IMPIANTI MECCANICI

Docenti: 
VOLPI Andrea
Crediti: 
9
Sede: 
PARMA
Anno accademico di offerta: 
2017/2018
Settore scientifico disciplinare: 
IMPIANTI INDUSTRIALI MECCANICI (ING-IND/17)
Semestre dell'insegnamento: 
Primo Semestre
Lingua dell'insegnamento: 

Italiano

Obiettivi formativi

Conoscenze e capacità di comprendere: mediante le lezioni frontali tenute durante il corso, lo studente acquisirà i metodi e le conoscenze necessari a descrivere i sistemi industriali produttivi e di stoccaggio, a comprenderne i criteri di progettazione, realizzazione e manutenzione; apprenderà a impiegare proficuamente gli strumenti per la gestione dei progetti grazie ai cenni di statistica somministrati. Lo studente apprenderà la struttura e il principio di funzionamento degli impianti industriali, in termini di: organizzazione e gestione del processo di trasformazione dalla materia prima al prodotto finito, affidabilità dei sistemi complessi, ruolo delle risorse umane e dell’automazione industriale, flussi produttivi e layout, capacità di misurare le prestazioni di un impianto industriale.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Mediante le esercitazioni pratiche svolte in classe relativamente ad alcuni argomenti del programma, gli studenti apprendono come applicare le conoscenze acquisite in un contesto reale di progettazione, nonché in ambiti multidisciplinari o non familiari. In particolare, lo studente dovrà applicare le conoscenze acquisite all’industrializzazione di un processo produttivo, partendo dallo studio di fattibilità, definendo la miglior struttura produttiva e la sua gestione, valutando la possibilità di ricorrere ad operazioni automatizzate in sostituzione di quelle manuali e controllando l’intero processo attraverso un dettagliato monitoraggio basato sugli indici di performance dei sistemi produttivi.Autonomia di giudizio
Lo studente dovrà essere in grado di comprendere e valutare in maniera critica i principali sistemi produttivi (ciclo tecnologico obbligato e non, produzione o assemblaggio, manuali o automatizzati); utilizzando le conoscenze acquisite dovrà analizzare impianti e sistemi esistenti valutandone le prestazioni e l’adeguatezza, valutare l’impatto delle decisioni strategiche, di pianificazione e operative, sulle prestazioni degli impianti industriali, elaborare relativi dati numerici e sostenere scelte decisionali e progettuali.Capacità comunicative
Tramite le lezioni frontali e il confronto con il docente, lo studente acquisisce il lessico specifico inerente gli impianti produttivi (ad esempio: impianti di processo, affidabilità, layout, KPI), i sistemi di stoccaggio, la manutenzione e l’affidabilità, la gestione dei progetti. Ci si attende che, al termine del corso, lo studente sia in grado di trasmettere, in forma orale e in forma scritta, i principali contenuti del corso, quali idee, problematiche ingegneristiche e relative soluzioni. Lo studente deve comunicare le proprie conoscenze con mezzi adeguati, pertanto per la risoluzione di problemi numerici ci si attende l’utilizzo di strumenti di uso comune nel settore, quali tabelle, schemi impiantistici, diagrammi di flusso, fogli di calcolo numerici.

Capacità di apprendimento
Lo studente che abbia frequentato il corso sarà in grado di approfondire le proprie conoscenze in materia di impiantistica e produzione generale attraverso la consultazione autonoma di testi specialistici, riviste scientifiche o divulgative, anche al di fuori degli argomenti trattati strettamente a lezione, al fine di affrontare efficacemente l’inserimento nel mondo del lavoro o intraprendere percorsi di formazione successivi.

Prerequisiti

Non vi sono propedeuticità obbligatorie.

Contenuti dell'insegnamento

Il corso si propone di fornire allo studente i criteri generali di progettazione e realizzazione dei principali impianti produttivi, ovvero sistemi complessi costituiti dall’impianto tecnologico e da impianti e attività di servizio che concorrono al conseguimento dell'obiettivo economico. Pertanto i contenuti proposti durante lo svolgimento delle lezioni riguardano nella prima parte del corso la classificazione degli impianti produttivi, a ciclo tecnologico obbligato e non, e i processi di fabbricazione e montaggio manuali e automatizzati. Viene inoltre valutato l’impatto dell’automazione su tali processi. Nella seconda parte del corso vengono descritti e analizzati gli strumenti per la gestione dei progetti e la teoria dell’affidabilità finalizzata alla manutenzione dei sistemi produttivi. Nella terza parte vengono descritti i sistemi di material handling e di stoccaggio dei prodotti.

Programma esteso

CAP.1 - CLASSIFICAZIONE E DIMENSIONAMENTO DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALIIntroduzione al corso; Classificazione degli impianti industriali manifatturieri; I processi produttivi in funzione della tecnologia impiegata (processi a ciclo tecnologico obbligato e processi a ciclo tecnologico non obbligato)Quantità critica di produzione: modello matematico e formula per il calcolo di QCR. Esercizio su convenienza produzione prodotto alternativo con 4 scenari (Esercizio 1)Diagramma P-Q, Processi di fabbricazione manuali: introduzione. Processi di fabbricazione manuali: calcolo del numero di macchine nel caso di linee di produzione manuali e di reparti produttivi, tasso annuo equivalente. Esercizio valutazione economica produzione su reparti e più turni (Esercizio 2)Processi di fabbricazione manuali: scelta tra produzione per reparti produttivi o produzione secondo linee di produzione manuali, Curva caratteristica di un prodotto, definizione ed esercizio (Esercizio 3)Processi di montaggio manuali: montaggio a posto fisso, montaggio a isola, linee di montaggio, Esercizio 4. Montaggio in linea: caratteristiche, dimensionamento delle linee di montaggio manualiCenni di statistica, distribuzione normale; processi di montaggio manuale: bilanciamento delle linee di montaggio col metodo della saturazione del tempo ciclo, della probabilità di completamento in linea. Metodo della desiderabilità marginale.Esercizio bilanciamento linea assemblaggio manuale (Esercizio 5)Group Technology: teoria ed esercizio (Esercizio 10)CAP.2 - AUTOMAZIONE INDUSTRIALEIntroduzione all'automazione industriale; Controllo dei sistemi manifatturieri automatizzatiLinee di fabbricazione automatizzate, esercizio su linee di fabbricazione automatizzate (Esercizio 6)Magazzini interoperazionali, linee di montaggio automatizzate, teoria ed esercizio (Esercizio 7), montaggi a posto fisso automatizzato, teoria ed esercizio (Esercizio 8)Sistemi Flessibili di Produzione: FMS, Sistemi Flessibili di Assemblaggio: FAS. Misure di prestazione dei sistemi produttivi, esercizio calcolo indicatori di prestazione (Esercizio 9)CAP.3 - GESTIONE DEI PROGETTIIntroduzione alla gestione dei progetti, WBS, ceni di statisticaDiagramma di Gantt, Costruzione del reticolo di Pert, precedenze, slittamento libero e concatenato, esercizio su costruzione reticolo di Pert (Esercizio 11 e Esercizio 12)CAP.4 - MANUTENZIONE E AFFIDABILITA'Introduzione: terminologia, funzioni A(t); G(t) e λ(t) - affidabilità, guastabilità e rateo di guasto ed equazioni che le correlano. Curva a vasca da bagno, MTTF ed MTBF e relazioni tra queste grandezze ed A(t); G(t) e λ(t). Calcolo dei parametri di affidabilità quando λ è costante. Ipotesi sotto le quali si può assumere λ circa costante. V.A. di Weibull e calcolo di A(t); G(t) e λ(t) con una V.A. Weibull. Sistemi in serie, parallelo permanente a ridondanza multipla e k su n, parallelo sequenziale. Calcolo di A(t); G(t) in tutti i casi precedentemente illustrati, disponibilità ed efficienza. Esercizi su affidabilità (Esercizio 13)Esercizi su affidabilità (Esercizio 14)CAP.5 - MATERIAL HANDLINGIntroduzione ai sistemi di material handlingSistemi di MH non vincolati, vincolati, fissi e mobili, introduzione ai magazzini. Tipologie di magazzini per UDC palletizzate e di piccole dimensioni (colli). Progettazione di un sistema di stoccaggio: Aggregazione articoli e vincoli esterni, potenzialità di movimentazione e ricettività.Progettazione di un sistema di stoccaggio: Scelta della tipologia magazzino & attrezzature movimentazione (modulo unitario), Esercizio 15

Bibliografia

Le slide proiettate durante il corso in formato PDF e tutto il materiale impiegato durante le lezioni e le esercitazioni (lucidi, schemi impiantistici, fogli Excel) sono resi disponili agli studenti e condivisi in una cartella Google Drive. Per essere aggiunti alla condivisione mandare una mail al docente andrea.volpi@unipr.it avente come oggetto “Condivisa IM Drive”.In aggiunta al materiale condiviso, lo studente può approfondire personalmente alcuni argomenti affrontati durante il corso facendo riferimento ai seguenti testi:Pareschi A. "Impianti industriali. Criteri di scelta, progettazione e realizzazione", Progetto Leonardo BolognaFabbri S. "Impianti Meccanici", Patron, BolognaTurco F. "Principi generali di progettazione degli impianti industriali"Monte A. “Elementi di impianti industriali”, Vol I, II, Ed. Libreria Cortina, TorinoCaron F., Marchet G., Wegner R. "Impianti di movimentazione e stoccaggio dei materiali criteri di progettazione", Ed. HoepliFedele L., Furlanetto L. Saccardi D. "Progettare e gestire la manutenzione", Ed. McGraw-Hill

Metodi didattici

Il corso ha un peso di 9 CFU, che corrispondono a 63 ore di lezione. Le attività didattiche saranno condotte privilegiando lezioni frontali in aula alternate a esercitazioni. Durante le lezioni frontali vengono affrontati gli argomenti del corso da un punto di vista teorico-progettuale, al fine di favorire la comprensione profonda delle tematiche e di far emergere eventuali preconoscenze sui temi in oggetto da parte dei formandi. Durante le esercitazioni svolte in classe, durante le quali è possibile avvalersi di strumenti personali di calcolo quali elaboratori, gli studenti saranno tenuti ad applicare la teoria ad un esercizio, un caso studio reale o un progetto sviluppato secondo i criteri metodologici illustrati nelle lezioni e nel materiale bibliografico e didattico.A complemento dei metodi didattici finora esposti, se le condizioni lo consentono, vengono organizzati dei seminari tenuti da responsabili di aziende multinazionali che riportano esperienze concrete maturate in casi studio reali.Le slide e gli appunti utilizzate a supporto delle lezioni verranno caricate a inizio corso sulla piattaforma Elly e su una cartella condivisa su Google Drive. Per scaricare le slide da Elly è necessaria l’iscrizione al corso on line, mentre per essere aggiunti alla condivisione occorre mandare una mail al docente andrea.volpi@unipr.it avente come oggetto “Condivisa IM Drive”.Gli appunti, i lucidi, i fogli di calcolo, le tabelle e tutto il materiale condiviso è considerato parte integrante del materiale didattico. Si ricorda agli studenti non frequentanti di controllare il materiale didattico disponibile e le indicazioni fornite dal docente tramite la piattaforma Elly, unico strumento di comunicazione impiegato per il contatto diretto docente/studente.Su tale piattaforma, giorno per giorno, vengono indicati gli argomenti affrontati a lezione che andranno poi a costituire l’indice dei contenuti in vista della preparazione all’esame finale.

Modalità verifica apprendimento

La verifica dell’apprendimento prevede una prova scritta basata su domande a risposte aperte della durata di 2,5 ore. La prova consiste normalmente di 11/12 quesiti che possono vertere su contenuti teorici, dimostrazioni, esercitazioni affrontati durante il corso; dimostrazioni, brevi quesiti a risposta chiusa, e trattati teorici hanno peso pari a 1,0; schemi impiantistici e disegni tecnici peso 1,5; esercitazioni peso 1,8. La votazione finale viene calcolata assegnando ad ogni domanda una valutazione da 0 a 30 ed effettuando la media pesata delle singole valutazioni, con arrotondamento finale per eccesso; la prova è superata se raggiunge un punteggio pari ad almeno 18 punti. La lode viene assegnata nel caso del raggiungimento del massimo punteggio su ogni item a cui si aggiunga la padronanza del lessico disciplinare.

Altre informazioni