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Industrializzazione

rapida

Prof.ssa Wilma POLINI

Industrializzazione

rapida

• Orari lezioni:

– Lunedì 9.00-11.00 (T2)

– Giovedì 11.00-13.00 (1.1) e 14.00-17.00 (3.2)

• Ricevimento studenti:

• Al termine delle lezioni

2 Introduzione prof.ssa Wilma Polini

Industrializzazione

rapida

• Testi consigliati:

– Kalpakjan S., Schmid S.R., Tecnologia

Meccanica, Prentice Hall, 2008.

– Gatto A., Iuliano L., Prototipazione rapida,

Tecniche Nuove, 1998.

– Bosch J.A., Coordinate Measuring Machines

and Systems, Marcel Dekker Inc., 1995.


Introduzione prof.ssa Wilma Polini 4

• Testi consigliati:

– Wilson B.A., Design Dimensioning and

Tolerancing, The Goodheart-Willcox Company

Inc., 1996.

– Meadows J.D., Geometric dimensioning and

tolerancing, Marcel Dekker, 1995

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• Per contattare docente:

– telefono: 0776 2993679

– e-mail: [email protected]

• Esame:

– orale

– progetto da svolgere in gruppo


mailto:[email protected]

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rapida

• L’industrializzazione è quel processo di

trasformazione della società da un tipo di vita ad

economia rurale ad un tipo di vita ad economia

industriale.

• La produzione industriale o manifatturiera è il

processo di conversione di materie prime in

prodotti; comprende la progettazione e la

fabbricazione di prodotti utilizzando varie

tecniche e metodi di produzione.


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• La produzione industriale può essere:

– per processo

• gli elementi originari che costituiscono il prodotto

finale non possono essere facilmente identificati;

• Il prodotto non può essere scomposto a ritroso

poiché i componenti originari non sono più

distinguibili tra loro o hanno cambiato natura;

• esempi: acciaio, carta, cemento, prodotti chimici,

etc.

– per parti o manifatturiere


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• La produzione industriale può essere:

– per processo

– per parti o manifatturiere

• il prodotto finale risulta composto da un numero

finito di componenti discreti (parti);

• il processo produttivo è compreso da due fasi:

fabbricazione ed assemblaggio.

• esempi: automobili, elettrodomestici, calcolatori,

calzature, etc.


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• La progettazione di prodotto è un’attività molto

importante, il 70-80% dei costi di sviluppo e

produzione di un prodotto è determinato dalle

prime fasi di progettazione.

– Richiede una chiara comprensione delle funzionalità e

delle prestazioni attese.

– Tale prodotto può essere nuovo o il risultato del

miglioramento di un prodotto esistente.

– Il mercato di riferimento per il prodotto e il suo

prevedibile utilizzo devono essere definiti in modo

chiaro. 9 Introduzione prof.ssa Wilma Polini

Industrializzazione

rapida

Dominio

delle

Soluzioni

Tecnologiche

Prodotto

Processi

Soluzione

Tecnologica

t CONTESTO

t

PROGETTAZIONE


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rapida

ESPLORAZIONE

CONCEZIONE

SVILUPPO e

INGEGNERIZZ.

PROGETTAZIONE


Industrializzazione

rapida

ESPLORAZIONE

CONCEZIONE

SVILUPPO e

INGEGNERIZZ.

opportunità

potenzialità

idea di prodotto

prototipo

DNA DNA

DNA

soluzione

tecnologica

PROGETTAZIONE


Industrializzazione

rapida

LOGICA TRADIZIONALE DI PROGETTAZIONE

PRODOTTO

DNA DNA

PROCESSO SISTEMA

DNA


Industrializzazione

rapida

prog. produz.

Progettazione come

sequenza di tasks

separati

AMBIENTE CONSIDERATO: SEPARATAMENTE

PROGETTAZIONE, PRODUZIONE (distribuzione,

uso, manutenzione)



Industrializzazione

rapida

PROBLEMI

le regole relative alla producibilità e alla

“supportabilità” non sono prese in

considerazione se non alla fine del processo

di progettazione

aumento dei costi e riduzione delle

prestazioni



Industrializzazione

rapida

le singole fasi utilizzano tools e logiche

differenti e possono trasmettere solo

conoscenza “codificata”

frammentazione, perdita e

inconsistenza delle informazioni


PROBLEMI


Industrializzazione

rapida

PROBLEMI

i progettisti hanno una elevata conoscenza

specialistica ma non una visione sistemica

ottimizzazione locale delle decisioni

che quasi mai coincide con l’ottimo

globale



Industrializzazione

rapida

produz.

progettazione, produzione,

distribuzione, uso,

manutenzione, dismissione e

riciclo

Abbattere il muro

AMBIENTE CONSIDERATO: SIMULTANEAMENTE

TUTTE LE FASI DI VITA DELLA SOLUZIONE

TECNOLOGICA

Lavoro di gruppo,

multicompetenze

LOGICA INTEGRATA DI PROGETTAZIONE


Industrializzazione

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PUNTI DI FORZA

analisi dettagliata dei processi

possibile definizione di schemi di

processo alternativi e scelta sulla base

delle prestazioni del prodotto



Industrializzazione

rapida

progettazione strategica del prodotto

grossa attenzione sulle caratteristiche

ultime del prodotto: prestazioni,

qualità sostenibile, servizio, ...


PUNTI DI FORZA


Industrializzazione

rapida

PUNTI DI FORZA

progettazione del sistema di produzione

coordinata con quella di prodotto

ottimizzazione e razionalizzazione

dell’intero sistema

analisi economica delle diverse alternative di

progettazione



Industrializzazione

rapida

• La progettazione simultanea (concurrent

engineering), detta anche concorrente, è un

approccio sistematico che integra la

progettazione e la fabbricazione dei prodotti con

l’obiettivo di ottimizzare tutti gli elementi coinvolti

nel ciclo di vita del prodotto. I principali obiettivi

del concurrent engineering sono:

– riduzione numero di modifiche progettuali

– abbattimento tempi e costi di sviluppo del prodotto,

dalla ideazione fino alla commercializzazione.


• La progettazione del prodotto richiede la

modellazione analitica e fisica del prodotto come

base per l’analisi di fattori, quali forze, tensioni,

deformazioni e forma geometrica ottimale del

prodotto.

• La definizione e lo studio di modelli analitici è

possibile attraverso l’uso del calcolatore e delle

tecniche di progettazione, ingegnerizzazione e

fabbricazione assistiti da calcolatore (CAD, CAE

e CAM). 23 Introduzione prof.ssa Wilma Polini

Industrializzazione

rapida

• La simulazione al calcolatore è uno strumento

potente ed efficace per la valutazione delle

prestazioni del prodotto e la pianificazione del

sistema produttivo, in particolare per i sistemi di

produzione complessi.

• La simulazione al calcolatore aiuta

nell’individuazione tempestiva degli errori

progettuali, nell’identificazione di possibili problemi

in un particolare sistema di produzione e

nell’ottimizzazione delle linee per la

minimizzazione del costo di produzione. 24 Introduzione prof.ssa Wilma Polini

Industrializzazione

rapida

• Il passo successivo nel processo di sviluppo del

prodotto è la realizzazione di un prototipo,

ovvero di una prima versione del prodotto, sulla

quale effettuare analisi e prove funzionali.

• Per realizzare tali prototipi si possono utilizzare

le tecniche di prototipazione rapida (rapid

prototyping) che consistono nell’utilizzo di

tecniche CAD/CAM e di tecnologie di

fabbricazione di tipo additivo per la produzione

rapida di un prototipo solido. 25 Introduzione prof.ssa Wilma Polini

Industrializzazione

rapida

• La prototipazione virtuale (virtual prototyping) è

una tecnica di prototipazione che consiste

nell’utilizzo del calcolatore, di grafica avanzata e

ambienti di realtà virtuale per permettere ai

progettisti di esaminare un componente. Essa

contiene al suo interno elementi di realtà virtuale

e rappresentazioni grafiche realistiche dei minimi

dettagli dei componenti.


Industrializzazione

rapida

• La progettazione simultanea deve prendere in

considerazione le metodologie per la progettazione del

prodotto per la fabbricazione e l’assemblaggio (DFMA). I

criteri di progettazione che rendono più efficace la

produzione industriale sono:

– i prodotti ed i relativi componenti dovrebbero consentire di

effettuare facilmente le operazioni di lavorazione, assemblaggio,

smontaggio, manutenzione e riciclaggio.

– i materiali dovrebbero essere scelti in funzione delle specifiche di

progettazione e produzione.

– le specifiche geometriche di prodotto dovrebbero essere più larghe

possibile, compatibilmente con la funzionalità del prodotto.

– le lavorazioni aggiuntive e di finitura dovrebbero essere ridotte o

eliminate, in quanto possono aumentare tempi e costi. 27 Introduzione prof.ssa Wilma Polini

Industrializzazione

rapida

• La progettazione simultanea deve prendere in

considerazione anche metodologie di prodotto

per il riciclaggio (design for recycling) e

progettazione del prodotto per l’ambiente (design

for environment). Tali metodi consentono di

tenere conto e di quantificare l’impatto

ambientale che hanno decisioni relative a

materiali, prodotti e processi produttivi.


Industrializzazione

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• Il concetto di produzione sostenibile (sustainable

manufacturing) si riferisce a

– ridurre lo spreco di materiali alla fonte, migliorando il

progetto del prodotto e riducendo la quantità di

materiali utilizzati;

– ridurre l’impiego di materiali pericolosi nei prodotti e

nei processi produttivi;

– garantire una corretta manipolazione e dismissione di

tutti i rifiuti;

– migliorare i processi di trattamento dei rifiuti di

riciclaggio e di riutilizzo dei materiali. 29 Introduzione prof.ssa Wilma Polini

Industrializzazione

rapida

• La filosofia dalla culla alla culla propone di

utilizzare materiali e progetti compatibili con

l’ambiente, tenendo conto dell’intero ciclo di vita

del prodotto in modo da ridurre l’impatto

ambientale complessivo.

• I materiali compatibili con l’ambiente possono

essere:

– parte di un ciclo biologico (organici)

– parte di un ciclo industriale (es. alluminio)


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manifattura

distribuzione

dismissione

uso manutenzione

RICICLO

progettazione PRODUZIONE

IMMATERIALE

PRODUZIONE

FISICA

PRODUZIONE

DI RITORNO

CICLO DI VITA DELLE RISORSE “CHIUSO”


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rapida

• Progettazione, ingegnerizzazione e fabbricazione assistiti

da calcolatore (CAD/CAPP/CAM).

• Dal prototipo virtuale al prototipo fisico: i sistemi e le

tecnologie per la prototipazione rapida (rapid prototyping).

• Dal prototipo fisico al prototipo virtuale: i sistemi e le

tecnologie per il reverse modeling o reverse engineering.

• Il tolerancing.

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ARGOMENTI DEL CORSO:

Introduzione prof.ssa Wilma Polini

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Introduzione prof.ssa Wilma Polini 33

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