L'insegnamento offre agli studenti una solida base teorica sui sistemi di produzione industriali, con una visione integrata della produzione che pone l'accento sull'innovazione e la digitalizzazione. Nell'insegnamento, partendo dalla definizione di Automazione e Controllo Numerico delle macchine utensili, saranno descritti i componenti, i moduli o le celle di lavorazione, la cui integrazione dà vita ad un sistema di produzione. Verranno pertanto analizzate le problematiche relative alle lavorazioni meccaniche con le macchine utensili a controllo numerico (CNC) e le relative tecniche di programmazione assistita da calcolatore. Seguirà la descrizione dei robot industriali e della loro integrazione con le macchine utensili CNC per dar vita alle celle automatizzate di lavorazione. Verranno successivamente descritte le macchine di misura a coordinate (CMM) utilizzate nel collaudo dei componenti meccanici. Con la parte del modulo dedicata alla gestione della produzione verranno fornite le conoscenze di base sui flussi produttivi entro una realtà industriale e sul lean management. Saranno inoltre trattate le lavorazioni non convenzionali, quali l'elettroerosione. Concluderà l'insegnamento una breve trattazione delle moderne tecniche di produzione additiva. L’insegnamento rafforza il profilo dell’Ingegnere Meccanico, fornendo competenze per l’analisi e l’ottimizzazione di sistemi produttivi avanzati, basati su automazione e digitalizzazione. Il corso si collega in modo diretto al SDG 9 (Imprese, innovazione e infrastrutture) promuovendo la comprensione delle interazioni tra sistemi produttivi, progresso tecnologico e sviluppo industriale sostenibile.

L'obiettivo è sviluppare nell'allievo l'abilità e le competenze necessarie per supervisionare un sistema produttivo ed essere in grado di individuare il sistema produttivo più adatto alla specifica applicazione. Al termine dell'insegnamento si chiederà allo studente di: • conoscere la struttura dei moderni mezzi di produzione, assemblaggio e collaudo a controllo numerico; • conoscere i sistemi integrati e flessibili di lavorazione con particolare riferimento alle applicazioni della produzione snella (Lean Production); • conoscere le metodologie di programmazione assistita da calcolatore (CAM) per la definizione di cicli di lavorazione, assemblaggio e collaudo; • conoscere i criteri d'impostazione dei livelli di automazione ed integrazione dei processi in relazione alle cadenze produttive; • conoscere le metodologie di base della fabbricazione additiva; • essere in grado di programmare un sistema a controllo numerico; • saper gestire le linee di produzione complesse; • individuare la tecnologia produttiva più idonea in funzione delle specifiche del prodotto; • formulare in modo sistematico un problema di gestione della produzione mediante la modellizzazione dello stesso; • essere in grado di affrontare la risoluzione di un problema di gestione al fine di pervenire ad una soluzione attraverso una sequenza di passi dimostrabili; • conoscere le principali problematiche di gestione della produzione in azienda, così da saper associare a ciascuna gli strumenti e le procedure di soluzione più utili.

L'allievo che segue l'insegnamento deve avere conoscenze di disegno tecnico industriale e di tecnologie di fabbricazione con particolare riguardo alle tecniche per asportazione di truciolo, cicli di lavorazione.

Introduzione all'insegnamento: evoluzione dei sistemi produttivi - Le rivoluzioni industriali - Il ruolo della digitalizzazione (industria 4.0) - Automazione e flessibilità nei sistemi di produzione Il controllo numerico delle macchine utensili - Definizioni e schema di principio di una M.U. a C.N. - Componenti della MU a CN: Strutture e guide Dispositivi per il cambio automatico dell’utensile e del pezzo Tipi di azionamenti Trasduttori di posizione e velocità - Unità di governo: HMI Interpolatore Schema controllo dell’asse - Programmazione delle macchine utensili a controllo numerico Considerazioni generali Il linguaggio ISO Analisi dei principali strumenti per la programmazione assistita - Il controllo adattativo - Il controllo distribuito (DNC) Le linee di produzione - Linee a trasferta - FMS - Sistemi Agili I robot industriali - Strutture e caratteristiche - Impieghi dei robot - Le unità di governo e la programmazione assistita - Integrazione con l’ambiente esterno - I cobot - Le celle robotizzate Le macchine di misura a controllo numerico - Il controllo di qualità assistito - Strutture e caratteristiche delle macchine di misura - Software per macchine di misura Programmazione e Controllo della Produzione. - Breve introduzione alle problematiche della gestione della produzione in azienda - Analisi dei principali metodi di programmazione della produzione: Material requirement Planning (MRP) Just In Time (JIT) Le lavorazioni non convenzionali - L’elettroerosione; La fabbricazione additiva - La filosofia della fabbricazione per piani e la sua giustificazione economica; - Gli step della FA - I processi Industriali consolidati (classificazione) - Il processo FDM.

Lezioni teoriche e casi applicativi vengono condotti congiuntamente analizzando rappresentazioni schematiche e realistiche di situazioni industriali. Le esercitazioni in aula prevedono degli approfondimenti sulla programmazione delle macchine a controllo numerico, sia con linguaggio ISO che con software dedicato. Gli studenti dovranno consegnare le relazioni sulle attività di programmazione svolte in aula, che concorreranno alla definizione del voto finale. Seminari Sono previste una serie di testimonianze aziendali sui vari argomenti trattati nell’insegnamento.

Testi consigliati per approfondimenti: - Giusti, Santochi, Tecnologia Meccanica e Studi di Fabbricazione, Casa Editrice Ambrosiana, Milano - De Toni, A. F., Panizzolo, R., Villa, A. (2013). Gestione della produzione. ISEDI.

Dispense;

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

Exam: Written test; Optional oral exam; Computer-based written test in class using POLITO platform;

... L'esame finale è volto ad accertare l'acquisizione delle conoscenze sui moderni sistemi integrati di produzione. E’ argomento d’esame tutto quanto illustrato durante le lezioni e i seminari. L'esame finale consiste in una prova scritta obbligatoria e in una prova orale facoltativa. La prova scritta, della durata di 60 minuti, è svolta in aula. La prova sarà equivalentemente cartacea, oppure svolta su PC portatile (il cui reperimento è a carico dello studente), tramite opportuna piattaforma di ateneo. La prova consiste nella risposta a domande che potranno essere sia a risposta multipla che a risposta aperta. Le domande possono includere l’esecuzione di schemi/disegni o definizione di stringhe di programmazione. Per ogni domanda sarà indicato il punteggio massimo attribuibile, definito in funzione della complessità della domanda. Il punteggio finale sarà dato dalla somma dei punteggi ottenuti nelle singole risposte. La prova è superata se si ottiene il punteggio minimo di 18/30. Il punteggio massimo attribuibile è pari a 30/30. Non si potrà utilizzare alcun testo o appunto. Lo studente avrà la possibilità di non consegnare la prova scritta al docente per la correzione, ossia di ritirarsi prima della consegna. . L'esame orale, facoltativo, potrà essere sostenuto solo se si supera la prova scritta ed è volto a valutare la capacità di interpretare e/o proporre soluzioni di sistemi di produzione. E' valutata all'orale anche l'efficacia della comunicazione. La prova consiste in una sola domanda sui sistemi di produzione e la sua valutazione potrà variare il punteggio ottenuto allo scritto di + o – 5 punti. Alla definizione del voto finale partecipa la valutazione della prova scritta, a cui viene aggiunto un punteggio positivo o negativo fino ad un massimo di 5 punti per la prova orale, ed un massimo di 2 punti per le relazioni relative alla esercitazioni, da preparare durante il corso. L’eventuale lode sarà assegnata solo a chi sosterrà l’orale rispondendo in modo particolarmente completo ed esaustivo, adottando una adeguata capacità di esposizione.

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.