard” real-time controllers, also PLC-like tools will be considered.
Involved research groups: all. Coordinator: UNIPV.

WP-2) Development of open source systems for rapid prototyping and real time applications.
Goal of this activity is to develop “open source” environments for rapid prototyping and for the control of distributed system. Such devices are necessary for a rapid and efficient design of modern control systems, in particular in R&D activities. Such devices are not so common on the market, and moreover commercial products are generally “closed” and “vendor oriented”.
Involved research groups: UNIBO (Coordinator), POLIMI, UNIPV.

WP-3) Simulation.
In this WP, the simulation problems of systems and controllers is approached in the framework of the activities of the project, e.g. the consideration of distributed systems with real-time constraints. In particular, simulation benchmarks will be carried out in order to verify the validity of the proposed methodologies, also with the development of new simulation tools.
Involved research groups: POLIMI (Coordinator), UNIBO, UNIMORE.

WP-4) Demonstration.
This activity will show the validity of the developed techniques on laboratory setups and on industrial prototypes, provided by industries interested in the research activity.
Involved research groups: UNIMORE (Coordinator), POLIMI, UNIBO.

WP-5) Dissemination of Results.
The reserch results will be made available by seminars, workshops and meetings organizae din cooperation with industries. Moreover, the web site http://www-lar.deis.unibo.it/oasys/ will be prepared, in which the research results will be available to interested researchers and industries.
Involved research groups: all.

The WP-1 will be the common base for the development of WP-2, WP-3 and WP-5. WP-5 will exploit the results of all the WP’s (1-4).



The cooperation among the research units in the different WP’s is the following (“C” indicated the coordinator of the activity, the responsibility of WP-5 is for each unit)


Three phases are planned for OASYS. Each phase is of 8 months, as described with more details in the following.


2.2 Base di partenza scientifica nazionale o internazionale


Testo italiano

Negli ultimi anni vi sono stati diversi profondi cambiamenti nella modalità con cui le macchine automatiche e gli impianti di produzione sono progettati e gestiti. Da un punto di vista meccanico, si è passati da una filosofia progettuale che prevedeva la presenza di un unico attuatore e di diverse, anche complesse, catene cinematiche per la trasmissione del moto ai mezzi operativi a quella attuale, che vede la presenza sulla stessa macchina di piu` attuatori sincronizzati e coordinati in modo da operare secondo opportune specifiche. Questa “frammentazione”, motivata da precise ragioni di miglioramento di efficienza, modularità, flessibilità di produzione, diagnostica e manutenzione, ha portato alla nascita di un nuovo modo di progetto delle macchine automatiche, che vede la sinergia della parte elettronica e di controllo con quella meccanica e di movimentazione (un approccio “meccatronico” al progetto di macchine automatiche).
Piu` di recente, questa situazione si è ancora maggiormente accentuata, con la comparsa sul mercato di dispositivi (es. motori, sensori, ecc) che integrano, oltre alla capacità di moto o di misura di informazioni, anche una capacità piu` o meno rilevante di calcolo. In altre parole, similmente a quanto accaduto per la meccanica, la visione di una macchina in cui un unico “elaboratore” (se pur complesso e magari anche costituito da piu` CPU) gestisce in modo centralistico in tempo reale tutto il flusso di informazioni e decisioni sta sempre piu` lasciando spazio ad una situazione in cui anche le funzioni di controllo sono distribuite: nella macchina, nella linea di produzione, o nell’impianto, [16-18], [29].
Queste considerazioni non si applicano solamente alle moderne macchine automatiche per l’automazione industriale ma anche ad altri importanti contesti, come ad esempio l’industria automobilistica. Le automobili, infatti, sono sempre piu` dotate di una vera e propria rete di sotto-sistemi intelligenti per la misura ed il controllo delle diverse parti meccaniche (motore, sospensioni, freni, impianti, ecc.). Altri notevoli esempi di architetture complesse distribuite si possono trovare nei veicoli aerei, ove tematiche di modellazione dinamica, controllo robusto, controllo ibrido e distribuito sono state recentemente oggetto di ingenti sforzi da parte di agenzie di ricerca ed industrie statunitensi (es. DARPA con il programma SEC “ Software-Enabled Control” [12]). Altro importante esempio è quello delle reti di sorveglianza e controllo (reti di sensori) in cui una rete di sensori intelligenti collegati con tecnologie wireless permette un continuo monitoraggio sia di ambienti naturali (per incendi, terremoti, inquinamento, ecc) sia di luoghi pubblici (banche, scuole, ospedali, ecc). L'interesse scientifico e pratico nello studio di sistemi di controllo distribuito è dunque notevole, in quanto la de-centralizzazione di un sistema di controllo:
- permette di rendere il sistema maggiormente modulare.
- permette il progetto "incrementale" di un sistema, in quanto ogni parte può essere progettata e fatta funzionare in modo autonomo.
- si applica a sistemi intrinsecamente attuati in modo distribuito (es. matrici di microattuatori e microsensori)

La decentralizzazione del controllore comporta però anche elementi critici, quali la scarsità di metodi di progetto del controllore. Si può infatti osservare che questa nuova situazione, in cui diversi elementi “intelligenti” possono essere presenti in un generico sistema di automazione, sta probabilmente precedendo la disponibilità di chiari strumenti metodologici e software per il progetto, la gestione ed il controllo in tempo reale di questi sistemi. Vi sono chiaramente sforzi di unificazione e standardizzazione in questo senso (come gli standard secondo la IEC che descrivono norme, le IEC 61131 e IEC 61499, sul supporto tecnologico che un sistema distribuito deve fornire, fornendo in particolare le specifiche sullo scambio di segnali e la definizione di un set di funzionalità minime di tipo algoritmico che ciascun dispositivo deve possedere) ma si può rilevare che la disponibilità di strumenti e anche ricerca in tal senso sono ancora ad uno stadio relativamente preliminare.

In questo quadro generale, vi sono sostanzialmente due linee di interesse specifico, la prima per lo sviluppo di metodologie e di strumenti software che possano gestire questi sistemi distribuiti, la seconda di carattere piu` teorico per la definizione di strumenti metodologici per potere trattare in modo astratto e sistemistico con sistemi dinamici complessi distribuiti, nei quali possono convivere sistemi di natura diversa (tempo-continui, tempo-discreto, descritti con tecniche e metodologie diverse, logici, dinamici, ecc.) coi quali si deve interagire in tempo reale.

Per quanto riguarda il primo aspetto, è opinione diffusa, anche e soprattutto a livello internazionale, che lo sviluppo di ambienti software “open source” per il controllo in tempo reale di impianti “distribuiti” di automazione industriale sia da un lato di notevole interesse culturale e scientifico e dall’altro abbia importanti ricadute applicative in molti comparti dell'automazione industriale e della produzione di beni.
Questo interesse da parte sia della comunità accademica che di quella industriale è testimoniato anche dalla presenza di alcuni progetti sviluppati da gruppi di ricerca per la definizione di standard e di prodotti software per le piu` diverse esigenze. Si vedano a tale proposito i progetti OROCOS, MCA, MICROB, OMAC, OOOCEAN [1]-[5].

Per quanto riguarda il secondo aspetto, quello degli inquadramenti metodologici necessari per potere trattare in modo astratto e sistemistico con sistemi dinamici complessi distribuiti, si possono segnalare diversi progetti di ricerca a livello europeo che cercano di affrontare questo tipo di problematiche offrendo un approccio metodologico per la loro soluzione, [6]-[7].

A sottolineare l’interesse per queste tematiche, è noto che anche una delle linee di ricerca finanziate dalla Comunità Europea nel recente Sesto Programma Quadro è proprio sui “Sistemi Embedded” [8].

D’altra parte, a tutt’oggi si può riscontrare che non vi sono sistemi e macchine realmente funzionati in modo distribuito. Infatti, nonostante nel passato siano stati sviluppati anche prodotti commerciali per il controllo distribuito (come, ad esempio, i ben noti sistemi operativi in tempo reale QNX e il VxWorks, [9-10]), questi non hanno mai raggiunto un livello di diffusione tale da potere affermare che questo tipo di tecnologia ed i relativi concetti sono affermati nei comparti produttivi. Questa situazione è dovuta ad alcune cause fondamentali:
- la non disponibilità fino a pochi anni fa di supporti di elaborazione distribuita (ingombro e consumo ridotti e capacità di elaborazione adeguate);
- la mancanza di una metodologia per lo sviluppo di una applicazione distribuita che consideri le specifiche di controllo relative a ciascun componente e che le sviluppi in un progetto perfettamente organizzato ed armonizzato;
- la mancanza di tecnologia “Open Source” che fornisca le funzionalità di un sistema operativo real time di base su cui implementare in modo aperto e fruibile senza vincoli “vendor dependent” la metodologia di controllo distribuito.

Questo progetto intende quindi affrontare queste tematiche, sviluppando quindi metodologie e strumenti per trattare sistemi di controllo complessi e distribuiti. Oltre ad un coinvolgimento di aziende a livello nazionale ed internazionale (alcune lettere di interesse da parte di aziende sono allegate a questa proposta e reperibili presso il sito http://www-lar.deis.unibo.it/oasys), in questo progetto si intende anche utilizzare (ed estendere) i risultati di progetti europei e internazionali, ed anche stabilire contatti per possibili collaborazioni future con attività in corso in questo momento.
Alcuni dei programmi di ricerca a cui si pensa sono i seguenti:
- Progetto NGMS (Next Generation Manufacturing Systems) del programma internazionale IMS (Intelligent Manufacturing Systems), che ha di recente dimostrato con successo l’applicazione della norma IEC 61499 al progetto e simulazione integrati di componenti e sistemi elettromeccanici
- Il progetto ProfiNET della “Profibus User Organization” (PNO) che si interessa del problema dell’ingegnerizzazione di sistemi di controllo “component-based”
- Il programma IDA (Interface for Distributed Automation) che ha proposto, sulla base della norma IEC 61499, un modello ingegneristico e un’architettura di sistema di controllo
- Il progetto OOOCEAN, che intende sviluppare metodologie ingegneristiche e norma IEC per il controllo in tempo reale in sistemi distribuiti
- Il programma di ricerca OROCOS, finanziato dalla CE, che sta sviluppando un ambiente “open source” per il controllo di sistemi robotici.

Lettere da tre aziende interessate ai prodotti della ricerca (Tetrapack spa, Tecnos GA srl, Evidence srl):

Lettera Tetrapack SPA

Lettera Tecnos GA SRL

Lettera Evidence SRL

Lo sviluppo delle attività del progetto, sui due anni previsti, ha una struttura basata su tre fasi temporali, della durata di circa 8 mesi ciascuna. Alcune delle attività descritte nei WP, nello specifico quelle relative allo sviluppo e realizzazione di dimostratori, interessano piu` fasi.


Testo inglese
In the last years, the “philosophy” by which automatic machines and production plants are designed, developed and managed has deeply changed. From a mechanical point of view, a few years ago the classical situation in an automatic machine was the presence of one actuator (or just a few actuators) with several, generally complex, kinematic chains for motion transmission to the operating tools. Nowadays, machines are characterized by the presence of several actuators, placed directly where the motion is needed, that are synchronized and coordinated according do specific guidelines. This change, necessary in order to improve efficiency, modularity and flexibility of production, diagnosis and manteinance, has generated a new approach to the design of automatic machines. According to this new approach, mechanical, electrical and control requirements are merged and considered together (in the “mechatronic” manner).

More recently, this approach became more and more important, due also to the availability on the market of new devices (e.g. drives and sensors) which integrate, besides motion and measurements capabilities, also some computational capabilities. In other words, similarly to what already happened in mechanics, the representation of a machine as a unique “processor” (maybe complex and made of several CPUs) managing the whole data flow in real time, has been replaced by a configuration in which also the control capabilities are distributed within the machine, the production line and/or the plant, [16-18], [29].

These considerations can be applied not only to modern machines for industrial automation, but also to other very important fields, such as e.g. the automotive industry. Cars, in fact, are characterized by the presence of a network of intelligent subsystems for measurement and control of several components (engine, suspensions, brakes, and so on). Other important examples of complex and distributed architectures can be found in airplanes, where modeling aspects and robust, hybrid and distributed control problems have been recently approached by research institutes and industries in United States (e.g. DARPA with the program SEC “Software-Enabled Control” [12]). Another important example is represented by the supervision and control networks, in which a wireless network of intelligent sensors allows to continuously monitor both natural environments (for fires, earthquakes and pollution), public places (banks, schools, hospitals), and so on. The scientific and industrial interest for distributed control systems is relevant, since a decentralized control system:
- Increase the system’s modularity;
- Allow an “incremental” design of the system, since each part can be independently designed and developed;
- Can be applied to system that are intrinsically actuated in a distributed fashion (e.g. micro-actuators or micro-sensors matrices).

On the other hand, it can be noted that this new situation, in which several “intelligent” elements can be present in an automation system, is becoming more and more common before, probably, methodological and software tools have been developed in order to really manage and control in real time this type of systems. In this sense, some standards have been created, e.g. the IEC 61131 and IEC 61499 which define what kind of technological support a distributed system has to provide in terms of data exchange and (minimal) computational power. It can be noted, however, that both the availability of tools and the research activity in this direction are still at a preliminary level.

In this general context, there are basically two main directions to be investigated. The first one is the development of methodologies and software tools that are able to manage distributed systems, while the second one, more theoretical, aiming at defining methodological tools able to manage complex distributed system in an abstract and systemistic way.

Concerning the first aspect, it is common opinion, in particular at the international level, that the development of “open source” software environments for real-time control of distributed plants in industrial automation could be of great interest in terms of the cultural/scientific aspects and for the relevant industrial applications that could be developed.
This interest from the scientific and the industrial community can be noted also be the presence of several projects carried out by research institutes in order to define standards and software products for different needs, for example refer to the programs OROCOS, MCA, MICROB, OMAC, OOOCEAN [1]-[5].

Also with respect to the second point, i.e. the methodological aspects, several European and international research projects can be mentioned, each of them trying to provide a methodological approach for their solution, [6]-[7].

On the other hand, it could be pointed out that at this time no “real” distributed system or machine has been developed. In fact, even if in past years many commercial products have been developed for distributed systems (e.g. the real time operative systems QNX or VxWorks [9-10]), they are still not so popular –or spread- in the industrial context, where often simpler tools are adopted, and also in cases where suitable tools are present, in general they are not properly used. Generally speaking, this situation is caused by:
- low availability, in the last years, of distributed computation platforms (low power consumption, small space requirements and enough computational power);
- no methodology is available for the development of a distributed application able to deal with the control requirements of each component in a unified and well-organized project;
- no “Open Source” technology providing the basic functionalities of a real-time OS on which a distributed control methodology could be developed and made easily available.

This research program aims at facing these aspects, developing methodologies and tools for dealing with control systems of distributed, complex dynamic processes. Besides an involvement of national and international industries (letters of declaration of interest are attached to this document and available at the url http://www-lar.deis.unibo.it/oasys), in this project it is planned to use (and also to contribue to develop) results of other European and international programs, and also to establish (or reinforce) contacts for future cooperations with ongoing researches, such as:
- Project NGMS (Next Generation Manufacturing Systems) of the international program IMS (Intelligent Manufacturing Systems), that recently has succesfully demonstarted the application of the norm IEC 61499 to the integrated design and simulation of electromechanical components and systems;
- Project ProfiNET of the “Profibus User Organization” (PNO), related to the problem of the industrial design of “component-based” control systems;
- The research program IDA (Interface for Distributed Automation), that has proposed on the basis of the IEC 61499, a engineering model and an architecture for control systems;
- The OOOCEAN program, that aims at developing engineering methodologies and an IEC norm for the real-time control in distributed systems;
- The research program OROCOS, supported by EU, in which a new open source environment for controlinf robotic systems is being developed;

Letters from three interested industries (TetraPack spa, Tecnos GA srl, Evidence srl)

Letter from Tetrapack SPA

Letter from Tecnos GA SRL

Letter from Evidence SRL

The OASYS research activities are programmed with a schedule of three periods, each of them of 8 months. Some of the activities described in the WP’s, in particular those related to the development of prototypes, involve more periods.


2.2.a Riferimenti bibliografici

[1] OROCOS, http://www.orocos.org/
[2] MCA - Modular Controller Architecture, http://mca2.sourceforge.net/
[3] http://www.robotique.ireq.ca/microb
[4] Intelligent Open Architecture Control of Manufacturing Systems, http://www.isd.mel.nist.gov/projects/
[5] OOOCEAN homepage: http://www.ooocean.info
[6] GEOPLEX, progetto IST-2001-34166, http://www.geoplex.cc
[7] S. Schooling: Distribution in Control and Innovation, Proc. Amer. Contr. Conf., pp. 3377-3382, 2002.
[8] Embedded systems PF6: http://www.cordis.lu/ist/so/embedded-systems/home.html
[9] http://www.qnx.com/
[10] http://www.windriver.com/
[11] L. Dozio, P. Mantegazza: Real Time Distributed Control Systems Using RTAI, IEEE Int. Symp. on Obj.-Orient. Real-Time Distr. Comput., 2003.
[12] “Software Enabled-Control”, IEEE Control System Magazine, Special Issue, Vol. 23, No. 1, Febr. 2003.
[13] RT-Linux homepage: http://www.rtlinux.org
[14] RTAI-Linux homepage : http://www.aero.polimi.it/~rtai/
[15] Real-Time Linux Foundation homepage: http://www.realtimelinuxfoundation.org
[16] L. Almeida, P. Pedreiras, and J.A. Fonseca, "The FTT-CAN Protocol: Why and How",
IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 49, no. 6, December 2002.
[17] L. Almeida and J.A. Fonseca, "FTT-CAN: a Network-Centric Approach for CAN based Distributed Systems", 4th IFAC Symposium on Intelligent Components and Instruments for Control Applications (SICICA'00), Buenos Aires, Argentina, 13-15 September 2000.
[18] Damir Isovic and Gerhard Fohler, "Handling Sporadic Tasks in Off-line Scheduled Distributed Real-Time Systems", Proc. of the 11th EUROMICRO Conference on Real-Time Systems, York, England, July 1999.
[19] Pau Marti, Gerhard Fohler, Krithi Ramamritham, and Josep M. Fuertes, "Jitter Compensation in Real-Time Control systems", Proc. of the 22nd IEEE Real-Time Systems Symposium, London, UK, December 2001.
[20] IDA (Interface for Distributed Automation) Group
[21] Macchelli A., C. Melchiorri, ``A Real-Time Control System for Industrial Robots and Control Applications Based on Real-Time Linux'', IFAC World Congress, Barcelona, Spain, July 21-26, 2002.
[22] C. Bonivento, A. Tonielli, C. Melchiorri, ``A PC-Based Rapid Prototyping Workstation for the Design of Motion Control Systems'', 1st IFAC Conf. on Mechatronic Systems, Darmstadt, G, Sept. 18-20, 2000.
[23] G. Ferretti, G. Magnani, P. Rocco, “Virtual prototyping of mechatronic systems in Modelica”, 2nd IFAC Conf. on Mech. Syst., Berkeley, USA, Dec. 2002, pp. 865-870.
[24] C. Maffezzoni, L. Ferrarini e E. Carpanzano, "Object-Oriented Models For Advanced Automation Engineering", IFAC Journal Control Engineering Practice, vol 7, 1999, pag. 957-968.
[25] M. Bonfe’, C. Fantuzzi., “Design and Verification of Industrial Logic Controllers with UML and Statecharts”, proc. of 2003 Conf. of Control Applications, (IEEE CCA 2003).
[26] M. Bonfe’, C. Donati, C. Fantuzzi., “An Application of Software Design Methods to Manufacturing System Supervision and Control”, proc. of 2002 Conference of Control Applications, (IEEE CCA 2002).
[27] G. Buttazzo, G. Lipari, M. Caccamo, L. Abeni, “Elastic Scheduling for Flexible Workload Management,” IEEE Trans. on Computers, Vol. 51, No. 3, pp. 289-302, March 2002.
[28] G. Buttazzo and L. Abeni, “Adaptive Rate Control through Elastic Scheduling,” Proc. 39th IEEE Conf. on Decision and Control, Sydney, Australia, Dec. 2000.
[29] Heck, B.S.; Wills, L.M.; Vachtsevanos, G.J., “Software technology for implementing reusable, distributed control systems”, IEEE Control Systems Magazine, Vol.23, Iss.1, Feb 2003 Pages: 21- 35.


2.3 Numero di fasi del Programma di Ricerca:    3

2.4 Descrizione del Programma di Ricerca

Fase 1



Durata e costo previsto

Durata   Mesi  8  Costo previsto   Euro  60.000 



Descrizione


Testo italiano

Mese 0: Definizione della struttura dei WP. In particolare, sotto la responsabilità della Unità coordinatrice di ciascun WP, verrà definito con precisione il contributo delle varie Unità che collaborano al WP per quanto riguarda l'accesso ai laboratori, i contenuti tecnologici e/o metodologici, la struttura informatica di presentazione dei risultati. (Nota: questa definizione è già in fase avanzata al momento della presentazione della proposta, ma si ritiene necessaria una verifica successiva all'esito sul finanziamento della proposta stessa per stabilire con miglior cognizione quali e quante interazioni siano compatibili con le risorse effettivamente allocate.)

Mese 1: Attivazione del Coordinamento Nazionale, riunione di "kick-off".

Mese 2: Attivazione della struttura informatica di collegamento http://www-lar.deis.unibo.it/oasys (e pagine Web nei singoli siti con collegamenti incrociati).

Mesi 1-6: Aggiornamento dello stato dell'arte nelle varie aree di intervento specificati nei Mod. B delle U.O. e nei WP delineati nel programma.

Mesi 5-8: Stesura delle specifiche richieste per le funzionalità oggetto di ciascuno dei WP. Contatti con industrie ed aziende interessate alle problematiche per identificazione di possibili collaborazioni. Contatti con I responsabili di progetti simili a livello sia Europeo che internazionale.

Mese 8: Riunione di Coordinamento. Presentazione dei risultati parziali, verifica della tabella di marcia.


Testo inglese
Month 0: Definition of the WP structure. In particular, under coordination of each research unit responsible of a WP, the specific contribution of each group to the general activities will be specified, in particular for the (remote) access to the laboratories, the technological and/or methodological contents, the information structure for results distribution. (Remark: this definition is already at an advanced level at the moment of presentation of the proposal, but a further verification of the same proposal following the financing decision is still considered necessary to better realize which and how many interactions are compatible with the resources actually allocated.)

Month 1: Activation of the National Coordination Committee, "kick-off" meeting.

Month 2: Activation of the network communication channel and full opration of the project homepage http://www-lar.deis.unibo.it/oasys (and Web sites of each unit with cross references).

Months 1-6: State-of-the-art update in each area indicated in the WPs and in the research programs of the Units.

Months 5-8: Definition of the requirements for the functions and activities indicated in each WP. Contacts with industries interested in the research for identification of possible cooperations.
Contacts with the coordinators of similar research programs at the international level.

Month 8: National Coordination meeting. Presentation of intermediate results, verification of the advancement schedale.



Risultati parziali attesi


Testo italiano

Struttura di collegamento informatica http://www-lar.deis.unibo.it/oasys che consenta l'accesso ai rapporti del Programma, alle pubblicazioni delle Unità, alla conoscenza della disponibilità di attrezzature sperimentali.

Aggiornamento dello stato dell'arte, presentato tramite rapporti di progetto.

Definizione di criteri per la fruizione dei laboratori messi a disposizione dalle Unità, disponibile come rapporto del Coordinatore del Programma.

Incontro di coordinamento.


Testo inglese
Set up of a computer-based interconnection network http://www-lar.deis.unibo.it/oasys ensuring access to the project reports, publication of the various Units, and the list of available experimental equipments.

State-of-art update presented through project reports.

Selection of criteria to be used to regulate access to the participating laboratories. The selected criteria will be made available as a Program Coordinator report.

National Coordination Meeting.



Unità di Ricerca impegnate

Unità n. 1  
Unità n. 2  
Unità n. 3  
Unità n. 4  


Fase 2



Durata e costo previsto

Durata   Mesi  8  Costo previsto   Euro  120.000 



Descrizione


Testo italiano

La seconda fase del Programma sarà maggiormente centrata sullo sviluppo di nuove metodologie per i problemi considerati nei vari WP e nelle attività singole delle varie UU.OO. Per quanto concerne le attività dei singoli gruppi, queste sono descritte in dettaglio nei relativi Modelli B. A questo livello, si dà la descrizione generale della seconda fase.

Mesi 9-12: Dall’analisi dello stato dell’arte, individuazione delle priorità sulle problematiche aperte in ciascuna attività, con relativa criticità rispetto alla realizzazione dei WP; interessamento di aziende del settore.

Mesi 12-14: Impostazione della soluzione delle problematiche di più elevata priorità.

Mesi 9-11: Acquisti delle attrezzature richieste.

Mesi 9-12: Organizzazione dei laboratori messi a disposizione del Programma dalle Unità e definizione delle modalità per la loro fruizione.

Mese 12: Convegno di Programma, di natura nazionale (e possibilmente internazionale), con esposizione dei primi risultati parziali ottenuti.

Mesi 12-16: Sviluppo di attività e dei prototipi dimostrativi da parte delle singole unità di ricerca, secondo quanto specificato nei Mod. B.

Mesi 9-16: Organizzazione di seminari e incontri con aziende, organizzazione di una sessione ad inviti in un convegno internazionale.


Testo inglese
The second phase will be more involved in the development of new methodologies for the problems considered in the WP’s and in the activities of each Unit. These are described in details in the research description (Form B) of each Unit. Here, a general description of the activities of phase 2 is given.

Months 9-12: From the analysis of the state-of-the-art, identification within each Workpackage of the open problems with their respective priorities, and evaluation of their relevance in view of Workpackage execution. Involvement of industries.

Months 12-14: Formulation of the solution to the problems with higher priority.

Months 9-11: Purchase of the required equipments.

Months 9-12: Organization of the laboratories and definition of the access criteria.

Months 12: Program meeting, with discussion of the first intermediate resulat.

Months 12-16: Development of experimental activities and prototypes by the different Units.

Months 9-16: Organization of meetings, seminars, one invited session or tutoral at an international conference.



Risultati parziali attesi


Testo italiano

Organizzazione Convegno e incontro di coordinamento; organizzazione di una sessione ad inviti ad una conferenza internazionale.

Seminari tecnici

Prime verifiche sperimentali su prototipi, in collaborazione con industrie, relazionate su rapporti delle U.O. interessate

Articoli scientifici inviati a conferenze internazionali.


Testo inglese
Organization of a National Coordination Meeting (a Conference) and of a invited session/tutorial at an internaitonal conference.

Technical workshops

First experimental verification on prototypes, in cooperation with industrial partners, presented in progress reports by each Unit.

Scientific papers in international conferences.



Unità di Ricerca impegnate

Unità n. 1  
Unità n. 2  
Unità n. 3  
Unità n. 4  


Fase 3



Durata e costo previsto

Durata   Mesi  8  Costo previsto   Euro  86.800 



Descrizione


Testo italiano

La terza e conclusiva fase del Programma di ricerca sarà rivolta al perfezionamento degli strumenti dimostrativi e delle metodologie sviluppate in precedenza. Rimandano per una descrizione dettagliata delle varie attivi

Mesi 17-22: Perfezionamento e sviluppo di attivita` prototipali e dimostrative presso i laboratori delle U.O. partecipanti.

Mesi 17-24: Prosecuzione delle attivita` in comune con le aziende interessate e i partner internazionali per la definizione di standard comuni

Mese 23: Organizzazione di un workshop internazionale sui temi di interesse per la ricerca

Mesi 17-24: Organizzazione di seminari e incontri con aziende


Testo inglese
The third and conclusive phase of the Program will deal with the completion of the demonstration equipment, the verification of the methodological tools and the application of the result to significative industrial examples. The general planning of this phase is the following:

Months 17-22: Completion of prototypes and demonstrators at the laboratories of the Units.

Months 17-24: Prosecution of common activities with interested industries and international partners for the definition of common standards.

Month 23: Organization of an international workshop with presentation of the research results.

Months 17-24: Organization of seminars and meetings with industries.



Risultati parziali attesi


Testo italiano

Organizzazione Workshop internazionale

Seminari tecnici

Verifiche sperimentali su prototipi, relazionate su rapporti delle U.O. interessate; verifiche su progetti significativi in collaborazione con aziende.

Articoli scientifici inviati a conferenze e a riviste internazionali.


Testo inglese
Organization of an international workshop

Technical seminars

Experimental activity on prototypes and demonstrators, in cooperation also with interested industries, with reports of the involved Units

Scientific papers in international conferences and journals.



Unità di Ricerca impegnate

Unità n. 1  
Unità n. 2  
Unità n. 3  
Unità n. 4  




2.5 Criteri suggeriti per la valutazione globale e delle singole fasi


Testo italiano

La valutazione del Programma può essere fatta preventivamente oppure "in itinere"/"ex post". Si ritiene opportuno fornire criteri di valutazione riferiti ad entrambe le ipotesi.

Criteri di valutazione preventiva del Programma
La valutazione preventiva dovrà riguardare:

- La qualità e la quantità degli apporti dati dai proponenti alla ricerca scientifica nel settore internazionale del controllo e dell'automazione industriale (aspetti sia metodologici sia tecnologici) così come si deduce dai riferimenti riportati e dalla letteratura tecnica nota a chi giudica il programma.

- Il grado di omogeneità che si può evidenziare nelle conoscenze disciplinari, negli interessi scientifico-tecnici e negli intenti generali dei proponenti.

- Le prospettive di accrescimento della conoscenza sia accademica sia tecnico-applicativa.

- Le prospettive di completamento dei laboratori universitari implicati e di potenziamento in termini di qualità e quantità delle attività sperimentali connesse alla ricerca. In questo quadro sono da valutare altresì le possibili ricadute sulla didattica di queste tematiche ingegneristiche molto recenti.

- Il confronto con altri progetti noti ed operanti in campo internazionale.

- Il grado di interesse dimostrato per i temi di questa ricerca dall’ambiente industriale.


Criteri per la valutazione "in itinere" o "ex post"
Si tratta in generale di valutare i risultati indicati nel Programma al termine di ciascuna fase ricorrendo agli strumenti che seguono:

- Esame delle pubblicazioni scientifiche, del loro contenuto e della sede di pubblicazione.

- Verifica dell'attuazione dei convegni previsti dal Programma e riscontro dei risultati in tali sedi riportati.

- Verifica della struttura informatica di rete e della disponibilità dei rapporti di progetto, in formato elettronico, con il resoconto dei risultati conseguiti.

- Valutazione della qualità e della significatività delle sperimentazioni che saranno condotte sia dalle singole Unità.

- Valutazione dei modi con i quali, al termine del progetto, si intende diffondere i risultati delle ricerca anche in ambienti non accademici o di ricerca. Particolare attenzione sarà data agli aspetti relativi al trasferimento della innovazione.

- Valutazione del grado di accettazione con il quale le industrie saranno disposte ad utilizzare i prodotti della ricerca.


Testo inglese
The evaluation of the Program can be made a priori or “in itinere”/“ex post”. Criteria for both cases are described in the following.

Criteria for “a priori” evaluation
The "a priori" evaluation should consider:

- The quality and quantity of the contributions given by the participants to the scientific research in the international fields of control and industrial automation (both methodological and applicative aspects), as it can be inferred from the references quoted as well as from the literature known to the reviewers.

- The degree of homogeneity regarding the knowledge in the specific areas of of the research, as well as in the scientific and technical interests, and in the general intentions of the proponents.

- The perspectives of knowledge growth from both the application and academic viewpoint.

- The perspectives of enlargement and completion of the involved university laboratories, as well as of enforcement in qualitative and quantitative terms of the experimental activities connected to the research.

- Comparison with known and operative international projects in the field.

- The interest demonstrated in this project by industries.


Criteria for "in itinere" or "ex post" evaluation

The results indicated at the end of each phase should be evaluated as follows:

- Evaluation of the scientific publications, their contents and the relevance of the journal or conference.

- Verification of the actual occurrence of the planned workshops and evaluation of the results reported therein.

- Evaluation of the quality and significance of the experimental tests that will be carried out both from the Units.

- Evaluation of the dissemination of the achieved results both in academia and outside. Major attention will be given to the aspects related to transfer of innovation.

- Evaluation of the acceptance and use by industry of the results of the research.



PARTE III


3.1 Spese delle Unità di Ricerca

Unità di Ricerca  Voce di spesa  TOTALE
Materiale invent.  Grandi Attrezz.  Mat. di cons. e funz.  Spese per calcolo  Pers. a contratto  Servizi esterni  Missioni  Part. / Org. conv.  Pubbl.  Altro  
Unità nº 1   20.000   0   10.000   0   30.000   0   10.000   20.000   0   0   90.000
Unità nº 2   5.800   0   3.200   0   30.000   0   8.000   5.000   0   0   52.000
Unità nº 3   16.000   0   8.800   0   29.000   0   11.000   4.500   500   0   69.800
Unità nº 4   20.000   0   2.000   0   16.000   1.000   5.000   11.000   0   0   55.000
   61.800  24.000  105.000  1.000  34.000  40.500  500  266.800



3.2 Partecipazione finanziaria

Il coordinatore certifica che il progetto ha carattere di originalità e non è finanziato o cofinanziato da altre amministrazioni pubbliche (art. 4 bando 2003) 
SI  


3.3 Costo complessivo del Programma di Ricerca e risorse disponibili

Unità di Ricerca  Voce di spesa 
RD  RA  RD+RA  Cofinanziamento di altre amministrazioni pubbliche  Cofinanziamento richiesto al MIUR  Costo totale del programma  Costo minimo 
Unità n. 1   15.000   15.000   30.000   0   60.000   90.000   80.000  
Unità n. 2   15.600   0   15.600   0   36.400   52.000   35.000  
Unità n. 3   21.000   0   21.000   0   48.800   69.800   55.000  
Unità n. 4   7.500   9.000   16.500   0   38.500   55.000   35.000  
   59.100  24.000  83.100  183.700  266.800  205.000 



   Euro   
Costo complessivo del Programma   266.800 
   
Fondi disponibili (RD)   59.100 
   
Fondi acquisibili (RA)   24.000 
   
Cofinanziamento di altre amministrazioni
pubbliche (art. 4 bando 2003)
 
0 
   
Cofinanziamento richiesto al MIUR   183.700 


3.4 Costo minimo per garantire la possibilità di verifica dei risultati

Euro   205.000  (dal sistema, quale somma delle indicazioni dei Modelli B)  
Euro  205.000  (dal Coordinatore del Programma)  



(per la copia da depositare presso l'Ateneo e per l'assenso alla diffusione via Internet delle informazioni riguardanti i programmi finanziati; legge del 31.12.96 n° 675 sulla "Tutela dei dati personali")


Firma _____________________________________   Data 31/03/2003 ore 09:28 


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