L¿insegnamento ha lo scopo di presentare le metodologie utilizzate nei processi di innovazione e miglioramento dei prodotti e dei processi. In particolare saranno trattate le metodologie utilizzate la progettazione e gestione delle specifiche produttive nell¿ingegnerizzazione di prodotti innovativi, le tecniche di time compression e le metodologie a base statistica per la valutazione della qualità e dell¿affidabilità dei prodotti, per il miglioramento della qualità dei prodotti e dei processi, per l¿introduzione e la valutazione di prodotti e processi innovativi.

Conoscenza delle tecniche di time compression per lo sviluppo prodotto/processo;
Conoscenza delle metodologie a base statistica per la valutazione della qualità e dell¿affidabilità dei prodotti, per il miglioramento della qualità dei prodotti e dei processi, per l¿introduzione e la valutazione di prodotti e processi innovativi (robust design, six sigma etc).
Capacità di adattare le specifiche produttive a quelle funzionali di prodotto e rispettivo collaudo, in particolare nelle fasi di introduzione di prodotti/processi innovativi.
Capacità di dare supporto di tipo metodologico - statistico agli specialisti coinvolti nelle attività d R&D e di coordinarne le attività.

Conoscenza delle tecnologie di base
Conoscenza di base del calcolo delle probabilità e della statistica descrittiva

Innovazione di Prodotto
Richiami e integrazioni di statistica:
Probabilità, parametri dei campioni e delle popolazioni. Distribuzioni: normale, lognormale, uniforme, di Weibull, esponenziale, binomiale, di Poisson. Algebra normale.
Inferenza statistica, inferenza di distribuzioni normali e della distribuzione di Bernoulli.
Regressione: metodo dei minimi quadrati, misure di correlazione, Intervalli di confidenza regressione lineare
Carte di probabilità (normale, lognormale, Weibull). Intervalli di confidenza sulle carte di probabilità. Outlier
Valutazione dei parametri delle distribuzioni e sulla regressione con il metodo della massima verosimiglianza (maximum likelihood).
Affidabilità
Definizione e calcolo dell’affidabilità nel caso statico. probabilistic design
Affidabilità e fattore tempo, tasso di guasto, MTTF, MTBF
Affidabilità di sistemi in serie, in parallelo e misti. Sistemi in stand by
Strumenti per l’affidabilità: Diagrammi di Pareto, FTA, FMEA, FMECA
Prove per la verifica dell’affidabilità: tipologie campioni, analisi di Weibull, Sudden Death, Success run
Prove accelerate qualitative e quantitative, aumento di frequenza, overstress; modelli di Arrhenius, Eyring, IPL, T-NT, Prove con numero di elementi ridotti: staircase e piani a tempo prolungato
Design of experiments
Cenni di teoria delle decisioni, Test parametric, test non parametrici.
Analisi della varianza a un fattore. Analisi della varianza a due fattori con e senza ripetizioni
Piani sperimentali classici e fattoriali, modello matematico calcolo degli effetti,
Piani sperimentali fattoriali, tavole di Yates, ortogonalità.
Piani fattoriali ridotti, confounding. Piani fattoriali a blocchi.
Qualità dei prodotti
Definizione di qualità, Indice di Capacità di processo, Quality Loss Function, Tolleranze, fattore di sicurezza economico
Strategie per il miglioramento della qualità, Diagramma P, Concept, parameter e tollerance design,
Robust design. ANOM, analisi di sensibilità. Critica al metodo, l’esperimento di controllo.
Cenni alla metodologia six sigma.

Classificazione dei sistemi produttivi : domanda, volume di produzione, prodotti

Contesti applicativi dei sistemi di produzione manifatturiera
Posizionamento dei processi (volumi/varietà)
Tipologie di processo
Layout, tecnologie e strutture di processo
Compiti e mansioni

Analisi dei processi
Le prestazioni di un processo
Mappatura dei processi
Analisi delle prestazioni di un processo

Innovazione o miglioramento di un processo
Valutazione delle principali cause di variabilità nei processi ( naturale – interruzioni pianificate/non pianificate )
Variabilità di flusso
Rilavorazioni-scarti-lotti di produzione e di trasporto
Modelli a rete di code
Simulazione dei processi
Misure di performance

L’nnovazione nella gestione dei processi (tappe fondamentali della produzione snella – lean thinking)

L’Innovazione nello sviluppo prodotto:

Processo di progettazione (product Manufacturing Information).

Processo di fabbricazione (Processi innovativi, automazione dei processi e dei sistemi di produzione: dalla macchina utensile CNC al centro di lavoro flessibile FSM, linguaggi di programmazione assistita per il controllo numerico G-Code, APT, STEP NC).

Processo di verifica (le macchine di misura a coordinate , i riferimenti normativi: da GD&T al GPS, linguaggi di programmazione delle macchine di misura)

Innovazione del Prodotto : Appunti forniti dal docente
Testi per approfondimenti:
G. Belingardi, “Strumenti statistici per la meccanica sperimentale e l’affidabilità”- Levrotto & Bella, 1997
C. Lipson, N. Sheth, “Statistical Design and Analysis of Engineering Experiments”, McGraw-Hill, 1973
W.J. Dixon., F.J. Massey, “Introduction to statistical analysis”, Int. Student Edition, McGraw-Hill, 1985
M. Vigier, “Pratique des plans d’expériences”, Les éditions d’organisation, Paris, 1988
R. Levi, “Elementi di statistica sperimentale”, RTM, Vico Canavese, 1972
M.S. Phadke, “Quality engineering using Robust Design”, Prentice Hall, New Jersey 1989
Genichi Taguchi, “Taguchi on robust technology development: bringing quality engineering upstream”, ASME Press, New York ,1993
Genichi Taguchi, “Introduction to quality engineering: designing quality into products and processes”, Unipub, Dearborn, American Supplier Institute, White Plains, 1986
Genichi Taguchi, “System of experimental design: engineering methods to optimize quality and minimize costs”,: Unipub Kraus ; Dearborne : American Supplier Institute, New York, 1987
W. Nelson, Accelerated testing” John Willey & Son, New York,, 1990
Carter A.D.S. - "Mechanical Reliability", Macmillan 1986
Kampur K.C., Lamberson L.R. - "Reliability in engineering design", John Wiley 1977
Link utili
Manuale di statistica: www.dsa.unipr.it/soliani/soliani.html
www.weibull.com (life data analysis, accelerated life testing, system analysis)
www.freequality.org
www.qualityamerica.com

Appunti forniti dal docente

Testi per approfondimenti:

Factory Physics -Wallace J.Hopp, Mark L. Spearman Waveland Press -Inc

Operations and Process management , principles and practice for strategic impact – Slack, Chambers, Johnston, Betts- Perason

Gestione delle produzione – De Toni, Panizzoli, Villa – De Agostini

Fundamentals of Modern Manufacturing , material, processes and systems - Mikell P. Groover – John Wiley & Sons, Inc.

The CNC workshop - Murphy, Uccello Nanfar.

La metrologia dimensionale per l’industria meccanica – Malagola, Ponterio- Augusta

SW:
Flexim/Tecnomatix
CNC simulator
Unigraphics Nx 5
Pc-dmis

L’esame consiste:
in una prova scritta-pratica (Innovazione del Processo) con esercizi che permettono di valutare le capacità acquisite nel corso riguardo la valutazione delle performance di un processo produttivo e per il miglioramento dello stesso;
in una prova orale (Innovazione del Prodotto) volta a valutare le conoscenze relative agli strumenti statistici per la valutazione della qualità e dell’affidabilità dei prodotti e per il miglioramento dei prodotti e dei processi.

Per accedere alla prova orale è necessario ottenere la sufficienza (18/30) della parte scritta-pratica.
L’esito dell’esame verrà calcolato facendo media tra voto prova scritta e voto prova orale.
I voti delle singole prove saranno validi solo all’interno della sessione ( in caso di insufficienza su una delle due prove, l'esame dovrà essere sostenuto interamente nella sessione successiva).

Modalità di verifica dell'apprendimento
Innovazione del prodotto/Innovazione del processo

L’esame consiste:

Prof.ssa De Maddis
in una prova scritta/pratica (Innovazione del Processo) composta da esercizi e domande di teoria che permettano di valutare le capacità acquisite dallo studente durante il corso sulla: valutazione e la simulazione di azioni migliorative o innovative di un processo produttivo e sull’applicazione dell’ innovazione nella gestione dei processi e nello specifico di alcuni processi dello sviluppo prodotto;

Prof. Rossetto
In una prova orale (Innovazione del Prodotto) volta a valutare le conoscenze relative agli strumenti statistici per la valutazione della qualità e dell’affidabilità dei prodotti e per il miglioramento dei prodotti e dei processi.


Per accedere alla prova orale è necessario ottenere la sufficienza (18/30) della parte scritta/pratica.
L’esito dell’esame sarà calcolato facendo media tra voto prova scritta e voto prova orale.

I voti delle singole prove saranno validi solo all’interno della sessione ( in caso di insufficienza su una delle due prove, l'esame dovrà essere sostenuto interamente nella sessione successiva).