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 i sensori, 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.

- Conoscenza dei differenti livelli gerarchici dell’automazione: azienda, stabilimento, area, cella, macchina. - Conoscenza di base dei sensori per l’automazione industriale - 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.

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.

- La struttura CIM ed i vari livelli dell’automazione: azienda, stabilimento, area, cella, macchina, campo. (0.25 crediti) - I sensori per l’automazione industriale. (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. (0,75 crediti) - Il problema del controllo automatico. Controllori Proporzionale-Integrale-Derivativo (PID). (0.5 crediti) - I controllori logici programmabili (PLC). 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)

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.

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.

Modalità di esame: Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

Da remoto: 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 integrata con strumenti di proctoring (Respondus), 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. La durata della prova è 1h15m.

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

In presenza: 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 basato su un insieme di domande ed esercizi su tutti gli argomenti del corso. In particolare, le domande sono a risposta multipla, volte a verificare la conoscenza degli argomenti di base. Gli esercizi (due o tre, a seconda della difficoltà) verificheranno la capacità dell'allievo di risolvere analiticamente quesiti 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. Da remoto: 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 integrata con strumenti di proctoring (Respondus), 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. La durata della prova è 1h15m.