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Laboratorio di Automazione industriale
01VIPTC
A.A. 2023/24
Lingua dell'insegnamento
Italiano
Corsi di studio
Corso di Laurea in Tecnologie Per L'Industria Manifatturiera - Torino
Organizzazione dell'insegnamento
| Didattica | Ore |
|---|---|
| Esercitazioni in laboratorio | 60 |
Docenti
| Docente | Qualifica | Settore | h.Lez | h.Es | h.Lab | h.Tut | Anni incarico |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Zino Lorenzo | Ricercatore a tempo det. L.240/10 art.24-B | IINF-04/A | 0 | 0 | 40 | 0 | 2 |
Collaboratori
Didattica
| SSD | CFU | Attivita' formative | Ambiti disciplinari | ING-INF/04 | 6 | F - Altre attività (art. 10) | Altre conoscenze utili per l'inserimento nel mondo del lavoro |
|---|
2023/24
L'insegnamento intende fornire i principi e le metodologie di base per affrontare i problemi legati alla gestione ed automazione dei processi produttivi. Inizialmente, vengono descritti i principali elementi dell’automazione di fabbrica. Successivamente vengono introdotti gli strumenti matematici fondamentali per lo sviluppo dei principali algoritmi di controllo automatico (ad esempio il controllore PID). Infine vengono introdotti i modelli di simulazione di processi produttivi e logistici (catene di Markov, teoria delle code), ed i metodi per la loro ottimizzazione (ottimizzazione combinatoria, modelli di programmazione lineare).
The course aims to provide the basic principles and methodologies to face the problems related to the management and automation of production processes. In the first part of the course, the key elements of industrial automation are introduced. Then, the mathematical methods required to develop the main automatic control algorithms are presented (e.g., the PID controller). Finally, simulation models of production and logistic processes are presented (Markov chains, queue theory), and the methods for their optimization (combinatorial optimization, linear programming models).
- Introduzione al corso: i differenti livelli gerarchici dell’automazione.
- Conoscenza di base delle macchine CNC, PLC, dei sistemi robotici industriali e di movimentazione di beni e materiali.
- Il problema del controllo automatico
- Metodi matematici e algoritmi di controllo (PID)
- Conoscenza delle metodologie e degli algoritmi per la simulazione ed analisi numerica delle code di attesa dei lavori da eseguire (catene di Markov, teoria delle code).
- Conoscenza delle tecniche e degli algoritmi numerici per la gestione della schedulazione della produzione.
- Conoscenza delle tecniche e degli algoritmi per l'ottimizzazione (per esempio: allocazione di risorse, assegnamento, distribuzione)
- Conoscenza di Matlab come strumento per risolvere problemi di automazione industriale
- I differenti livelli gerarchici dell’automazione: azienda, stabilimento, area, cella, macchina.
- Conoscenza delle più note strutture dei robot industriali e dei criteri di scelta per tipologia di applicazioni.
- 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 tecniche e degli algoritmi numerici per la soluzione dei principali problemi di schedulazione della produzione automatica.
- Conoscenza delle metodologie e degli algoritmi per la simulazione numerica delle code di attesa dei lavori da eseguire.
- Conoscenza delle metodologie e degli algoritmi di soluzione per i problemi di pianificazione della produzione quali l’allocazione risorse, assegnamento e distribuzione.
E’ utile una conoscenza di base di Matlab e strumenti matematici di base
E’ utile una conoscenza di base di Excel e Matlab.
Introduzione: la struttura CIM ed i vari livelli dell’automazione: azienda, stabilimento, area, cella, macchina, campo.
Introduzione a Matlab. (0.5 crediti)
Le macchine a controllo numerico, i PLC e la loro programmazione, i sistemi di movimentazione, la robotica industriale. (0.5 crediti)
Il controllo automatico e gli algoritmi di controllo. (1.5 crediti)
I concetti ed i risultati fondamentali della simulazione e della teoria delle code. Programmi di calcolo ed esempi numerici. (2 crediti)
Il problema dell'ottimizzazione della schedulazione per i sistemi di produzione automatica. (1 credito)
Modelli di programmazione lineare ed ed algoritmi di ottimizzazione combinatoria (ad es. problemi di allocazione di risorse, assegnamento e distribuzione) (0.5 crediti)
La struttura CIM ed i vari livelli dell’automazione: azienda, stabilimento, area, cella, macchina, campo. (0.5 crediti)
Le macchine a controllo numerico: strutture e campi di applicazione. Uso di programmi CAD CAM e simulatori. (1 credito)
Programmazione ladder diagram di PLC. Esempi dettagliati di gestione del flusso delle parti tra le varie isole di lavorazione in un reparto di produzione. (1 credito)
I robot industriali: strutture e settori di applicazione. Metodi ed esempi di simulazione al calcolatore. (0.5 crediti)
La gestione della movimentazione. (0.5 crediti)
I concetti ed i risultati fondamentali della teoria delle code. Programmi di calcolo ed esempi numerici. (1 credito)
Il problema della schedulazione per i sistemi di produzione automatica: programmi di calcolo ed esempi numerici. (1 credito)
Metodi ed algoritmi di soluzione numerica dei problemi di allocazione di risorse, assegnamento e distribuzione. (0.5 crediti)
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.
Molti esercizi richiedono l'utilizzo del software Matlab e Simulink e saranno svolti in aula. Gli allievi saranno pregati di munirsi di un computer portatile personale con Matlab installato. Si noti che il software è disponibile per uso gratuito agli studenti del Politecnico al seguente link: https://www.areait.polito.it/servizi/default.asp?outline_level=3&id_progetto_servizio=331&outline=1%2E47%2E13)
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.
Slides/note di tutte le lezioni ed esercitazioni ed esempi di prova per programmi di calcolo saranno forniti agli allievi durante l'insegnamento.
Saranno segnalate anche letture complementari per alcuni argomenti trattati.
Appunti di tutte le lezioni, note dettagliate per le esercitazioni, programmi di calcolo scritti dal docente, comprensivi di esempi di prova, saranno forniti agli allievi durante l'insegnamento. Saranno segnalati anche i libri più noti e numerose letture complementari per ogni singolo argomento trattato.
Slides; Esercizi; Esercizi risolti; Esercitazioni di laboratorio; Esercitazioni di laboratorio risolte;
Lecture slides; Exercises; Exercise with solutions ; Lab exercises; Lab exercises with solutions;
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato scritto individuale; Elaborato progettuale individuale;
Exam: Written test; Individual essay; Individual project;
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Gli allievi sono esaminati attraverso un esame scritto, basato su un insieme di domande, sia a risposta multipla che a risposta aperta. E' possibile consultare un formulario preparato dallo studente (su un singolo foglio A4). Non è ammesso portare in aula dispositivi multimediali con accesso al web (ad esempio, smartphone, smartwatch e tablet). La durata della prova è 1h30m. Verrà utilizzata una scala da 0 a 30 punti per la valutazione. Gli studenti possono ottenere fino a 5 punti aggiuntivi attraverso la preparazione di elaborati. La lode verrà assegnata se la votazione è uguale o superiore a 31. L’esito della prova sarà comunicato agli studenti tramite un avviso sul portale della didattica.
Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.
Exam: Written test; Individual essay; Individual project;
Gli allievi sono esaminati attraverso un esame scritto, basato su un insieme di domande, sia a risposta multipla (con penalità per risposte errate) che a risposta aperta. E' possibile consultare un formulario preparato dallo studente (su un singolo foglio A4). Non è ammesso portare in aula dispositivi multimediali con accesso al web (ad esempio, smartphone, smartwatch e tablet). La durata della prova è 1h30m. L’esame è superato se l’elaborato scritto ottiene un voto uguale o superiore a 18/30. Verrà utilizzata una scala da 0 a 32 punti per la valutazione. La lode verrà assegnata se la votazione è di 32/30. L’esito della prova sarà comunicato agli studenti tramite un avviso sul portale della didattica.
In addition to the message sent by the online system, students with disabilities or Specific Learning Disorders (SLD) are invited to directly inform the professor in charge of the course about the special arrangements for the exam that have been agreed with the Special Needs Unit. The professor has to be informed at least one week before the beginning of the examination session in order to provide students with the most suitable arrangements for each specific type of exam.