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PORTALE DELLA DIDATTICA

Sistemi integrati di produzione

07CJBNE

A.A. 2021/22

2021/22

Sistemi integrati di produzione

Nell'insegnamento, partendo dalla definizione di Controllo Numerico delle macchine utensili, saranno descritti i componenti, i moduli o le celle di lavorazione, la cui integrazione dà vita ad un sistema di produzione. Verranno pertanto analizzate le problematiche relative alle lavorazioni meccaniche con le macchine utensili a controllo numerico (CNC) e le relative tecniche di programmazione assistita da calcolatore. Seguirà la descrizione dei robot industriali e della loro integrazione con le macchine utensili CNC per dar vita alle celle automatizzate di lavorazione. Verranno successivamente descritte le macchine di misura a coordinate (CMM) utilizzate nel collaudo dei componenti meccanici. Con la parte del modulo dedicata alla programmazione e controllo della produzione verranno forniti gli strumenti di base per saper gestire i flussi produttivi entro una realtà industriale e per controllare lo stato di avanzamento della produzione, verificandone l’accordo con i piani prefissati. Saranno inoltre trattate le lavorazioni non convenzionali quali l'elettroerosione. Concluderà l'insegnamento una breve trattazione delle moderne tecniche di produzione additiva.

Sistemi integrati di produzione

In this subject, concepts and components used in various production systems are investigated, including their application and programming. Components will include industrial robots, parts handling systems and coordinate measuring machines (CMMs). The course surveys the principles of lean systems and the importance of efficient lean methodologies where the traditional methods can result in a net loss of competitiveness in the global market. Therefore, we will analyse basic concepts on non-conventional machining such as EDM. We will conclude by examining manufacturing by means of additive techniques.

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L'obiettivo è sviluppare nell'allievo l'abilità e le competenze necessarie per supervisionare un sistema produttivo ed essere in grado di individuare il sistema produttivo più adatto alla specifica applicazione. Al termine dell'insegnamento si chiederà allo studente di: • conoscere la struttura dei moderni mezzi di produzione, assemblaggio e collaudo a controllo numerico; • conoscere i sistemi integrati e flessibili di lavorazione con particolare riferimento alle applicazioni della produzione snella (Lean Production); • conoscere le metodologie di programmazione assistita da calcolatore (CAM) per la definizione di cicli di lavorazione, assemblaggio e collaudo; • conoscere i criteri d'impostazione dei livelli di automazione ed integrazione dei processi in relazione alle cadenze produttive; • conoscere le metodologie di base della fabbricazione additiva; • essere in grado di programmare un sistema a controllo numerico; • saper gestire le linee di produzione complesse; • individuare la tecnologia produttiva più idonea in funzione delle specifiche del prodotto; • formulare in modo sistematico un problema di gestione della produzione mediante la modellizzazione dello stesso; • essere in grado di affrontare la risoluzione di un problema di gestione al fine di pervenire ad una soluzione attraverso una sequenza di passi dimostrabili; • conoscere le principali problematiche di gestione della produzione in azienda, così da saper associare a ciascuna gli strumenti e le procedure di soluzione più utili.

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At the end of the semester, students will: - know the structure of flexible manufacturing systems especially with reference to lean production; - identify design features that make automation difficult; - describe the basic concepts of numerical control; - identify the basic programming methods used in manufacturing; - understand CAM methodologies to define process planning; - compare various robot geometries and working parameters; - know principles for setting automation levels and process integration in relation to production rates; - know the fundamentals of additive manufacturing; - identify the most appropriate production technology according to the product requirements.

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L'allievo che segue l'insegnamento deve avere conoscenze di disegno tecnico industriale e di tecnologie di fabbricazione con particolare riguardo alle tecniche per asportazione di truciolo, cicli di lavorazione.

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Knowledge of technical drawing rules and of industrial manufacturing technology with particular emphasis on techniques for metal cutting and machining cycles.

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Introduzione al corso: evoluzione dei sistemi produttivi - Le rivoluzioni industriali - Il ruolo della digitalizzazione (industria 4.0) - Automazione e flessibilità nei sistemi di produzione Il controllo numerico delle macchine utensili - Definizioni e schema di principio di una M.U. a C.N. - Componenti della MU a CN: Strutture e guide Dispositivi per il cambio automatico dell’utensile e del pezzo Tipi di azionamenti Trasduttori di posizione e velocità - Unità di governo: HMI Interpolatore Schema controllo dell’asse - Programmazione delle macchine utensili a controllo numerico Considerazioni generali Il linguaggio ISO Analisi dei principali strumenti per la programmazione assistita - Il controllo adattativo - Il controllo distribuito (DNC) Le linee di produzione - Linee a trasferta - FMS - Sistemi Agili I robot industriali - Strutture e caratteristiche - Impieghi dei robot - Le unità di governo e la programmazione assistita - Integrazione con l’ambiente esterno - I cobot - Le celle robotizzate Le macchine di misura a controllo numerico - Il controllo di qualità assistito - Strutture e caratteristiche delle macchine di misura - Software per macchine di misura Programmazione e Controllo della Produzione. - Breve introduzione alle problematiche della gestione della produzione in azienda - Schedulazione operativa degli ordini di produzione - Analisi dei tre principali metodi di programmazione della produzione: Material requirement Planning (MRP) Just In Time (JIT) CONstant Work In Process (CONWIP) Le lavorazioni non convenzionali - L’elettroerosione; La fabbricazione additiva - La filosofia della fabbricazione per piani e la sua giustificazione economica; - Gli step della FA - I processi Industriali consolidati (classificazione) - Il processo FDM.

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Introduction: evolution of manufacturing systems - The industrial revolutions - The digitalization (Industry 4.0) - Automation and flexibility in production Numerical Control of Machine tools - Definition and fundamental concepts - Machine tool components: Structures and guideways Tools and workpiece management Drives and actuation systems Feedback devices - Machine control unit HMI Interpolator Axis control - CNC Programming Introduction The ISO code Computer-aided programming tools - Adaptive Control - Direct Numerical Control (DNC) Production lines - Transfer lines - FMS - Agile systems Industrial Robotics - Structures and characteristics - Applications - Control unit and programing - Integrated robotic systems - Robot cells - Co-bots Coordinate measuring machines - Computer-aided control - Structures and characteristics of CMM - Software for CMM Management of production systems - Introduction to industrial systems analysis - Production planning - Analysis of main scheduling methods Material requirement Planning (MRP) Just In Time (JIT) CONstant Work In Process (CONWIP) Unconventional machining - Electrical discharge machining Additive manufacturing - Principle of layer manufacturing and economics - AM steps - Industrial processes (classification) - The FDM process

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Lezioni teoriche e casi applicativi vengono condotti congiuntamente analizzando rappresentazioni schematiche e realistiche di situazioni industriali. Seminari Sono previste una serie di testimonianze aziendali sui vari argomenti trattati nell’insegnamento.

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Industrial manufacturing systems examples will be analyzed during lectures. Seminars Some seminars on topics related to the subject will be presented by industrial experts.

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Le dispense, stampati delle diapositive utilizzate a lezione, vengono messe a disposizione agli studenti iscritti all’insegnamento sul Portale della Didattica Testi consigliati per approfondimenti: - Giusti, Santochi, Tecnologia Meccanica e Studi di Fabbricazione, Casa Editrice Ambrosiana, Milano - De Toni, A. F., Panizzolo, R., & Villa, A. (2013). Gestione della produzione. ISEDI.

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PowerPoint slides presented during lectures and other teacher’s lecture notes uploaded on Portale della Didattica. - Giusti, Santochi, Tecnologia Meccanica e Studi di Fabbricazione, Casa Editrice Ambrosiana, Milano - De Toni, A. F., Panizzolo, R., & Villa, A. (2013). Gestione della produzione, ISEDI.

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Modalità di esame: Prova orale obbligatoria;

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L'esame finale è volto ad accertare l'acquisizione delle conoscenze sui moderni sistemi integrati di produzione. La prova finale è orale e consiste nella risposta a 3/4 domande aperte. Le domande teoriche possono includere l’esecuzione di schemi/disegni o risoluzioni di semplici calcoli. E’ argomento d’esame tutto quanto illustrato durante le lezioni e i seminari. Il punteggio massimo assegnato ad ogni risposta varia tra 7 e 10 punti in funzione della complessità della domanda. Il voto finale è dato dalla somma dei punteggi ottenuti nelle singole risposte.

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Exam: Compulsory oral exam;

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The aim of the final exam is to verify the students' knowledge on modern integrated manufacturing systems. The oral final exam will consist of 3/4 open questions on topics covered during lessons and seminars. Theoretical questions may include the request for drawing/sketches or solving simple problems. Each response will account for 7-10 points, as a function of the complexity of the question. The final score is the sum of points obtained from each response.

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Modalità di esame: Prova orale facoltativa; Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus);

Sistemi integrati di produzione

L'esame di Sistemi Integrati di Produzione è volto ad accertare l'acquisizione delle conoscenze obiettivo dell'insegnamento (descritte nel campo Risultati di apprendimento attesi). L’esame prevede una prova scritta tramite PC, con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus), e una prova orale facoltativa. L'esame scritto si compone di sue parti: A. una sezione di 18 quiz a risposta multipla, con quattro alternative di cui una sola corretta. Ad ogni risposta sarà assegnato un punteggio come segue: risposta corretta: 1; risposta non data: 0; risposta errata: -0,2. il punteggio massimo per tale sezione è 18/30; B. 3 domande a risposta aperta, con punteggio massimo assegnato ad ogni risposta pari a 4 punti, per un punteggio totale massimo di 12/30. Il voto finale è dato dalla somma dei punteggi ottenuti nelle due sezioni. Il tempo assegnato per la prova scritta è pari a 60 minuti. Lo studente ha la possibilità di non inviare la prova scritta al docente per la correzione, ossia di ritirarsi prima dell'invio selezionando l'apposita opzione a fine test; se tuttavia la prova è consegnata per la correzione ciò comporta l'inizio dell'iter di valutazione e la conseguente assegnazione del voto. L'esame orale, facoltativo, potrà essere sostenuto solo se si raggiunge la sufficienza alla prova scritta, consiste in una sola domanda e la sua valutazione potrà variare il punteggio ottenuto di + o – 3 punti. L’eventuale lode sarà assegnata dal docente in base all'esito di entrambe le prove.

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Exam: Optional oral exam; Computer-based written test with open-ended questions or multiple-choice questions using the Exam platform and proctoring tools (Respondus);

Sistemi integrati di produzione

The aim of the final exam is to verify the student’s knowledge on modern integrated manufacturing systems in compliance with the expected learning outcomes. The exam will cover all the material that was presented during lectures also including the additional information available in the videos (YouTube links are in the slides) and seminars. The exam consists of a computer-based written exam using the Exam platform of Politecnico di Torino combined with proctoring tools (such as Respondus) and an optional oral exam that will be held remotely using Virtual Classroom. The computer-based written exam is divided into two sections. The first section consists of 18 single-choice questions each with four answers and the evaluation for each question is: 1/30 in the case of a correct answer, –0.2/30 for a wrong answer, and 0/30 when no answer is chosen. The second section consists of 3 open questions and the evaluation for each question ranges from 0/30 (wrong answer or no answer) to 4/30. The computer-based written exam will last 60 minutes, and the final grade is the sum of the grades of the two sections (max 18/30 in the first section and max 12/30 in the second section). Students may withdraw from the examination of the computer-based written exam by choosing this option before submitting the attempt. If the student will submit the attempt, the correction process will begin and the results of the computer-based written exam will be published in the Teaching Portal (provisional exam results section). The oral exam is optional and it can be only taken if the score of the computer-based written exam is greater than or equal to 18/30. The oral exam will consists of only one question and will account for ± 3/30. The cum laude will be assigned by the lecturer based on the outcomes of both parts of your exam.

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Modalità di esame: Prova orale facoltativa; Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus);

Sistemi integrati di produzione

L'esame di Sistemi Integrati di Produzione è volto ad accertare l'acquisizione delle conoscenze obiettivo dell'insegnamento (descritte nel campo Risultati di apprendimento attesi). L’esame prevede una prova scritta tramite PC, presso i LAIB oppure con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus) per gli esami in remoto, e una prova orale facoltativa. L'esame scritto si compone di sue parti: A. una sezione di 18 quiz a risposta multipla, con quattro alternative di cui una sola corretta. Ad ogni risposta sarà assegnato un punteggio come segue: risposta corretta: 1; risposta non data: 0; risposta errata: -0,2. il punteggio massimo per tale sezione è 18/30; B. 3 domande a risposta aperta, con punteggio massimo assegnato ad ogni risposta pari a 4 punti, per un punteggio totale massimo di 12/30. Il voto finale è dato dalla somma dei punteggi ottenuti nelle due sezioni. Il tempo assegnato per la prova scritta è pari a 60 minuti. Lo studente ha la possibilità di non inviare la prova scritta al docente per la correzione, ossia di ritirarsi prima dell'invio selezionando l'apposita opzione a fine test; se tuttavia la prova è consegnata per la correzione ciò comporta l'inizio dell'iter di valutazione e la conseguente assegnazione del voto. L'esame orale, facoltativo, potrà essere sostenuto solo se si raggiunge la sufficienza alla prova scritta, consiste in una sola domanda e la sua valutazione potrà variare il punteggio ottenuto di + o – 3 punti. L’eventuale lode sarà assegnata dal docente in base all'esito di entrambe le prove.

Sistemi integrati di produzione

Exam: Optional oral exam; Computer-based written test with open-ended questions or multiple-choice questions using the Exam platform and proctoring tools (Respondus);

Sistemi integrati di produzione

The aim of the final exam is to verify the student’s knowledge on modern integrated manufacturing systems in compliance with the expected learning outcomes. The exam will cover all the material that was presented during lectures also including the additional information available in the videos (YouTube links are in the slides) and seminars. The exam consists of a computer-based written exam at the computer labs (LAIB) – or using the Exam platform of Politecnico di Torino combined with proctoring tools (such as Respondus) for remote exams – and an optional oral exam that will be held remotely using Virtual Classroom for remote exams The computer-based written exam is divided into two sections. The first section consists of 18 single-choice questions each with four answers and the evaluation for each question is: 1/30 in the case of a correct answer, –0.2/30 for a wrong answer, and 0/30 when no answer is chosen. The second section consists of 3 open questions and the evaluation for each question ranges from 0/30 (wrong answer or no answer) to 4/30. The computer-based written exam will last 60 minutes, and the final grade is the sum of the grades of the two sections (max 18/30 in the first section and max 12/30 in the second section). Students may withdraw from the examination of the computer-based written exam by choosing this option before submitting the attempt. If the student will submit the attempt, the correction process will begin and the results of the computer-based written exam will be published in the Teaching Portal (provisional exam results section). The oral exam is optional and it can be only taken if the score of the computer-based written exam is greater than or equal to 18/30. The oral exam will consists of only one question and will account for ± 3/30. The cum laude will be assigned by the lecturer based on the outcomes of both parts of your exam.

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