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PIETRO BILANCIA
Ricercatore Legge 240/10 - t.det.
Dipartimento di Scienze e Metodi dell'Ingegneria
Docente in convenzione
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"
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Insegnamento: Product Design and Digital Development
Digital Automation Engineering (Offerta formativa 2023)
Obiettivi formativi
Il corso mira a metodi e strumenti a supporto della progettazione e ingegnerizzazione di prodotti e processi industriali nella digital thread Industry 4.0.
Gli obiettivi formativi del corso, seguendo i descrittori di Dublino, sono i seguenti:
(1) Conoscenza e capacità di comprensione. Attraverso lezioni teoriche lo studente acquisirà gli strumenti metodologici per la progettazione sistematica basata su Computer Aided Design e per la gestione dell’informazione tecnica estesa all'intero ciclo di vita del prodotto.
(2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione. Attraverso le attività teoriche e di laboratorio verranno illustrati esempi di progettazione e rappresentazione digitale di prodotti industriali nel rispetto delle esigenze funzionali, tecnologiche e di mercato. Lo studente imparerà ad utilizzare e integrare strumenti software.
(3) Autonomia di giudizio. L’insegnamento fornisce agli studenti gli strumenti per valutare con spirito critico diverse tecniche per affrontare lo sviluppo prodotto, adottando gli approcci e gli strumenti più opportuni.
(4) Abilità comunicative. Il lavoro progettuale richiesto nell'attività laboratoriale del corso permette agli studenti di migliorare le loro capacità comunicative e di interazione reciproca.
(5) Capacità di apprendimento. L’insegnamento fornisce le basi per l'applicazione di alcuni strumenti software su situazioni progettuali reali.
Prerequisiti
Lettura di disegni secondo le norme del disegno tecnico industriale e modellazione CAD 3D.
Programma del corso
Il programma procederà affrontando in parallelo i temi della parte teorica (3 ECTS, 27 ore) e di laboratorio (3 ECTS, 27 ore), secondo il seguente ordine:
1. Ciclo di vita del prodotto e sviluppo prodotto (Teoria 4 ore)
2. Pianificazione prodotto (Teoria 4 ore)
3. Progettazione concettuale e realizzativa (Teoria e Laboratorio 6 ore)
4. Piattaforme prodotto e configurazione prodotto (Teoria 4 ore)
5. Rappresentazione geometrica e modellazione CAD/CAE (Laboratorio 16 ore)
6. Prototipazione virtuale di sistemi meccatronici (Teoria e Laboratorio 16 ore)
7. Gestione dell’informazione nello sviluppo prodotto (Teoria 4 ore)
Metodi didattici
Il corso prevede lezioni teoriche ed esercitazioni pratiche dedicate alla creazione di modelli virtuali di sistemi per la fabbrica digitale. Circa il 50% del corso è composto da lezioni teoriche in aula, mentre il restante 50% circa è composto da attività laboratoriale.
Più in dettaglio:
- la modalità di erogazione del corso è tipicamente in presenza, ma potrà variare a seguito di situazioni contingenti legate alla pandemia Covid-19. In ogni caso, saranno messi a disposizione sulla piattaforma Moodle le lezioni e le esercitazioni svolte.
- la frequenza dell’insegnamento è facoltativa, ma fortemente consigliata, soprattutto per approfittare del supporto che verrà fornito per lo sviluppo delle attività laboratoriali.
- le strategie didattiche prevedono l’uso di lezioni teoriche al fine di migliorare le conoscenze e le capacità di comprensione degli studenti, nonché l’applicazione stessa delle conoscenze ottenute. Prevedono inoltre attività laboratoriali di esercitazione al calcolatore con software per la prototipazione virtuale di sistemi industriali.
- l'insegnamento è erogato in lingua inglese. Slides e testi di studio, sia di teoria che di laboratorio, sono in lingua inglese.
Testi di riferimento
The course material, including slides and video recordings of both the theoretical and exercise parts, will be made available on Moodle prior to each class.
Reference/consultation books:
- G. Pahl, W. Beitz “Engineering Design: a Systematic Approach”, Springer, ISBN 978-1-84628-318-5
- K. Ehrlenspiel, · A. Kiewert, · U. Lindemann, “Cost-Efficient Design”, Springer, ISBN 978-3-540-34647-0
Verifica dell'apprendimento
La prova è di tipo orale e si compone di due parti:
1) Tesina (50% del voto): un progetto sviluppato individualmente, a coppie o massimo in gruppi da tre. Il tema prevede la progettazione di un sistema meccatronico realizzandone un modello virtuale che ne dimostri il funzionamento. Il lavoro include la definizione della geometria 3D e 2D dei componenti impiegati e dovrà evidenziare obiettivi, ciclo e logica di funzionamento. Il risultato del lavoro svolto deve essere presentato da parte del gruppo di studenti in circa 40 minuti.
2) Esame teorico orale (50% del voto): Domande su tutto il programma trattato nelle ore di lezione e di laboratorio in un colloquio di circa 20 minuti.
Saranno stabilite sei date di appello nel corso dell'anno accademico. Gli studenti dovranno iscriversi agli appelli attraverso la piattaforma ESSE3.
Il lavoro svolto sarà descritto in un report tecnico a cui saranno allegati i files di progetto dei software impiegati e un video del funzionamento del sistema sviluppato. Il materiale prodotto va consegnato al docente tre giorni prima della data di esame.
Nel voto finale pesa per un 50% la qualità, la completezza e la correttezza del lavoro progettuale svolto e per un 50% le domande sui contenuti del corso. L’esito del voto viene comunicato a fine colloquio.
La presentazione del lavoro di gruppo può essere fatta usando il proprio computer portatile. Durante l'esame non è ammesso l'uso di nessun materiale informativo (slide, testi o altro).
L’esame si svolge in aula o in modalità on-line a seconda dell'evoluzione della pandemia Covid-19.
Risultati attesi
Il corso fornisce conoscenze avanzate per la progettazione e sviluppo di prodotti e sistemi di automazione industriale per la fabbrica digitale.
I risultati formativi attesi alla fine del corso, seguendo i descrittori di Dublino, sono i seguenti:
(1) Conoscenza e capacità di comprensione:
- conoscere i metodi e gli strumenti per ingegnerizzare prodotti con strumenti digitali e computerizzati.
- comprendere il ruolo della digitalizzazione nel processo di sviluppo ed industrializzazione di prodotto.
- conoscere metodologie e tecnologie innovative di progettazione assistita dal calcolatore.
(2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
- saper utilizzare con efficacia metodi e sistemi software per la creazione di prototipi virtuali di prodotto e di sistemi produttivi;
- saper utilizzare metodi e strumenti per ottimizzare le performance di prodotto e il relativo costo.
(3) Autonomia di giudizio:
- saper identificare ed impiegare i metodi e gli strumenti più adeguati a supporto delle fasi di ingegnerizzazione del prodotto, con particolare riferimento alla prototipazione virtuale.
(4) Abilità comunicative:
- saper usare il lessico e la terminologia appropriati nell’esposizione di un processo di sviluppo prodotto;
- aver la capacità di interazione reciproca nello sviluppo di attività progettuale.
(5) Capacità di apprendimento:
- dimostrare autonomia ed efficacia nello sviluppo di un project work, anche attraverso la capacità di apprendimento degli strumenti software necessari.