L'insegnamento ha l'obiettivo di fornire i principi e le metodologie di base per affrontare i problemi legati alla gestione dei processi produttivi. Vengono descritti i principali elementi dell’automazione di fabbrica quali le macchine operatrici, i manipolatori industriali, i sistemi di trasporto delle parti in lavorazione, i sistemi per la visione artificiale, i controllori a logica programmabile (PLC).
Sono anche descritti gli algoritmi per la soluzione di problemi reali che si incontrano nel settore.

Conoscenza dei differenti livelli gerarchici dell’automazione: azienda, stabilimento, area, cella, macchina. Esempi
Conoscenza attraverso l’uso del simulatore sia del funzionamento dei sistemi automatici di movimentazione delle parti in corso di lavorazione sia dell’andamento della produzione.
Conoscenza sui differenti tipi di sensori, attuatori e componenti per l’automazione. Le comunicazioni fra le varie parti. Criteri per operare le scelte adeguate .
Conoscenza delle metodologie e degli algoritmi di allocazione risorse per la pianificazione della produzione.
Conoscenza delle metodologie e gli algoritmi di assegnamento e di distribuzione per la pianificazione della produzione.
Conoscenza dei metodi statistici e delle tecniche di gestione delle scorte per sistemi di produzione a domanda dipendente oppure indipendente.
Conoscenza delle tecniche e degli algoritmi numerici per la soluzione dei principali problemi di schedulazione: macchina singola, macchine parallele, Flow Shop e Job Shop.

Comunicazione grafica e fabbricazione meccanica

- La struttura gerarchica dell’automazione di fabbrica. Organizzazione piramidale della struttura CIM
- Esempi introduttivi. Caratteristiche di un problema di gestione della produzione. Componenti dell’automazione della produzione: macchine operatrici, i robots, i sistemi di trasporto, i sistemi di visione artificiale, i controllori a logica programmabile (PLC). Layout e flusso dei materiali. Tecniche di produzione push e pull.
- I robot industriali: strutture e campi di applicazione.
- Le macchine a controllo numerico: strutture e campi di applicazione.
- La gestione della movimentazione. Esempi dettagliati di gestione mediante PLC del flusso delle parti tra le varie isole di lavorazione in un reparto di produzione e di un magazzino automatico.
- Metodi ed algoritmi per il trattamento dei problemi di allocazione di risorse, di assegnamento e di distribuzione. Richiamo sugli strumenti matematici usati per l’implementazione numerica dei relativi algoritmi di soluzione.
- I concetti ed i risultati fondamentali della teoria delle code. Esempi numerici.
- Le principali tecniche del controllo di qualità.
- Le reti di Petri ed esempi di applicazione.
- Il problema generale della schedulazione e regole per la classificazione dei differenti casi e dei metodi di soluzione. Esempi di schedulazione su macchina singola, su macchine parallele. I problemi del Flow Shop e del Job Shop: esempi di problemi e relativi algoritmi numerici per differenti tipi di prestazioni per le quali sono richieste soluzioni ottimali.

Le esercitazioni in aula sono dedicate alla presentazione di progetti di rilievo sugli argomenti trattati a lezione e, per ciascuno di essi, i metodi di soluzione. Le esercitazioni sperimentali di laboratorio sono dedicate agli aspetti numerici di soluzione. In esse, l’allievo metterà a punto gli algoritmi necessari e ne collauderà le prestazioni. L’allievo dovrà preparare una relazione sul lavoro svolto da consegnare all’esame.

Verrà messo a disposizione un testo scritto dal docente, con esercizi proposti e risolti.

L’esame finale comprende una prova scritta e una prova orale.
La prova scritta comprende esercizi numerici di progetto relativi agli argomenti principali.
La prova orale è volta ad accertare le conoscenze delle metodologie di modellazione dei processi.
Il voto finale è una media pesata della valutazione di scritto e orale e delle relazioni di laboratorio.