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L'Unità Operativa di genova (UOGe) si occuperà specificatamente di: - formalizzare, sulla base delle indicazioni modellistiche e strumentali delle altre UO, una procedura per la caratterizzazione metrologica delle classi di strumenti selezionate;- sviluppare una procedura per la valutazione dell'incertezza di misura, relativa agli strumenti di cui è considerata la caratterizzazione, sulla base delle indicazioni sperimentali e sui modelli provenienti dalle altre UO; - progettare, validare , applicare e rendere fruibili tre codici di calcolo di supporto a ciascuna delle procedure, uno per il calcolo dell'incertezza di misura basato su metodi probabilistici in grado di fornire la distribuzione di probabilità del risultato finale, uno per il calcolo del rischio per lo strumento di operare fuori specifica, in specificate condizioni operative sulla base della distribuzione di probabilità precedentemente ottenuta e uno per il calcolo dei costi associati all'incertezza di misura. L'esperienza maturata nel precedente PRIN, fornirà la base di partenza per lo sviluppo delle procedure di caratterizzazione e valutazione dell'incertezza della strumentazione. Le procedure saranno sviluppate secondo criteri generali con un approccio organico al problema e saranno successivamente adattate alle necessità specifiche dei casi applicativi selezionati. Occorrerà in particolare affrontare l'ottimizzazione delle procedure e delle prove sperimentali, in modo da soddisfare le specifiche richieste dalla Direttiva e da fornire informazioni supplettive all'utente senza costi aggiuntivi. Questo aspetto risulta di particolare importanza quando le prove riguardano non solo caratteristiche specifiche della strumentazione, ma anche condizioni ambientali variabili e particolari interazioni fra il misurando e lo strumento. A questo scopo saranno utilizzate tecniche di progetto degli esperimenti per definire il programma di prova, fornendo nella procedura indicazioni generali e particolari. Le procedure specifiche saranno quindi sviluppate a partire da criteri generali, sulla base delle indicazioni sia modellistiche sia sperimentali fornite dalle altre UO per le due classi di strumenti considerate. Parte integrante della procedura di caratterizzazione sarà costituita dalla valutazione dell'incertezza di misura, corredata dei relativi codici di calcolo. Il pacchetto completo consentirà di eseguire in modo ottimale la verifica della strumentazione secondo i requisiti della Direttiva, realizzando, oltre ad una prova prova di conformità anche un'operazione di caratterizzazione quantitativa completa. La valutazione dell'incertezza sarà effettuata sulla base dei risultati sperimentali e dei modelli della misurazione e sarà applicabile non solo per strumentazione in condizioni nominali, ma anche nelle condizioni operative particolari. La valutazione si baserà sulla classe di modelli della catena di misurazione già impiegata nel precedente PRIN e che è risultata essere un valido compromesso tra semplicità ed efficacia. Le grandezze di influenza che interverranno nella valutazione dell'incertezza saranno catalogate in termini generali, per esempio, per quanto riguarda l'ambiente, temperatura, umidità, vibrazioni, ed in seguito specificate per le classi di strumenti considerate, mantenendo in questo modo organicità generale e validità nel particolare. Il modello prevederà una opportuna successione di blocchi funzionali, in grado di gestire ingressi interferenti e modificatori, rispetto ai quali sarà possibile specificare l'opportuno coefficiente di sensibilità. Tali blocchi consentono di trattare in modo sistematico tutti i contributi all'incertezza, dalle grandezze esterne quali effetti termici e vibrazionali, a quello intrinseche nella catena strumentale, quali scostamenti delle sensibilità e problemi di azzeramento. UOGe, sulla base della esperienza maturata nel settore, prevede di effettuare la valutazione dell'incertezza di misura secondo una doppia metodologia: la prima strettamente aderente alla normativa corrente (Guida all'espressione dell'incertezza di misura [8]), indispensabile per operazioni di verifica a fronte delle specifiche imposte dalla Direttiva; la seconda, basata su considerazioni probabilistiche, che, come si è detto, presentano aspetti di grande interesse per la presente ricerca. Mediante questo approccio è possibile infatti fornire il risultato di ogni misurazione mediante una distribuzione di probabilità sul campo dei possibili valori del misurando. Questo consente di condurre una analisi del rischio e di effettuare una valutazione dei costi, nonché, in genere, di ottenere una più accurata valutazione dell'incertezza estesa. L'analisi del rischio sarà impostata da due punti di vista: quello del costruttore e quello del cliente. Essenzialmente si tratta di visioni simmetriche del medesimo problema. Infatti il processo decisionale basato sui risultati di un processo di misura in seguito all'incertezza di misura, può dare luogo ad errori di due tipi: rendere disponibile uno strumento non conforme (rischio del cliente) oppure scartare o eventualmente rilavorare uno strumento in realtà già conforme (rischio del produttore). Il calcolo si baserà, oltre che sulla distribuzione di probabilità dei valori di misura, determinata precedentemente, anche su informazioni aggiuntive richieste all'utente in modo da calcolare il rischio di avere valori oltre una soglia uni o bilaterale, dato un valore specifico di misura (rischio locale), oppure una distribuzione di probabilità che descriva il processo di produzione degli strumenti sotto indagine (rischio globale). I codici di calcolo saranno sviluppati con particolare attenzione ai requisiti di qualità del software, che sono adottati nel laboratorio nell'ambito del sistema di qualità certificato. Infatti è auspicabile che tali supporti diventino di uso comune, disponibili mediante accesso via rete oppure direttamente implementati all'interno del software degli strumenti di misura. In ogni caso la valutazione dell'incertezza di misura assume un ruolo fondamentale ed integrante nelle procedure di misura e quindi deve essere sviluppata secondo criteri di qualità che ne garantiscano l'affidabilità così come avviene per la strumentazione stessa. Si prevede quindi di dividere lo sviluppo in passi successivi, dalla progettazione alla realizzazione e validazione. Quest'ultima assume particolare significato quando si tratta di garantire l'affidabilità dei risultati. In questo senso si prevedono diversi livelli di verifica: partendo da ciascun modulo costituente il software, che verrà esaminato in relazione alle sue specifiche funzioni, fino ad arrivare al codice completo. Una prima convalida del pacchetto completo si baserà sull'applicazione e sul confronto dei risultati per casi svolti presentati in documenti ufficiali come esempi applicativi. In particolare saranno selezionati casi vicini alla strumentazione selezionata per la sperimentazione. La validazione finale avverrà applicando il codice ai risultati della sperimentazione estensiva resi disponibili dalle varie unità operative e da esperimenti limitati eseguiti localmente. Al fine di rendere disponibili i risultati della ricerca, si intende pubblicare le procedure definitive sul sito web del progetto e, compatibilmente con le esigenze di sicurezza e tutela dei dati, consentire l'accesso ai codici di calcolo mediante la rete internet. In relazione a tali obiettivi il programma di lavoro comprenderà una prima fase in cui si progetteranno le prove di caratterizzazioni in funzione dei vari fattori da investigare. Inoltre verrà definita la struttura globale sia delle procedure sia degli strumenti di supporto. Nella seconda fase si procederà alla definizione in dettaglio dello strumento di supporto e al suo sviluppo. Nella terza fase si curerà l'ottimizzazione dei vari moduli dello strumento di supporto, congiuntamente ad un loro test funzionale ed una prima validazione su esempi applicativi rinvenuti in letteratura e su esperimenti limitati realizzati in loco. Infine una quarta ed ultima fase comprenderà il completamento delle procedure e dello strumento, anche dal punto di vista dell'accessibilità via rete, e della sua validazione mediante applicazione sui dati delle UO coinvolte nella ricerca Organizzazione in fasi della ricerca FASE 1 mesi 0 – 6 : Progetto Attività Approfondimento bibliografico specifico relativo a procedure di prova e caratterizzazione degli strumenti di misura e valutazione della relativa incertezza anche in condizioni operative avverse. Sulla base delle indicazioni provenienti dalle altre UO, progettazione ed ottimizzazione preliminare delle prove di caratterizzazione. Impostazione del modello per la valutazione dell'incertezza di misura, comprensivo dei fattori influenzanti la misurazione. Progettazione dei codici di calcolo, separazione in blocchi funzionali, ideazione degli schemi di validazione. Progetto degli esperimenti locali (in collaborazione con le altre UO) Risultati attesi. Relazione relativa allo stato dell'arte aggiornato. Relazione sulla progettazione preliminare delle prove. Relazione progettuale dei codici di calcolo. Versione preliminare della procedura per la valutazione dell'incertezza di misura. FASE II mesi 4-14 : Sperimentazione Attività Stesura delle procedure per la caratterizzazione delle classi di strumenti considerate. Sviluppo del modello per la valutazione dell'incertezza sulla base delle indicazioni relative agli effetti ambientali fornite dalle altre UO. Schema di validazione delle procedure e dei codici di supporto alla valutazione dell'incertezza. Specifiche per la realizzazione degli esperimenti locali. Sviluppo della procedura per la valutazione dell'incertezza e dei codici di supporto. Risultati attesi Procedura per la caratterizzazione delle due classi di strumenti selezionate. Procedura per la valutazione dell'incertezza di misura. Relazione sugli schemi di validazione delle procedure per la valutazione dell'incertezza e dei codici di supporto. Versione preliminare dei codici di calcolo comprensivi di documentazione descrittiva. FASE III mesi 12-18: Elaborazione delle procedure Attività Raccolta ed organizzazione dei dati sperimentali provenienti dalle altre UO, per l'applicazione della procedura di valutazione dell'incertezza. Completamento dei codici di supporto e della relativa documentazione. Validazione della procedura per la valutazione dell'incertezza e dei codici di supporto. Prime applicazioni ai casi sperimentali. Sviluppo dei codici per la valutazione del rischio e per l'analisi dei costi. Risultati attesi: Versione definitiva dei codici di calcolo di supporto alla valutazione dell'incertezza. Relazione sulla validazione dei suddetti codici. Versione preliminare dei codici per la valutazione del rischio e l'analisi dei costi. Relazioni di prova relative all'applicazione della procedura ai primi dati sperimentali. FASE IV mesi 16-24 :Validazione conclusiva Attività Raccolta ed organizzazione dei dati sperimentali provenienti dalla altre UO. Applicazione estensiva della procedura e dei codici di supporto per la valutazione dell'incertezza. Analisi dei dati e valutazione delle informazioni ottenibili dalle prove eseguite secondo lo schema proposto. Estensione dei codici per la valutazione dell'incertezza a prove di taratura di tipo generale. Validazione dei codici per la valutazione del rischio e l'analisi dei costi. Presentazione e diffusione delle procedure, dei codici e dei concetti di base mediante il sito web del progetto di ricerca, ed attraverso contatti con aziende ed organizzazioni di industriali utenti e consumatori interessati alle problematiche. Risultati attesi: Versione definitiva dei codici per la valutazione del rischio e l'analisi dei costi. Relazione sulla validazione dei suddetti codici. In collaborazione con le altre UO, relazione finale sull'applicazione delle procedure alle due classi di strumentazione selezionate. Relazione sulle informazioni ottenibili dalle prove e sui metodi di analisi da utilizzarsi. In collaborazione con le altre UO, relazione sulle politiche di diffusione intraprese e sui relativi ritorni.
