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Il corso di Impianti Industriali e Meccanici offre agli studenti un approccio avanzato, basato sull’utilizzo della modellazione e simulazione, per affrontare alcune delle tematiche di maggior rilievo nella gestione degli impianti industriali e progettazione degli impianti meccanici di stabilimento. Partendo da una panoramica sull’utilizzo della simulazione per la progettazione e gestione degli impianti industriali, durante il corso si sviluppano ed utilizzano modelli di simulazione di impianti industriali. In tale ottica vengono affrontati argomenti quali l’organizzazione della produzione, i trasporti interni, i magazzini industriali e l’impiantistica di stabilimento.
Il corso offre agli studenti le competenze fondamentali per la progettazione degli Impianti Industriali e dei principali impianti meccanici. Competenze Specifiche Comprensione degli aspetti stocastici che caratterizzano i problemi di programmazione della produzione di lungo, medio e breve periodo; Abilità nell’applicazione di metodologie e regole per la programmazione della produzione di breve periodo; Comprensione dei problemi che caratterizzano la scelta la progettazione dei trasporti interni negli impianti industriali; Abilità nell’applicazione di metodologie per il dimensionamento dei trasporti interni negli impianti industriali; Comprensione delle fasi di scelta e progettuali dell’impiantistica di stabilimento; Abilità nell’applicazione di metodologie per la progettazione dell’impiantistica di stabilimento. Competenze Trasversali Comprensione dei principi fondamentali della simulazione ad eventi discreti; Abilità nello sviluppo di simulatori ad eventi discreti; Abilità nell’uso di simulatori ad eventi discreti per la progettazione e gestione di sistemi complessi; Comprensione delle metodologie di base della progettazione degli esperimenti; Abilità nell’applicazione delle metodologie di progettazione degli esperimenti; Comprensione degli aspetti stocastici che regolano l’evoluzione di sistemi complessi; Abilità nell’applicazione di metodologie avanzate di statistica.
Programma Dettagliato Organizzazione e gestione della produzione negli impianti industriali (8 ore) • Criteri generali di organizzazione e gestione della produzione. • Identificazione delle variabili fondamentali e del loro effetto sulle misure di performance della produzione. • Programmazione e controllo della produzione nel breve periodo (problemi di scheduling della produzione). La simulazione per la progettazione e gestione degli impianti industriali (6 ore) • Passi fondamentali di uno studio di simulazione • utilizzo dei modelli di simulazione nella gestione degli impianti industriali/meccanici. Sviluppo di modelli di simulazione di impianti industriali/meccanici mediante software di simulazione (14 ore) • Scelta e funzionalità di base di un software di simulazione • Sviluppo di modelli di simulazione in ambito impianti industriali/meccanici (ad es. sistema manufatturiero per reparti, mezzi di trasporto interni, programmazione della produzione, impiantistica di stabilimento, etc) I trasporti interni negli impianti industriali (8 ore) • Generalità e caratterizzazione dei sistemi di trasporti interni negli impianti industriali: obiettivi. • Scelta dei trasporti interni negli impianti industriali Impiantistica di stabilimento (10 ore) • Generalità sugli impianti meccanici e sull’impiantistica di stabilimento • L’impianto aria compressa • L’impianto anti-incendio Metodologie statistiche avanzate per la progettazione e gestione degli impianti industriali (4 ore) • Cenni sul Design of Experiments e la progettazione fattoriale degli esperimenti. • Cenni sull’analisi della varianza Esercitazioni • Utilizzo di un modello di simulazione di un sistema manifatturiero per reparti comprensivo di mezzi di trasporto interno (9 ore) • Utilizzo di un modello di simulazione per la programmazione della produzione di breve periodo (8 ore) • Utilizzo di un modello di simulazione per la progettazione dell’impiantistica di stabilimento (8 ore)
Lezioni di teoria ed esercitazioni sono svolte in aula con l’ausilio di slides proiettate su schermo e di computer. In particolare una parte del corso verrà svolta in un’aula computer dove gli studenti impareranno ad usare un software di simulazione e a sviluppare modelli di simulazione. ll materiale didattico fornito dal docente comprende gli appunti del corso e le slides che saranno forniti in formato digitale. Durante le lezioni di teoria lo studente è invitato ad interagire sia con il docente che con gli altri studenti al fine di misurarsi con problemi tipici dell’impiantistica industriale ed affinare le sue capacità di analisi e soluzione dei problemi. Inoltre gli studenti sono stimolati a sviluppare in autonomia o in piccoli gruppi i modelli di simulazione, già prima che il docente/esercitatore ne mostri e ne spieghi lo sviluppo in aula. Tale momento serve a sviluppare sia capacità di team-working che di lavoro in autonomia.
L'esame consiste in un progetto che gli studenti saranno chiamati a sviluppare ed in un prova orale. Il progetto verterà sui temi del corso e riguarderà la progettazione e/o gestione degli impianti industriali e meccanici anche mediante metodologie basate sulla simulazione. Durante la prova orale sarà presentato il progetto e sarà altresì valutata la preparazione del candidato sugli argomenti trattati durante il corso.
A. Monte, Elementi di Impianti Industriali A.Pareschi, Impianti Industriali J. Banks, Handbook of Simulation Montgomery and Rungers, Applied Statistics and probability for engineers Dispense e slides del docente
ARGOMENTI: Organizzazione e gestione della produzione negli impianti industriali MATERIALE: Libro: Impianti Industriali, circa 20 pagine LEZIONI: 8 ESERCITAZIONI: 5 STUDIO: 30 ARGOMENTI: La simulazione per la progettazione e gestione degli impianti industriali MATERIALE: Libro: Handbook of Simulation, circa 30 pagine LEZIONI: 6 ESERCITAZIONI: 5 STUDIO: 20 ARGOMENTI: Sviluppo di modelli di simulazione di impianti industriali/meccanici mediante software di simulazione MATERIALE: Dispense del Docente: circa 40 pagine LEZIONI: 14 ESERCITAZIONI: 0 STUDIO: 35 ARGOMENTI: I trasporti interni negli impianti industriali MATERIALE: Libro: Elementi di Impianti Industriali, Vol I, circa 20 pagine LEZIONI: 8 ESERCITAZIONI: 5 STUDIO: 25 ARGOMENTI: Impiantistica di stabilimento MATERIALE: Libro: Elementi di Impianti Industriali, Vol II, circa 40 pagine LEZIONI: 10 ESERCITAZIONI: 5 STUDIO: 30 ARGOMENTI: Metodologie statistiche avanzate per la progettazione e gestione degli impianti industriali MATERIALE: Dispense del docente: circa 20 pagine LEZIONI: 4 ESERCITAZIONI: 5 STUDIO: 15 ESAME: 70
The course on Industrial and Facilities offers an advanced approach, based on modeling and simulation, to deal with crucial matters in industrial plants management and mechanical plants design. Starting with an overview on the use of simulation for industrial plants management and design, the course teaches how to use a simulation software to develop and deploy simulation models of industrial plants. In this perspective, topics such as production planning and scheduling, internal handling equipment, industrial plant facilities, are dealt with.
The student must have basic knowledge of mathematical analysis. Furthermore, basic knowledge of object oriented programming and JAVA are desirable.
The course provides students with the basic competencies required for industrial plants and mechanical plants management. Specific Competencies • Understanding of the stochastic aspects that affect production planning in the short, medium and long term period. • Ability to apply methodologies and rules for short period production planning; • Understanding of the problems that affect internal handling equipment selection in industrial plants; • Ability to apply methodologies for internal handling equipment design in industrial plants; • Understanding of plant facilities selection and design phases; • Ability to apply methodologies for plant facilities design. Cross-cutting competencies • Understanding of the main principles of discrete event simulation; • Ability to develop discrete event simulators; • Ability to use discrete event simulators for complex systems design and management; • Understanding of basic methodologies for experimental design; • Ability to apply methodologies for experimental design; • Understanding of the stochastic aspects that affect complex systems evolution; • Ability to apply advanced statistical methodologies.
Production Planning and scheduling problems in industrial plants (6 hours): • Basics of production planning • Identification of fundamental variables and their effects on system performances • Production planning and control and scheduling problems Simulation for design and operation of industrial plants (6 hours): • Main steps of a simulation study. • Simulation models for supporting design and management of industrial plants and facilities Development of simulation models of industrial plants and facilities using a simulation software (16 hours): • Selection and main functionalities of a simulation software • Development of industrial plants simulation models (e.g. manufacturing systems, internal handling equipment, production planning, etc.) The internal handling equipment in industrial plants (6 hours): • Overview and characterization of internal handling equipment in industrial plants • Selection of internal handling equipment in industrial plants Plants facilities (10 hours): • General Overview. • The compressed air system in industrial plants • The firefighting system in industrial plants Advanced statistical methodologies for industrial plants design and management (8hours): • The Design of Experiments and the factorial experimental design • Analysis of Variance Basics Practices: • Use of a simulation model of manufacturing system including internal handling equipment (9 hours). • Use of a simulation model production planning and control (8 hours). • Use of a simulation model for supporting the design of industrial facilities and systems (8 hours).
Theory lessons and exercises are given in the classroom through slides projected over ad-hoc screens and computers. In particular, a part of the course will be take place in a computer lab where students will be required to learn a simulation software and develop simulation models. Teaching materials are supplied by the teacher and include lecture notes and slides in digital format. During theory lessons, the teacher elicits interaction form students in order to make them face typical problems of industrial plants and improve their capabilities of problem solving and analysis. In addition, students are required to develop different simulation models (by their own, or in small groups) before that the teacher/tutor gives and explains its solution in the classroom. Thus, students can improve both team-working skills and learn to work independently.
The exam consists of a project that students will be required to develop and in an oral exam. The project will focus on the design and/or operation and management of industrial/mechanical plants also using simulation based approaches. The oral examination will include the evaluation of the project as well as the evaluation of the student's knowledge about the topics covered during the course.
A. Monte, Elementi di Impianti Industriali A.Pareschi, Impianti Industriali J. Banks, Handbook of Simulation Montgomery and Rungers, Applied Statistics and probability for engineers Course Notes
TOPICS: Production Planning and scheduling problems in industrial plants MATERIALS: Book: Impianti Industriali, 20 pages LESSONS: 8 PRACTICES: 5 INDIVIDUAL STUDY: 30 TOPICS: Simulation for design and operation of industrial plants MATERIALS: Book: Handbook of Simulation, 30 pages LESSONS: 6 PRACTICES: 5 INDIVIDUAL STUDY: 20 TOPICS: Development of simulation models of industrial plants and facilities using a simulation software MATERIALS: Course Notes: 40 pages LESSONS: 14 PRACTICES: 0 INDIVIDUAL STUDY: 35 TOPICS: The internal handling equipment in industrial plants MATERIALS: Book: Elementi di Impianti Industriali, Vol I, 20 pages LESSONS: 8 PRACTICES: 5 INDIVIDUAL STUDY: 25 TOPICS: Plants Facilities MATERIALS: Book: Elementi di Impianti Industriali, Vol II, 40 pages LESSONS: 10 PRACTICES: 5 INDIVIDUAL STUDY: 30 TOPICS: Advanced statistical methodologies for industrial plants design and management MATERIALS: Course Notes: 20 pages LESSONS: 4 PRACTICES: 5 INDIVIDUAL STUDY: 15 EXAM: 70