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PORTALE DELLA DIDATTICA

Impianti industriali

16BGGPI

A.A. 2019/20

2019/20

Impianti industriali

Questo corso di Impianti Industriali ha come obiettivo fornire conoscenze di base relative agli aspetti progettuali e gestionali connessi con la realizzazione di uno stabilimento industriale. Al termine del corso gli studenti saranno in grado di comprendere e comparare le diverse tipologie di layout di stabilimento, identificare, classificare e analizzare i sistemi di movimentazione e di stoccaggio, individuare le caratteristiche fondamentali degli edifici industriali, dei servizi e degli impianti generali di stabilimento e riconoscere le questioni normative essenziali inerenti alla sicurezza di uno stabilimento industriale. Infine, gli studenti saranno in grado di proporre soluzioni qualitative e quantitative per la progettazione di massima di un impianto per la produzione di beni.

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The present Industrial Plants course aims to provide students with fundamental knowledge about the design and management aspects connected with developing industrial facilities. At the end of the course students will be able to understand and compare the different types of plant layout, identify, classify, and analyze material handling and storage systems, identify the basic characteristics of industrial buildings, plant support functions, and building utilities, as well as recognize the main regulatory issues about ensuring workplace safety. Finally, students will be able to propose qualitative and quantitative solutions for the basic design of a manufacturing plant.

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L’Ingegnere Gestionale che si trovi ad operare in ambito impiantistico deve essere in grado di definire i livelli di prestazione attesi dello stabilimento, specialmente sotto i profili produttivo, tecnologico e di efficienza, nonché sapersi interfacciare e discutere le alternative implementative con i progettisti che eseguono il disegno di dettaglio dell’impianto e le altre professionalità che ne curano lo sviluppo. Pertanto, dal punto di vista della conoscenza e capacità di comprensione, gli studenti dovranno dimostrare di: • conoscere le problematiche connesse con la realizzazione di un impianto industriale; • aver acquisito le basi teoriche per la progettazione di uno stabilimento; • comprendere il layout di uno stabilimento, conoscerne i principi informatori e le diverse tipologie; • conoscere i principali sistemi e tecnologie attualmente disponibili per la movimentazione interna dei materiali e lo stoccaggio e il prelievo della merce da magazzino; • comprendere i requisiti costruttivi essenziali degli edifici che ospitano attività produttive e degli impianti di cui essi sono dotati; • conoscere le questioni connesse con la sicurezza negli stabilimenti e sui posti di lavoro. Per quanto attiene invece l’applicazione pratica delle conoscenze acquisite, gli studenti dovranno essere in grado di: • scegliere la migliore soluzione di layout in base ai vincoli tecnologici, logistici, normativi ed economici esistenti; • quantificare la dotazione di attrezzature di produzione necessarie per far fronte alla capacità produttiva richiesta; • valutare l’efficienza di layout esistenti e suggerire proposte di miglioramento; • definire i sistemi di movimentazione e di stoccaggio più opportuni in base al contesto ed effettuare loro semplici dimensionamenti; • eseguire il dimensionamento delle aree produttive, dei magazzini e delle aree di servizio all’interno di uno stabilimento.

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Management Engineers involved in developing industrial facilities should be able to define the expected performance levels, especially in terms of production, technology, and efficiency, as well as to interact with designers and other professionals and discuss with them the alternative implementation solutions. Thus, from a knowledge perspective students will need to prove to have acquired: • knowledge of the issues associated with developing industrial plants; • the theoretical background to design facilities; • understanding of the plant layout, its constituent principles, and types; • knowledge of the main systems and technologies currently available for material handling, storage and retrieval of goods from warehouses; • understanding of the fundamental requirements for buildings hosting production activities and for building utilities; • knowledge of the issues associated with safety in industrial plants and workplaces. From a skill perspective, students should be able to: • choose the best layout solution according to the existing technological, logistics, regulatory, and economic constraints; • determine the number of necessary pieces of production equipment to meet the required production capacity; • assess the efficiency of already existing layouts and suggest improvements; • define the most appropriate material handling and storage systems for specific contexts and size them; • size production areas, warehouses, and plant support functions.

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Conoscenza di base dei principi che reggono la gestione di sistemi produttivi. Inoltre, ai fini dell’autonomia di giudizio e della comunicazione tecnica, si richiede agli studenti di possedere, almeno ad un livello minimo, le seguenti capacità: • redigere relazioni tecniche di taglio professionale; • prendere decisioni tecniche motivate anche in presenza di obiettivi contrastanti.

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Basic knowledge of the principles for managing production systems. Additionally, the following skills are required at least at a minimum level: • writing professional technical reports; • making motivated technical decisions under conflicting goals.

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• Introduzione al corso, principi e definizioni di base (3 ore) • Ubicazione di un impianto industriale, logiche produttive e studio del plant layout (6 ore) • I principi della Lean production e loro applicazione allo studio del plant layout (4 ore) • Fabbricati industriali e servizi di stabilimento (3 ore) • Mezzi di movimentazione interna: unità di carico, sistemi di trasporto tradizionali, sistemi di trasporto automatici (7 ore) • Magazzini industriali: sistemi di stoccaggio tradizionali e magazzini serviti da trasloelevatori. Calcolo del numero di carrelli. Calcolo delle missioni dei trasloelevatori secondo normativa FEM. Picking: principali approcci e tecnologie (7 ore) • Impianti generali di stabilimento: cenni su impianti di distribuzione dell’acqua, impianti elettrici, impianti di produzione e distribuzione dell’aria compressa (2 ore) • Sicurezza negli stabilimenti industriali: cenni su aspetti normativi essenziali, movimentazione manuale carichi, sicurezza sui luoghi di lavoro (3 ore) • Casi applicativi (2 ore) • Approfondimento con esperti aziendali di una delle tematiche trattate durante il corso (3 ore)

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• Course introduction, basic principles and definitions (3 h) • Industrial plant location, manufacturing approaches, and plant layout study (6 h) • Lean production principles and their application to plant layout (4 h) • Industrial buildings and plant support functions (3 h) • Material handling equipment: unit loads, traditional material handling systems, automated material handling systems (7 h) • Warehouses: conventional storage systems and automated storage and retrieval systems. Calculating the number of forklifts. Calculating stacker crane cycles based on FEM guidelines. Picking: main approaches and technologies (7 h) • Building utilities: basics of water distribution systems, electrical systems, compressed air production and distribution systems (2 h) • Industrial plant safety: basics of the main regulatory aspects, manual load handling, workplace safety (3 h) • Practical applications (2 h) • Deepening with company experts one of the topics discussed during the course (3 h)

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Le lezioni saranno finalizzate a far acquisire agli studenti le conoscenze relative agli argomenti di cui alla sezione "Programma", per consentire loro il raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi sopra elencati. Alle lezioni saranno dedicate 3 ore settimanali, per un totale di 40 ore. La capacità di applicazione pratica delle conoscenze acquisite con le lezioni sarà verificata durante le esercitazioni nelle quali gli studenti svilupperanno, organizzati in gruppi e sotto la costante guida di un docente, uno studio di fattibilità tecnica per la realizzazione di un nuovo impianto industriale completo di progettazione di massima del layout di stabilimento. L’output del lavoro di esercitazione sarà valutato al termine del periodo didattico e costituirà parte integrante del giudizio finale del corso, secondo quanto descritto nella sezione “Criteri Regole e Procedure per l’Esame”. Alle esercitazioni saranno dedicate 3 ore settimanali, per un totale di 40 ore.

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Lectures will aim to make students acquire the knowledge related to the topics listed in the "Course Syllabus" section, to enable them to achieve the expected learning outcomes discussed above. Three hours every week will be spent on lectures, for a total of 40 hours. The skills acquired through lectures will be assessed during recitation hours when students, organized in groups and under the constant supervision of an instructor, will develop a study about the technical feasibility of building a new industrial plant together with a basic design of the associated plant layout. The output of this project work will be graded at the end of the term and will be part of the final course evaluation based on what described in the Assessment and Grading Criteria section. Three hours every week will be spent on recitations, for a total of 40 hours.

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Slide delle lezioni rese disponibili dal docente sul Portale della Didattica. A. Pareschi (2007), “Impianti Industriali. Criteri di scelta, progettazione e realizzazione”. Seconda Edizione. Società Editrice Esculapio, Bologna. A. Pareschi, E. Ferrari, A. Persona, A. Regattieri (2011), “Logistica integrata e flessibile.” Seconda Edizione. Società Editrice Esculapio, Bologna. A. Monte (2009), “Elementi di Impianti Industriali”. Vol. 1. Edizioni Libreria Cortina, Torino.

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Lecture notes (slides) made available by the instructor on the Student Portal. A. Pareschi (2007), “Impianti Industriali. Criteri di scelta, progettazione e realizzazione”. Seconda Edizione. Società Editrice Esculapio, Bologna. A. Pareschi, E. Ferrari, A. Persona, A. Regattieri (2011), “Logistica integrata e flessibile.” Seconda Edizione. Società Editrice Esculapio, Bologna. A. Monte (2009), “Elementi di Impianti Industriali”. Vol. 1. Edizioni Libreria Cortina, Torino.

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Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Progetto di gruppo;

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L’esame consiste in una prova scritta della durata di circa 1 ora dove lo studente dovrà rispondere a domande teoriche in forma aperta e risolvere semplici problemi numerici finalizzati a verificare il raggiungimento degli obiettivi di apprendimento attesi, specialmente in termini di conoscenza e capacità di comprensione. La prova scritta contempla un totale di 4 o 5 quesiti. Durante la prova scritta non è consentito l'uso di libri, dispense, appunti e formulari. Il risultato della prova scritta, valutato fino ad un massimo di 24/30, sarà sommato alla valutazione dell’esercitazione, la quale dà diritto fino a 7/30, per determinare il voto finale del corso.

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Exam: Written test; Group project;

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The exam consists in a written test whose duration is approximately 1 hour. During the exam students will answer theoretical open questions and solve simple numerical problems aimed at assessing the achievement of the learning outcomes, especially in terms of knowledge. The test includes a total of 4 or 5 questions. The use of books, lecture notes, and formula papers is not allowed during the exam. The written exam grade will be up to 24/30 and will be summed to the project work grade, whose maximum value equals 7/30, to determine the final course grade.

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