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PORTALE DELLA DIDATTICA

Gestione integrata di fabbrica

02HEFNL, 02HEFNM, 02HEFQR

A.A. 2022/23

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea in Ingegneria Della Produzione Industriale - Torino/Athlone
Corso di Laurea in Ingegneria Della Produzione Industriale - Torino/Barcellona
Corso di Laurea in Ingegneria Della Produzione Industriale - Torino/Nizza

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 40
Esercitazioni in aula 20
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Comba Lorenzo       30 0 0 0 3
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-INF/04 6 B - Caratterizzanti Ingegneria gestionale
2022/23
L'insegnamento intende fornire i principi e le metodologie di base per affrontare i problemi legati alla gestione ed automazione dei processi produttivi. Vengono descritti i principali elementi dell’automazione di fabbrica quali le macchine operatrici, i sistemi di controllo numerico (CNC), i manipolatori industriali, i sistemi di trasporto delle parti in lavorazione, i controllori a logica programmabile (PLC), i modelli di analisi dei sistemi produttivi mediante modelli a code, ed i modelli di simulazione ed ottimizzazione della produzione dei processi produttivi. Per ogni argomento teorico trattato, sono descritti algoritmi per la simulazione al calcolatore e la soluzione di problemi reali che si incontrano nel settore.
The course will present the fundamental methodological principles to model and solve the main problems related to the governance of production processes. Attention is devoted to the description of the main components of factory automation such as numerical control operating machines (CNC), industrial manipulators, robot carriers, programmable logic controllers (PLC), simulation, queue models and production optimization of productive systems. For each theoretical subject presented in the course, numerical algorithms oriented to the solution of real problems are illustrated and tested on relevant practical examples.
- Conoscenza dei differenti livelli gerarchici dell’automazione: azienda, stabilimento, area, cella, macchina. - Conoscenza delle macchine CNC e simulazione dell’esecuzione di programmi in G code - Conoscenza delle tecniche di programmazione e di emulazione del PLC per il controllo dei sistemi automatici di movimentazione di beni e materiali. Design di ladder diagrams. - Conoscenza di base dei principali problemi relativi alla progettazione e gestione di sistemi robotici. - Conoscenza delle metodologie e degli algoritmi per la simulazione e l’analisi numerica delle code di attesa dei lavori da eseguire. - Conoscenza delle tecniche e degli algoritmi numerici per la soluzione dei principali problemi di schedulazione della produzione automatica: singola macchina, macchine parallele, flow shop, job shop.
- Knowledge of the main hierarchical levels in factory automation: company, plant, area, cell, machine. - Knowledge of CNC machines and G-Code for CNC programming. - Knowledge of the techniques of PLC programming as well as simulation of simple transportation systems. Ladder diagrams. - Knowledge of the main problems related to the development of robotical systems. - Knowledge of the fundamentals of queuing theory and the simulation techniques of queuing networks. - Knowledge of the main production scheduling problems in automated production and algorithms for their solution: the single machine, the parallel machines, flow shop, job shop.
E’ utile una conoscenza di base dell’analisi matematica e di calcolo della probabilità. E’ utile, ma non necessaria, una conoscenza di base dei software Excel e Matlab. Dove necessario, si forniranno spiegazioni dei concetti necessari.
A basic knowledge of mathematical analysis and probability is useful. Also, basic programming techniques in MATLAB or Excel are suggested. Student lacking some arguments will be suggested specific documentation.
- La struttura CIM ed i vari livelli dell’automazione: azienda, stabilimento, area, cella, macchina, campo. (0.25 crediti) - Le macchine a controllo numerico (CNC): strutture e campi di applicazione. Posizionamento a catena aperta ed a catena chiusa. Esempi di programmazione di macchine CNC. (1 credito) - Il problema del controllo automatico. I sensori e i controllori PID. (0.5 crediti) - I controllori logici programmabili. Programmazione ladder diagram. Esempi dettagliati. (1 credito) - Introduzione ai concetti basilari di robotica (geometria, analisi cinematica). I robot industriali: strutture e settori di applicazione. (0.5 crediti) - La gestione della movimentazione: i principali sistemi per solidi unitarizzabili e materiali sfusi (0.25 crediti) - Concetti basilari sui sistemi ad eventi discreti e la loro simulazione. Modelli e risultati fondamentali della teoria delle code. L’analisi di sistemi di produzione attraverso reti di code. (1.5 crediti) - Il problema della schedulazione per i sistemi di produzione automatica: definizione del problema (Flow shop, Job shop, Macchine parallele, etc.), ottimizzazione della schedulazione, esempi numerici. (1 credito)
- The CIM structure and the factory automation levels: company, plant, area, cell, machine, field. (0,25 credits) - The CNC machines. Machine simulation of the G-code program produced by a CAD CAM application. Open and closed loop positioning. Examples. (1 credit) - The automatic control problem. Sensors and PID controllers. (0.5 credits). - The programmable logic controllers (PLC). Ladder diagram programming. Detailed examples. (1 credit) - Basics of robotics (geometry, cinematics). Industrial robots: structures and selection criteria. (0.5 credits) - The main material transportation and handling systems (0.25 credits). - The queuing theory and numerical simulation techniques applied to production plant structures and layouts. (1,5 credits) - The main scheduling problems of an automated production system: single machine, parallel machines, flow shop and job shop. Solutions obtained by known rules when applicable or, in general, by numerical algorithms. (1 credit)
Tutti gli argomenti presentati a lezione sono illustrati mediante esercizi svolti in classe. Alcuni esercizi sono svolti in maniera completa, altri sono soltanto accompagnati da indicazioni per la soluzione lasciata come lavoro all’allievo.
All lesson subjects are illustrated by class exercises. Most of them will be completely solved. Others are left to students for personal exercise.
Appunti di tutte le lezioni e note dettagliate per le esercitazioni saranno forniti agli allievi durante l'insegnamento. Saranno segnalati anche i libri più noti e numerose letture complementari per ogni singolo argomento trattato.
Slides, notes, and program codes written by the teacher will be provided during the course, including solved and unsolved exercises. Further readings and books will be suggested for each of the course topics.
Modalità di esame: Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;
Exam: Computer-based written test in class using POLITO platform;
L’esame scritto si pone l’obiettivo di verificare le competenze di cui sopra (cfr Risultati dell’apprendimento attesi). Gli allievi sono esaminati attraverso un esame a risposta chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam, utilizzando il Lockdown browser. L’esame comprende circa 15 domande, alcune volte a verificare la conoscenza degli argomenti di base, altre che richiedono la risoluzione di esercizi numerici sulle tematiche di schedulazione e analisi delle code di attesa. Il punteggio massimo conseguibile con lo scritto è pari a 30L/30. E' possibile consultare un formulario preparato dallo studente (su un singolo foglio A4). La durata della prova è 1h15m.
Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.
Exam: Computer-based written test in class using POLITO platform;
The written exam has the objective of verifying the above mentioned competences (Expected Learning Outcomes) Exam in presence: students are examined through an exam, based on a set of questions and exercises on all the topics of the course. In particular, the multiple choice questions will verify the knowledge of the basic topics. The exercises (two or three, depending on their difficulty) will verify the student's ability to analytically solve numerical questions on the scheduling and analysis of waiting queues. The maximum score that can be obtained with the written test is 30L / 30. It is possible to consult a sheet with formulas prepared by the student (on a single A4 sheet). The duration of the test is 1h30m. Remote exam: students are examined through an exam, remotely done using the Exam platform, integrated with a proctoring software (Respondus), using Lockdown browser. The exam is composed by about 15 multiple-choice questions, aimed at verifying the knowledge of both the basic topics and the ability to analytically solve numerical questions on the scheduling and analysis of waiting queues. The maximum score that can be obtained with the written test is 30L / 30. It is possible to consult a sheet with formulas prepared by the student. The test duration is 1h00m.
In addition to the message sent by the online system, students with disabilities or Specific Learning Disorders (SLD) are invited to directly inform the professor in charge of the course about the special arrangements for the exam that have been agreed with the Special Needs Unit. The professor has to be informed at least one week before the beginning of the examination session in order to provide students with the most suitable arrangements for each specific type of exam.
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