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.
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 DEL PRODOTTO
Richiami e integrazioni di statistica: Probabilità, parametri dei campioni e delle popolazioni. Distribuzioni: normale, lognormale, t di student, Chi2, uniforme, di Weibull, esponenziale, binomiale, di Poisson. Algebra normale.
Inferenza statistica: inferenza della media e della varianza. Inferenza della distribuzione di Bernoulli.
Regressione: metodo dei minimi quadrati, misure di correlazione, Intervalli di fiducia regressione lineare.
Carte di probabilità (normale, lognormale, Weibull). Outlier
Valutazione dei parametri delle distribuzioni e regressione con il metodo della massima verosimiglianza (maximum likelihood); intervalli di fiducia.
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 parametrici, 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.


INNOVAZIONE DEL PROCESSO
La gestione delle operations e dei processi.
Progettazione dei processi – 1.Posizionamento ( volumi/varietà, layout, tecnologie, mansioni).
Progettazione dei processi – 2 Analisi (mappatura, compiti e capacità, variabilità del processo).
Obiettivi di performance dei processi
Analisi statica e dinamica dei processi produttivi per il miglioramento e l’innovazione dei processi :
- Modelli statici (Mappatura del flusso del valore, Benchmarking interno, ecc.)
- Modelli dinamici (Analisi descrittiva dei dati, Analisi della variabilità, Modelli a rete di code, Indici di performance).
- La simulazione ad eventi discreti.
Lean innovation:
- Sistemi di produzione Push/Conwip/Pull
- Sincronizzazione snella

INNOVAZIONE DEL PRODOTTO.
Il modulo si compone di lezioni in cui vengono illustrati gli argomenti del corso anche con esempi applicativi. Saranno proposti degli esercizi guidati sui temi trattati a lezione che saranno discussi durante le esercitazioni.

INNOVAZIONE DEL PROCESSO
Il modulo si compone di lezioni e esercitazioni in aula e in laboratorio informatico. Durante il corso gli studenti possono sviluppare in gruppi un caso studio e presentare una relazione tecnica, che verrà valutata per l’esame finale, da consegnarsi entro 10 giorni dal primo appello (vedi criteri regole e procedure d’esame).

Appunti forniti dai docenti

Testi per approfondimenti (Innovazione del prodotto):

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


Testi per approfondimenti (Innovazione del processo):

Factory Physics -Wallace J.Hopp, Mark L. Spearman – McGraw Hill International Edition.
Gestione delle operations e dei processi- Slack, Brandon-Jones, Johnston, Betts, Vinelli, Romano, Danese -Pearson
http://cast.massey.ac.nz/collection_public.html

SW utilizzato nei laboratori:
FlexSim
-Applied Simulation: Modeling and Analysis Using FlexSim Kindle Edition by Eamonn Lavery , Malcolm Beaverstock , Allen Greenwood , William Nordgren -Shanna Warr (Editor)
-https://www.flexsim.com/

Altri SW:
Plant simulation
-Plant Simulation 10 Step-by-Step Help – Siemens
Steffen Bangsow " Manufacturing Simulation with Plan Simulation" and Sim Talk – Springer

L’esame consiste in una prova relativa ad Innovazione del Processo ed una successiva prova relativa ad Innovazione del Prodotto.
Per accedere alla prova di Innovazione del Prodotto è necessario aver ottenuto la sufficienza (18/30) nella prova di Innovazione del Processo.
L’esito dell’esame finale di Innovazione del Prodotto /Innovazione del Processo sarà calcolato facendo la media tra il voto ottenuto nella prova di Innovazione del Processo e il voto della prova di Innovazione del Prodotto.
Il voto di Innovazione del Processo sarà conservato solo nella sessione d’esame in corso, se lo studente non supera all’interno della stessa sessione la prove di Innovazione del prodotto dovrà ripetere l’intero esame nella sessione successiva.

La prova di Innovazione del Processo valuta le conoscenze e le competenze acquisite durante il corso.
Tale prova si compone di due parti e si svolge nei LAIB.
- La prima parte consiste nella simulazione e analisi di un caso studio e prevede l’utilizzo dei pc messi a disposizione nei LAIB. Durante lo svolgimento della prova gli studenti possono utilizzare i file sviluppati durante le esercitazioni svolte durante l’anno e consultare i testi ufficiali dell'insegnamento, ma non appunti o altro materiale di qualunque tipo.
- La seconda parte è costituita da una serie di domande teoriche ed esercizi numerici.
Ad ogni parte è attribuito un massimo di 15 punti. Il voto finale della prova di innovazione del processo è dato dalla somma dei punti ottenuti nelle due parti.
La durata complessiva della prova di Innovazione del Processo (prima e seconda prova) è di circa 3 ore.


La prova di Innovazione del Prodotto consiste in una prova orale tesa ad accertare la capacità di individuare gli strumenti statistici e i procedimenti necessari per la valutazione della qualità e dell’affidabilità dei prodotti e per il miglioramento dei prodotti e dei processi.