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CODICE 111095
ANNO ACCADEMICO 2024/2025
CFU
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-INF/04
LINGUA Inglese
SEDE
  • GENOVA
PERIODO 2° Semestre
MATERIALE DIDATTICO AULAWEB

PRESENTAZIONE

Questo corso fornisce gli strumenti di modellazione e metodologici essenziali per affrontare le sfide decisionali e gestionali nei sistemi industriali. Con un focus sullo standard internazionale ANSI/ISA-95, gli studenti impareranno a formalizzare e risolvere problemi di pianificazione, programmazione e controllo. Sarà posta particolare enfasi sulle funzioni del Manufacturing Execution System (MES). Alla fine del corso, gli studenti saranno in grado di inquadrare le problematiche dell'automazione industriale nel contesto dell'ANSI/ISA-95 e di risolvere i problemi decisionali utilizzando metodi e strumenti appropriati.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

The course aims at providing the modeling and methodological tools for the formalization and resolution of some important decision-making and management problems in the context of industrial systems. During the course, planning, scheduling and control problems will be formalized and solved according to the framework proposed by the ANSI/ISA-95 international standard. Special focus will be devoted to the primary and support functions given by the Manufacturing Execution System (MES). At the end of the course, the student will be able to position an industrial automation problem in the context of ANSI/ISA-95 and to formalize and to solve decision-making problems, using proper methods and tools.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Al termine del corso, gli studenti saranno in grado di:

  • Inquadrare i problemi di automazione industriale nel contesto dello standard ANSI/ISA-95.
  • Formalizzare e risolvere problemi decisionali utilizzando metodi e strumenti appropriati.
  • Progettare e implementare soluzioni di automazione per ottimizzare i processi di produzione.
  • Identificare le funzioni del MES per migliorare l'efficienza della produzione e il controllo della qualità.
  • Implementare e regolare i controllori PID per diverse applicazioni industriali.
  • Programmare e utilizzare i PLC per compiti di automazione.
  • Risolvere problemi di pianificazione per ottimizzare le tempistiche di produzione.
  • Gestire l'inventario in modo efficace per bilanciare domanda e offerta.
  • Ottimizzare la gestione delle consegne per garantire una distribuzione tempestiva ed economica.

Inoltre, gli studenti avranno sviluppato:

  • Competenze avanzate di alfabetizzazione tecnica
  • Migliorate competenze di sviluppo personale
  • Competenze interpersonali avanzate
  • Competenza nello sviluppo avanzato di progetti
  • Competenze di base nella gestione dei progetti

PREREQUISITI

Per garantire un'esperienza di apprendimento efficace in questo corso, gli studenti dovrebbero possedere:

  • Conoscenze di base dei problemi di ottimizzazione vincolata, compresa la loro formalizzazione.
  • Comprensione della gestione dei database e dei database relazionali.

MODALITA' DIDATTICHE

Circa 30 ore sono dedicate alle lezioni tradizionali per coprire in modo esaustivo i contenuti del programma. Le restanti ore sono dedicate a attività pratiche, dove vengono svolte esercitazioni per rafforzare i concetti teorici. Queste esercitazioni aumentano progressivamente in complessità e si svolgono nell'ambiente MATLAB/Simulink, utilizzando ampiamente il MATLAB Control Toolbox.

Durante le sessioni di laboratorio, gli studenti lavorano sugli esercizi sotto la guida del professore, sfruttando MATLAB e Simulink per implementare ed analizzare sistemi di controllo. Una valutazione continua si basa sugli esercizi completati durante le sessioni di laboratorio, garantendo un coinvolgimento continuo e un rinforzo dell'apprendimento. La partecipazione sia alle lezioni che alle sessioni di laboratorio è obbligatoria per facilitare ottimi risultati di apprendimento.

Inoltre, il corso richiede lo sviluppo di un progetto in tre parti, alla fine del quale gli studenti discutoono una relativa relazione. Questo progetto consente agli studenti di applicare le proprie competenze nell'alfabetizzazione funzionale avanzata, nello sviluppo personale, nell'interazione sociale, nella creazione di progetti e nella gestione di progetti di base.

Gli studenti con impegni lavorativi o con certificati bisogni educativi speciali sono incoraggiati a comunicare con il docente all'inizio del corso. Questo garantisce che gli accordi didattici ed esaminativi siano personalizzati per adattarsi ai singoli schemi di apprendimento, mantenendo comunque l'allineamento con gli obiettivi del corso.

Gli studenti con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali devono contattare il docente all’inizio del corso per concordare modalità didattiche e d’esame che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali e forniscano idonei strumenti compensativi. Si ricorda che la richiesta di misure compensative/dispensative per gli esami dovrà essere inviate al docente del corso, al referente della Scuola e al “Settore servizi per l'inclusione degli studenti con disabilità e con DSA” (dsa@unige.it) almeno 10 giorni lavorativi prima della prova, come da linee guida disponibili al link: https://unige.it/disabilita-dsa

PROGRAMMA/CONTENUTO

 

PARTE I: Introduzione e Controllo Diretto

Introduzione:

  • Modelli Architetturali nell'Automazione Industriale
  • Metodi di Produzione: Produzione a Lotti, Produzione per Commessa, Produzione a Flusso
  • Metodi di Miglioramento (Produzione Snella, Manutenzione Centrata sulla Affidabilità, Difetti Zero)
  • Standard di Informazione e Comunicazione (ISA-88, ISA-95, ERP, IEC 62264, B2MML)

Controllo Diretto e Reparto Operativo (Shopfloor):

  • Descrizione del Reparto e Esempi
  • Controllo PID
  • Esercizi: Simulazione di Sistemi a Tempo Discreto, Introduzione al Controllo con Retroazione
  • Esercizio: Ottimizzazione e Controllo PID in Matlab e Simulink
  • Generazione di Diagrammi Logici a Ladder per programmazione PLC

PARTE II: Sistemi di Esecuzione della Produzione

Sistemi di Esecuzione della Produzione:

  • Definizione e Modelli
  • Chi è Chi nei MES
  • Funzioni Principali dei MES
  • Metodi e Strumenti di Schedulazione
  • Schedulazione in Flusso Continuo (Flow Shop) e Programmazione Dinamica per la Schedulazione
  • Controllo del Processo e Controllo della Qualità
  • Funzioni di Supporto dei MES e Tecnologie

PARTE III: Sistemi MRP, MRPII e ERP

Sistemi MRP, MRPII e ERP:

  • Definizione e Modelli (Make to Order, Make to Stock)
  • Introduzione ai Problemi di Base a Livello di Pianificazione
  • Controllo delle Giacenze e Esempi di Predizione della Domanda
  • Problemi di Routing e di Intentory/Routing

TESTI/BIBLIOGRAFIA

S. French, Sequencing and Scheduling: An Introduction to the Mathematics of the Job-shop, 1982

M. McClellan, Applying manufacturing execution systems, 1997

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

ROBERTO SACILE (Presidente)

ENRICO ZERO

MICHELE AICARDI (Presidente Supplente)

LEZIONI

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Discussione del progetto e verifica sulla conoscenza dei contenuti del corso

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Alla fine del corso, lo studente deve essere in grado di simulare e controllare un sistema semplice, progettare e implementare la pianificazione dei lavori sulle macchine, e trovare strategie ottimali o sub-ottimali per gestire il processo di approvvigionamento, produzione, pianificazione e consegna di un'impresa.

Agenda 2030

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Imprese, innovazione e infrastrutture
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