Matematica applicata ai macchinari per il confezionamento di liquidi



Il protagonista di questo progetto è uno dei più importanti player mondiali nel trattamento e nel confezionamento di liquidi e ha la missione di rendere sempre più efficienti i propri macchinari, al fine di migliorare la catena produttiva per i suoi clienti. In stretta collaborazione con l’azienda, Moxoff ha dato vita a dei modelli ridotti che, risolvendo la fluidodinamica del sistema, riescono a migliorare le performance dei macchinari adibiti al riempimento dei bricchi.

Descrizione e Benefici

Migliorare l’efficacia e la rapidità del processo di filling è una missione complessa che impone all’azienda una continua ricerca di strumenti innovativi. Attraverso l’impiego dei modelli ridotti, che sono in grado di modellare i processi di fluidodinamica, Moxoff ha sviluppato degli algoritmi di simulazione che permettono di testare i vari parametri e le diverse configurazioni del macchinario in brevissimo tempo. Questo progetto è parte di un più ampio percorso, iniziato fin dalla nascita di Moxoff, che ha l’obiettivo graduale di modellare matematicamente tutte le diverse parti della macchina produttiva. In questo modo sarà possibile ricostruire l’intero apparato in digitale, tendendo verso un vero “digital twin” che consenta simulazioni complete di tutto il sistema.

Inoltre, in sinergia con quanto sviluppato, basandoci sui modelli fisici, ora stiamo applicando la MathFusion per integrare anche la componente legata ai dati di campo, in modo da mettere in comunicazione diretta i due mondi (fisico e virtuale). La MathFusion permette da un lato di utilizzare i risultati dei modelli fisici sviluppati nel corso degli anni a metodi di carattere predittivo tipicamente basati sui dati, e dall’altro di usare i dati raccolti dalle macchine per tarare e migliorare i modelli fisici rendendoli ancora più precisi in ottica di studio ed efficientamento dei macchinari.

La contaminazione dei saperi al servizio delle imprese

Per questa soluzione, Moxoff ha impiegato modelli matematici originariamente sviluppati per l’emodinamica, ovvero lo studio dei processi d’interazione tra la fluidodinamica del sangue e le pareti dei vasi sanguigni. Ci sono, infatti, molte similitudini tra la macchina, mentre esegue il riempimento dei bricchi, e le arterie. Nella macchina, un tubo di carta speciale viene riempito di liquido mentre alcune tenaglie entrano in azione sincronizzata per chiudere il pacchetto. L’azione combinata di queste tenaglie con il fluido che riempie il pacchetto, crea delle onde di pressione che sono analoghe a quelle che si formano nei vasi sanguigni a ogni battito del cuore. Da qui, è nata l’idea di adottare modelli matematici già sviluppati per l’emodinamica per una applicazione molto diversa. Anche questa è una delle bellezze della modellazione matematica: fenomeni apparentemente molto diversi possono essere descritti con equazioni matematiche simili.

  • Riduzione dei tempi, le simulazioni, che precedentemente richiedevano ore, avvengono in pochi secondi.
  • Smart-Integration, agevole integrazione con software commerciali già in uso da parte del cliente.
  • Forecasting, capacità di prevedere eventuali problematiche, prima che accadano nella realtà



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