la ricerca applicata per l’innovazione tecnologica e produttiva

Le iniziative di Italia Lavoro Dati, novità e approfondimentisulle politiche attive del lavoro

Seminario tecnico Nazionale di Settore

Bologna, 12-13 maggio 2016

Andrea Ballarino

Innovare il settore delle calzature: scelte di impresa, relazioni industriali, politiche attive del lavoro

La ricerca applicata per l’innovazione tecnologica e produttiva

SEMINARIO 2/5 Innovare il settore delle calzature: scelte di impresa, relazioni industriali, politiche attive del lavoro

Indice

• ITIA-CNR e il Design&Mass Customization Lab• Motivazioni e vision• Le attività del Laboratorio• L’evoluzione della ricerca applicata al manifatturiero

calzaturiero• Conclusioni

3

ITIA-CNR MISSION AND RTD&I STRATEGY:TOWARDS THE FACTORY OF THE FUTURE

ITIA-CNRsvolge attività strategiche di ricerca scientifica e l'innovazione, al fine di

contribuire allo sviluppodella Fabbrica del Futuro

per la competitività e la sostenibilità dell’industria manifatturiera italiana ed

europea.

Il focus delle attività di RTD & I è laco-evoluzione

Prodotti / servizi, processi e sistemi di produzione.

ITIA-CNRè l'Istituto di Tecnologie Industriali e

Automazioneistituto pubblico di ricerca parte del CNR,

Consiglio Nazionale per la Ricerca

4

Istituto di Tecnologie Industriali e Automazione

2MaCS - Machine and Manufacturing Control Systems

DASM - Dynamic Analysis and Simulation of Machinery

IRAS - Intelligent and Autonomous Robot Systems

MEDIS - Micro Enabled Devices and Systems

EVA - Enterprise Engineering and Virtual Applications

MBM – Manufacturing Business Models

Fabbrica del Futuro

5

LA SEDE ITIA-CNR DI VIGEVANO

DESIGN & MASS CUSTOMIZATION LABINTEGRATED PILOT PLANT

Nuove soluzioni per la Fabbrica per la produzione automatizzata di calzature

personalizzate

6

Motivazioni e vision

7

Anno 2000 – Bisogni e sfide

Nor

th A

m.

Latin

Am

.

Euro

pe

Asia

& M

E

Oth

ers

19851995

2005

1985 599 799 3044 4967 323

1995 466 718 1443 8022 320

2005 670 864 1518 10623 387

North Am. Latin Am. Europe Asia & ME Others

Mio pairs of shoes produced

Source: CEC

TREND: constant growth

TREND: decrease / stable

Mercato ed Opportunità per EU Footwear

World footwear market

• stimato attorno ai 246 Billions Euro

• aspettative di crescita del 5% in 5 anni

World footwear market12%

88%

HVA products

Mass productionmarket

Il mercato dei prodotti HVA è stimabile attorno ai 30 Billions Euro, rappresentando il 12% dell’intero mercato mondiale

Il turnover della produzioneEuropea Footwear è di circa 14 Billions Euro …

► meno del 50% del mercato HVA

Challenges (Future) per il settore Footwear in EU

Indirizzare il Footwear High Value Added Global Market

Rispondere a bisogni ed attese dei consumers:

• un cittadino europeo su tre soffre di problemi ai piedi

• il tasso di scarpe "inadeguate" raggiunge quasi il 24% della popolazione

• la segmentazione della popolazione sta progressivamente crescendo (dati UE entro il 2030): elder (1 over 3), fat/obese (50/30%), diabetic (10%) tutti «nuovi» consumatori con esigenze specifiche da soddisfare

10

A Best Practise sviluppata da ITIA-CNRnel settore Footwear

Consumer Oriented Factories

LEVE

L O

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UST

OM

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ION

NO

NE

LOW

MO

DER

ATE

HIG

H

No customisation (made for stock) scarpe quali prodotti di massasenza alcun grado di personalizzazione, acquistate da clienti nel modotradizionale con nessuna nozione su come scegliere le scarpe chemeglio si adattino.

• Style customisation : le scarpe sono ancora prodotte con latradizionale scala taglie, non c'è adattabilità individuale per ognicliente.

Best matched fit (assembled to order) scarpe sono vendute in mododiverso, ma ancora prodotte tradizionalmente; complicazioni sono attese intermini di complessità più elevata del prodotto ed in numero di varianti

Custom fit (made to order) rappresentare l'applicazione finaledel metodo di personalizzazione: ogni paio di scarpe (o anche ogniscarpa singola) è "su misura" per le caratteristiche specifichedelpiede, le abitudini e le esigenze funzionali di ogni singoloconsumatore; implica una revisione completa di tutte le fasi delciclo di vita del prodotto.

ALL

La risposta “sfidante”:Totally free creativity in shoe customizing

ITIA-CNR Factory

The consumer as source for innovation

Selection

Selection and customization

Try-on

today

what for perceiving consumer creation

13

Reversing the perspective

Personalised production

The Consumer as source of innovation

Fixed model offer

Physical catalogueSHOP

SHO

P

Unique Design

Full engineering

lasts

upper, components

«Market push»Qua

ntity

and

time

Mass production

Unique Design

Full engineering

lasts

upper, components

«Market push»Qua

ntity

and

time

Quantity and tim

e

«Market pull»

Going beyond (limits of)

Unique Design

Full engineering

lasts

upper, components

Expanding the choice, getting «out of» physical catalogue

Fixed model offer

Physical catalogue

Technology as complementary innovation engine

Creativity, Design and Technology as engines for Product and Process Innovation

ITIA –CNR Pilot Factory

Healthy Shoes

Personalised Shoes

Innovating Factories

Social impact Economic impact

Footwear Manufacturers Technology Suppliers

New Materials

New Technologies

Environmental impact

Process Innovation

Product Innovation

© ITIA‐CNR

Attività @ITIA D&MC Lab

R&D

Techno

logy

tran

sfer

Services

Training

17

Le attività del Laboratorio

18

SINGOLOPAIO

The ITIA-CNR Footwear Factory for Customised Shoes

La customizzazione: sfida per approccio digitale alla (realizzazione della) calzatura

Custom-Fit:

I piedi di ciascun cliente vengono esaminati (scansione), le specifiche abitudinisono analizzate ed usate per produrre una forma, un sottopiede ed una suola “adhoc”. Inoltre, la customizzazione consente la scelta dello stile e dei materiali dellascarpa.

SCANSIONE DEL PIEDE

LA FORMAVIENE ADATTATA AL PIEDE ED UN ESEMPLARE

CUSTOMIZZATO VIENE CREATO

TUTTI I COMPONENTI VENGONO MODIFICATI

La scansione – dal piede alla forma FOOT SCANNER AND MATCHING

Il design virtuale e l’ingegnerizzazione concorrente di prodotto e processo

CAD 3DDESIGN VIRTUALE

CAMTAGLIO

CAMCUCITURA

CAMMACCHINE

MONTAGGIO

CAM

FRESATURA FORMA

ITGenerazione (semi)automatica dell’informazione

INTEGRAZIONE TRASVERSALE

CAD / CAM – Sviluppo di algoritmiche dedicate

CAD / CAM – Alcune realizzazioni recenti

Integrated Pilot Plant

Sistema integrato di montaggio automatizzato Sistema di logistica automatizzato mono-cassetta

Macchine ad elevata flessibilitàIntegrazione parametri a bordo macchina Soluzioni robotiche avanzate

27

L’evoluzione della ricerca applicata al manifatturiero calzaturiero

28

Research Process ProductFo

otwe

arTe

chno

logy

Major Partners & stakeholders

29

Footwear research evolution @ EU level

1997 2001 2004 2008

RTD

INDUSTRY

PNR SPI FP5 FP6 FP7

SPI6• 6 MEURO• 6 PARTNERS• 36 MONTHS

EUROShoE• 17 MEURO• 34 PARTNERS• 40 MONTHS

CEC‐made‐shoe• 20 MEURO• 54 PARTNERS• 48 MONTHS

Fit4U, SShoesIdeaFoot, Dorothy, NetChallenge, CoReNet, RoboFoot, MyWear, Fashionable,ADDFactor

1st generation• Produzione

automatizzata

2nd generation• Prodotti

Customizzati• Sistemi di

produzioneintegrati

3° generation• Nuovi shoe

concepts e materiali• Nuove soluzioni ICT

e design• Nuove tecnologie

per il manufacturing

4° generationNuovi prodotti

dedicati e tecnologiemanufatturiere per la

produzione“consumer

differentiated”

Dal customer ………………….………………. Al Consumer

Linea automatizzata di montaggio

Trasporto, manipolazione, identificazione e gestione automatica del singolo item (mezzo paio)

31

1997 2001 2004 2008

RTD

INDUSTRY

PNR SPI FP5 FP6 FP7







automatizzata



produzioneintegrati








differentiated”


EUROShoE - Extended UseR Oriented Shoe Enterprise

Project durata: 2001- 2004Project Coordinator: ITIA-CNR (I)

Obiettivo: creare l’extended user oriented shoe enterprise capace di produrre calzature customizzatecon efficienza comparabile alla mass production

33 partners tra calzaturifici, produttori di machine, formifici, università, research institutes, da10 paesiEuropei (I, E, P, D, IRL, F, DK, UK, SI, CH)

Research budget: 17 million €EC financing 8 million €

The largest project related to manufacturing in the EU 5th Framework Program

EUROShoE Results:Integrated Pilot Plant

Consum

er acquisition

Custom

ized product engineering

Highly autom

ated production system

s

34

1997 2001 2004 2008

RTD

INDUSTRY

PNR SPI FP5 FP6 FP7







automatizzata



produzioneintegrati








differentiated”


35

CEC-made-shoeCustom, environment and comfort made shoe

Virtual assessment of shoe properties (thermal, bending, comfort…)

3D CAD

One Step Production System New Retail and SCN Platforms

Bio mat, devices, laser based

36

1997 2001 2004 2008

RTD

INDUSTRY

PNR SPI FP5 FP6 FP7







automatizzata



produzioneintegrati








differentiated”


Focus – Soluzioni per segmenti di mercato specifici

38

Tecnologie di Produziones for la PERSONALIZZAZIONE

Machine for 3D and stretch

materials

Advanced Production cellfor glueing and injecting sole

upperlininginsole

Personalizedassembling

Multi-purposeLaser machine for cutting, marking ed

engravingupperlininginsole

Personalizzazione estetica

Funzionalizzazione e personalizzazione

Personalized product

UpperSole

Concezione, design e sviluppo di nuovi

macchinari «industry driven» ad elevata performance e flessibilità

Aesthetic personalization

4 axis:• 2 xy linear motors +2 uv

galvo• 1500x1500 mm working

area

Changeable laser source:• CO2 laser• Green laser • Laser diode

Multipurpose laser machine: taglio, marcatura e

decorazione estetica per prodotti footwear e leather

Functionalisation and personalization

Macchina per i tessuti 3D spaziati Macchina per la pelle stretch

Innovative Milling Machine for Lasts production

Macchina dedicate per la fresatura di forme (personalizzate)

Personalized assembly and production

Mini-factory@Retail

Freedom of creativity

13

Soluzioni basate su ADDITIVE MANUFACTURING per la personalizzazione di prodotto @retail

43

Conclusioni:

verso la

«Shoe Making Enterprise 4.0»

TERZISTIFORNITORI

CALZATURIFICIO

Il calzaturificio può (deve?) mutare il suo ruolo e modus operandi…

Forma

Sketch 2D/3D design

Tomaia

Soletto

Suola/ tacco

Componenti

Accessori

Forma vestita

Prototipo

IndustrializzazioneProduzione

TERZISTIFORNITORI

quali«esecutori» del progetto

digitale

CALZATURIFICIO

.. Verso il DIRECT DIGITAL MANUFACTURING Realizzare l'innovazione attraverso la digitalizzazione di prodotti e processi

Forma

Tomaia

Soletto

Suola/ tacco

Componenti

Accessori

Industrializzazione

PDM-PLM

Prototipo

RoboticaAdditive manufacturing

Standardizzazione• strutture forme (fusto, cave, corone)• Componenti (sottopiede)• Fondi/tacchi

Product 3D design

Produzione

Grazie per l’attenzione

Bologna 12-13 aprile 2016

Andrea [email protected]

EQuIPE 2020Italia Lavoro S.p.AVia Guidubaldo Del Monte, 60 - 00197 [email protected]

la ricerca applicata per l’innovazione tecnologica e produttiva

Government & Nonprofit