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Davide CASTAGNETTI
Professore Ordinario
Dipartimento di Scienze e Metodi dell'Ingegneria
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Insegnamento: Progetto di sistemi meccatronici
Ingegneria meccatronica (Offerta formativa 2023)
Obiettivi formativi
L'insegnamento vuole fornire le conoscenze e le competenze necessarie per:
- interpretare i bisogni del cliente
- stabilire specifiche tecniche oggettive e misurabili
- generare soluzioni concettuali ai problemi tecnici
- confrontare concetti alternativi
- scegliere il concetto migliore
- trasformare il concetto in un prodotto concreto
- progettare la sicurezza e affidabilità di prodotto
Prerequisiti
Nessuna limitazione di accesso. Conoscenze relative a tutti i corsi del triennio della Laurea in Ingegneria Meccatronica. In particolare, gli studenti dovranno essere in grado di analizzare sistemi meccatronici, problemi strutturali, nonché di conoscere le principali metodologie di fabbricazione.
Programma del corso
La scansione dei contenuti per CFU è da intendere come puramente indicativa. Essa può infatti subire modifiche nel corso dell’insegnamento alla luce dei feedback degli studenti e delle studentesse.
(1 CFU)
1. LO SVILUPPO DI PRODOTTO NELL'ATTIVITÀ INDUSTRIALE
1.1 Fasi del processo di sviluppo di prodotto
1.2 Efficienza del processo di sviluppo
1.3 Relazione tra costo, tempo di sviluppo e qualità del prodotto
2. LA PROGETTAZIONE NELLO SVILUPPO DI PRODOTTO
2.1 Rilevanza e composizione del gruppo di progetto
2.2 Significato di ingegneria simultanea
2.3 Relazione tra gruppo di progetto e organizzazione aziendale
2.4 Tipologie di progetto: originale, adattativo, parametrico, a catalogo
(2 CFU)
3. PROGETTAZIONE CONCETTUALE
3.1 Dichiarazione di intenti
3.2 Bisogni cliente
3.3 Specifiche obiettivo: metriche, valori, matrice bisogni-metriche, casa della qualità
3.4 Generazione di concetti: chiarificazione, ricerca esterna, ricerca interna, combinazione sistematica
3.5 Valutazione e selezione: matrici decisionali qualitativa e quantitativa
3.6 Specifiche finali
(2 CFU)
4. PROGETTAZIONE DI SISTEMA
4.1 Architettura del prodotto: modularità, integrazione, ridondanza
4.2 Definizione dell'architettura
4.3 Implicazioni dell'architettura
5. PROGETTAZIONE DI DETTAGLIO
5.1 La progettazione di dettaglio come problema di ottimizzazione
5.2 Relazione tra funzione, forma, materiale e costi di produzione
5.3 Progettazione per la produzione
5.4 Progettazione per la fabbricazione
5.5 Progettazione per l'assemblaggio
6. PROTOTIPAZIONE
6.1 Modelli grafici 3D come nucleo della prototipazione digitale
6.2 Applicazioni del sistema SolidWorks
(1 CFU)
7. SICUREZZA, RESPONSABILITÀ E AFFIDABILITÀ DI PRODOTTO
7.1 Definizione di sicurezza
7.2 Livelli di sicurezza
7.3 Normativa di sicurezza
7.4 Responsabilità del costruttore e del progettista
7.5 Distribuzioni probabilistiche
7.6 Affidabilità dei sistemi complessi
7.7 FMEA, FMECA, FTA
8. TRIZ
Questi argomenti possono essere di supporto allo svolgimento
di tirocini o tesi.
Metodi didattici
Il corso prevede lezioni teoriche e lo sviluppo di un progetto di prodotto meccatronico dalla definizione dei bisogni cliente fino allo sviluppo di un prototipo digitale, il tutto lavorando in piccoli gruppi (3-5 persone).
L’insegnamento viene erogato mediante lezioni frontali in presenza (teoria ed esercitazioni) che vengono svolte con l’ausilio di mezzi audiovisivi (presentazioni in Power Point) e di software specialistici.
La frequenza alle lezioni frontali in presenza non è obbligatoria.
L’insegnamento è erogato in lingua italiana.
Testi di riferimento
G. Scirè Mammano, E. Dragoni “Lezioni di progetto di sistemi meccatronici”, Esculapio editore, ISBN: 978-88-7488-578-7, gennaio 2013.
K.T. Ulrich, S.D. Eppinger “Progettazione e sviluppo prodotto” McGraw-Hill, 2007
Citti, Arcidiacono, Campatelli “Fondamenti di Affidabilità” McGraw-Hill, 2003
R. Nordmann, H. Birkhofer “Elementi di macchine e meccatronica” McGraw-Hill, 2006
Eventuale materiale integrativo sarà messo a disposizione su Moodle.
Verifica dell'apprendimento
L'esame si svolgerà al termine dell’insegnamento secondo il calendario ufficiale degli appelli d’esame. La prova è orale. La durata è di 30 minuti.
L’esame prevede:
1. Consegna di una relazione tecnica inerente la progettazione lo sviluppo di un prodotto meccatronico assegnato (lavoro di gruppo, da consegnare una settimana prima dell'appello orale)
2. Esposizione orale individuale del progetto di gruppo
Per ciascuna parte la valutazione è in 30-esimi ed il voto finale si ottiene come media dei voti di queste due parti.
Gli esiti saranno comunicati al termine della prova orale; la pubblicazione avverrà tramite Esse3.
Risultati attesi
Seguendo i descrittori di Dublino.
(1) Conoscenza e capacità di comprensione
Conoscere e comprendere le principali metodologie di progettazione e sviluppo di prodotto, dalla raccolta dei bisogni cliente alla progettazione di dettaglio.
(2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Capacità di applicare le metodologie di progettazione e sviluppo di prodotto a prodotti meccatronici e non solo.
(3) Autonomia di giudizio
Sviluppare una elevata autonomia di giudizio sui risultati ottenuti, grazie alla costante ed approfondita analisi critica dei risultati progettuali.
(4) Abilità comunicative
L’insegnamento prevede in misura sostanziale, lo sviluppo di specifiche competenze e abilità comunicative, in relazione al fatto che gli studenti dovranno lavorare in gruppo allo studio di un caso di progettazione, stendendo una relazione tecnica e motivando e difendendo in sede d'esame le scelte fatte, impiegando un linguaggio tecnicamente rigoroso.
Il tutto attraverso un lavoro preliminare di confronto e valutazione congiunta all'interno di un gruppo di lavoro.
(5) Capacità di apprendimento
L’insegnamento fornisce le basi per ulteriori approfondimenti su temi di progettazione e sviluppo di prodotto, oltre che per potere seguire, con un discreto grado di autonomia, l’evoluzione delle metodologie oggetto di questo corso.