Dipartimento di Informatica e Sistemistica PROLOGO AL CORSO DI BASE DI AUTOMAZIONE Prof. ALESSANDRO DE CARLI Dott. Ing. VINCENZO SURACI ANNO ACCADEMICO 2011-2012 Corso di AUTOMAZIONE 1 PROLOGO STRUTTURA DEL NUCLEO TEMATICO: 1. 2. 3. 4. 5. 6. OBIETTIVO DEL CORSO DI LAUREA ESEMPI DI AUTOMAZIONE CLASSIFICAZIONE OBIETTIVI DELL’AUTOMAZIONE PROFESSIONALITÀ RICHIESTE OBIETTIVI DEL CORSO DI AUTOMAZIONE 1 2 PROLOGO OBIETTIVO DEL CORSO DI LAUREA IN AUTOMAZIONE 3 PROLOGO OBIETTIVO DEL CORSO CONSOLIDARE LE CONOSCENZE GIÀ ACQUISITE ASCOLTO PASSIVO APPRENDIMENTO MNEMONICO RIEDIZIONE DI PROBLEMI GIÀ RISOLTI AMPLIARE LE CONOSCENZE VERSO L’INNOVAZIONE ANALISI CRITICA DEL PROBLEMA INQUADRAMENTO LOGICO DEI PROBLEMI APERTURA ALLE INNOVAZIONI APPRENDIMENTO CONSERVATIVO CREATIVO PROSPETTIVE PROFESSIONALI SOPRAVVIVENZA PROGRESSO 4 PROLOGO RICHIESTE DEI “CACCIATORI DI TESTE” CORRETTO IMPIEGO DELLA LINGUA ITALIANA PADRONANZA DELL’INGLESE PARLATO E SCRITTO CONOSCENZA DEGLI STRUMENTI INFORMATICI PIÙ IN USO (PACCHETTO OFFICE, INTERNET, ECC.) SOLIDA FORMAZIONE NELLE MATERIE DI BASE DELL’INGEGNERIA INTERESSI COLLATERALI ED ESPERIENZE IN ITALIA E ALL’ESTERO BUONA PRESENZA DINAMISMO SPIRITO DI INIZIATIVA E DI SACRIFICIO PREDISPOSIZIONE AI CONTATTI UMANI DETERMINAZIONE E SERIETÀ PADRONANZA IN UNO SPECIFICO SETTORE PROFESSIONALE 5 PROLOGO OBIETTIVO: PRODURRE ENERGIA TERMICA ~ V I V I V I 6 PROLOGO OBIETTIVO: FORMARE UN INGEGNERE VALIDO ESIGENZE ATTUALI INGEGNERE SENZA PROSPETTIVE CONOSCENZE RICHIESTE INGEGNERE PER L’INNOVAZIONE CONOSCENZE INNOVATIVE INGEGNERE DECOTTO CONOSCENZE CONSOLIDATE INGEGNERE IMMAGINARIO CONOSCENZE SUL FUTURIBILE 7 PROLOGO ESEMPI DI SISTEMI CONTROLLATI COMPLESSI 8 PROLOGO PANORAMICA DI UNA RAFFINERIA 9 PROLOGO ISOLA DI LAVORAZIONE 10 PROLOGO Fig. 5 - Robotized soldering SALDATURA PROVA DI CONDUCIBI- DEI TERMINALI LIITÀ DEL CIRCUITO STAMPATO ASSEMBLAGGIO DEL PARABREZZA RIFINITURA DEI BORDI MISURA DELLA CURVATURA ISPEZIONE VISIVA PRESA IN CARICO DEL PARABREZZA CONTROLLO DELLA LINEA DI PRODUZIONE CURVATURA MOVIMENTAZIONE LINEA DI PRODUZIONE PULITURA RIFINITURA PALLETTIZZAZIONE 11 PROLOGO IMPIANTI DI CAPTAZIONE E TRATTAMENTO SORGENTE IMPIANTI DI TRASPORTO IMPIANTI DI DISTRIBUZIONE IMPIANTO SOLLEVA MENTO ABITATO RETE IDRICA POZZO RETE FOGNARIA ABITATO RETE FOGNARIA IMPIANTO DI COLLETTORE DEPURAZIONE FOGNA ED EMISSARI IMPIANTI DI RACCOLTA E SOLLEVAMANTO PRESA POTABILIZZATORE PRESA SERBATOIO LOCALE CICLO DI UTILIZZAZIONE DELL’ACQUA 12 PROLOGO CICLO DI UTILIZZAZIONE DELL’ACQUA 13 PROLOGO EDIFICI CIVILI EDIFICI INDUSTRIALI GESTIONE DELLE RETI LOCALI DI DISTRIBUZIONE DELL’ACQUA, DELL’ENERGIA ELETTRICA, DEL CALORE, DEL GAS, . . . GESTIONE DEGLI IMPIANTI ANTIINCENDIO, ANTINTRUSIONE, . . . GESTIONE DEI SERVIZI DI BANCOMAT, . . . APPLICAZIONI CIVILI E INDUSTRIALI 14 PROLOGO LAMINAZIONE ACCIAIO 15 PROLOGO LAMINAZIONE ACCIAIO 16 PROLOGO LAMINAZIONE ACCIAIO 17 PROLOGO LAMINAZIONE ACCIAIO 18 PROLOGO LAMINAZIONE ACCIAIO 19 PROLOGO LAMINAZIONE ACCIAIO 20 PROLOGO LAMINAZIONE ACCIAIO 21 PROLOGO CLASSIFICAZIONE DEI SISTEMI DI AUTOMAZIONE INDUSTRIALE 22 PROLOGO INDUSTRIA DI PROCESSO PROVVEDE ALLA TRASFORMAZIONE CHIMICO-FISICA DELLE MATERIE PRIME, ALLA PRODUZIONE DI MATERIALI E DI SERVIZI DI BASE ESEMPI • LAMINAZIONE • DISTILLAZIONE DEL GREGGIO • PRODOTTI CHIMICI – ACIDO CLORIDRICO, ACIDO SOLFORICO • PRODOTTI ALIMENTARI – ZUCCHERO • ETC. CARATTERISTICHE IMPIANTO • GRANDI DIMENSIONI • ELEVATO COSTO DI REALIZZAZIONE • DURATA MOLTO AMPIA (50-70 ANNI) • REVAMPING PERIDICO DELLA STRUMENTAZIONE • INNOVAZIONE NELLA STRATEGIA DI GESTIONE SISTEMI CONTROLLATI COMPLESSI 23 PROLOGO INDUSTRIA DI PROCESSO PROVVEDE ALLA TRASFORMAZIONE CHIMICO-FISICA DELLE MATERIE PRIME, ALLA PRODUZIONE DI MATERIALI E DI SERVIZI DI BASE INDUSTRIA MANIFATTURIERA PROVVEDE ALLA MODIFICA DI FORMA E DI FOGGIA DI ALCUNE MATERIE PRIME, ALLA PRODUZIONE DI BENI STRUMENTALI, ALLA REALIZZAZIONE DI PRODOTTI OTTENUTI METTENDO INSIEME COMPONENTI DI VARIO DI TIPO RETI DI DISTRIBUZIONE PROVVEDE AL TRASPORTO E ALLA DISTRIBUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA, GAS, ACQUA, CALORE NONCHÉ ALLA GESTIONE DEL TRAFFICO APPLICAZIONE AD EDIFICI CIVILI E INDUSTRIALI PROVVEDE ALLA GESTIONE DELLE RETI LOCALI DI DISTRIBUZIONE, ALLA SICUREZZA DELLE PERSONE E DELLE STRUTTURE, AL RICONOSCIMENTO DELLE PERSONE, ECCETERA SISTEMI CONTROLLATI COMPLESSI 24 PROLOGO SISTEMI CONTROLLATI COMPLESSI IMPIANTI DI PRODUZIONE RETI DI DISTRIBUZIONE EDIFICI AD EVENTI PROGRAMMATI DI TIPO CONTINUO ELETTRICITÀ, ACQUA, GAS CIVILI E INDUSTRIALI APPLICAZIONI CIVILI E INDUSTRIALI IL TEMPO DI AVVIO E DI FERMATA È PARONABILE AL TEMPO DI FUNZIONAMENTO IN CONDIZIONI NOMINALI. IL TEMPO DI AVVIO E DI FERMATA È LIMITATO RISPETTO AL TEMPO DI FUNZIONAMENTO IN CONDIZIONI NOMINALI. NON PREVEDE TEMPI DI AVVIO O DI FERMTATA. L’IMPIANTO È GEOGRAFICAMENTE DISTRIBUITO. L’IMPIANTO È FINALIZZATO ALL’AUTOMAZIONE DEI SERVIZI OFFERTI DAGLI EDIFICI (DOMOTICA) 25 PROLOGO SISTEMI CONTROLLATI COMPLESSI IMPIANTI DI PRODUZIONE DI TIPO CONTINUO AD EVENTI PROGRAMMATI RETI DI DISTRIBUZIONE EDIFICI ELETTRICITÀ, ACQUA, GAS CIVILI E INDUSTRIALI IMPIANTI PRODUZIONE AD EVENTI PROGRAMMATI 38 % EDIFICI CIVILI E INDUSTRIALI RETI DI 8% DISTRIBUZIONE IMPIANTI DI PRODUZIONE 6% DI TIPO CONTINUO 40 % APPLICAZIONI CIVILI E INDUSTRIALI 26 PROLOGO IMPIANTI DI PRODUZIONE DI TIPO CONTINUO INDUSTRIA DI PROCESSO PETROLCHIMICO distillazione del petrolio e derivati 32% CHIMICA DI BASE 21% acido solforico, cloridrico, sali di cloro 18% ENERGIA ELETTRICA ALIMENTARE 6% CARTA Problematica simile alla laminazione 6% Distillazione alcool, oli di semi METALLURGICO 4% Acciai, metalli, laminati VETRO 2% TRATTAMENTO ACQUE 2% APPLICAZIONI VARIE 9% APPLICAZIONI NELL’INDUSTRIA DI PROCESSO 27 PROLOGO IMPIANTI DI PRODUZIONE AD EVENTI PROGRAMMATI INDUSTRIA MANIFATTURIERA LINEE DI PRODUZIONE 30% MAGAZZINAGGIO 27% 25% MACCHINE UTENSILI MOVIMENTAZIONE APPLICAZIONI NELL’INDUSTRIA MANUFATTURIERA 18% 28 PROLOGO RETI DI DISTRIBUZIONE 44% ENERGIA ELETTRICA ACQUA 24% GAS 21% TRASPORTI CALORE 9% 2% APPLICAZIONI DELLE RETI DI DISTRIBUZIONE 29 PROLOGO OBIETTIVI DELL’AUTOMAZIONE MODALITÀ DI CONTROLLO 30 PROLOGO DEFINIZIONE DI AUTOMAZIONE ZANICHELLI DE MAURO GARZANTI OGNI TECNICA CHE PREVEDE LA SOSTITUZIONE DELLA MACCHINA ALL’UOMO NON SOLO PER QUANTO RIGUARDA L’ESECUZIONE DELLE OPERAZIONI MATERIALI MA ANCHE PER QUANTO RIGUARDA IL CONTROLLO DEL PROCESSO IN UN CICLO PRODUTTIVO, L’IMPIEGO DI MEZZI, SPECIALMENTE ELETTRONICI, CHE RIDUCONO O ESCLUDONO IL CONTROLLO DEGLI ESSERI UMANI L'INTRODUZIONE DI PROCESSI PRODUTTIVI MECCANICI, SPECIALENTE GUIDATI DA SISTEMI ELETTRONICI, IN CUI L'INTERVENTO MANUALE DELL'UOMO È RIDOTTO AL MINIMO. DEFINIZIONE DI AUTOMAZIONE PROLOGO “L'AUTOMAZIONE È LA TECNOLOGIA NECESSARIA PER PROGETTARE E REALIZZARE MACCHINE IN GRADO DI SOSTITUIRE UNO O PIÙ ATTRIBUTI DELL'UOMO NELL'EFFETTUARE UN LAVORO.” [AMBER E AMBER, IL PROGRESSO DELL'AUTOMAZIONE, 1962)] ATTRIBUTO UMANO MANUALITÀ ENERGIA DESTREZZA DILIGENZA GIUDIZIO VALUTAZIONE AUTOMAZIONE UTENSILI MANUALI ATTUATORI AUTOMAZIONI A CICLO SINGOLO (SERVOMECCANISMI) AUTOMAZIONE A CICLO RIPETUTO CONTROLLO A CICLO CHIUSO CAPACITÀ DI OTTIMIZZAZIONE DEL CICLO INDICI: QUANTITÀ, COSTO, SCARTI, ETC. APPRENDIMENTO LIMITATE CAPACITÀ DI AUTOPROGRAMMAZIONE AUTOTUNING RAGIONAMENTO CAPACITÀ DI RAGIONAMENTO INDUTTIVO RETI NEURALI, LOGICA FUZZY, ALGORITMI GENETICI CREATIVITÀ CAPACITÀ DI CREARE MANUFATTI ORIGINALI GRADO DI COMPLESSITÀ DELL’AUTOMAZIONE PROLOGO MOTIVAZIONI GENERALI PREVISIONI SVILUPPO PIÙ RAPIDO RILEVANZA ESCLUSIVITÀ DELLE INDUSTRIE DI TRASFORMAZIONE DEI PRODOTTI AD ALTA TECNOLOGIA DEI PRODOTTI PROSPETTIVE DIMINUZIONE AUMENTO MIGLIORAMENTI MOTIVAZIONI GENERALI DELLE MATERIE PRIME E DELL’ENERGIA DELLA CONCORRENZA DEL LIVELLO DI ISTRUZIONE DELLA DISPONIBILITÀ DEI BENI DI CONSUMO DELLA PRODUTTIVITÀ DURATA DEI PRODOTTI (MTBF) DEI TEMPI DI PRODUZIONE (TIME TO MARKET) DELL’AMBIENTE DI LAVORO DELLA PRODUZIONE DI BENI E SERVIZI DELLA QUALIFICAZIONE DEL LAVORO 33 PROLOGO PROSPETTIVE RISPARMIO MATERIE PRIME ENERGIA (CORRETTAMENTE DIMENSIONATI) MACCHINARI PERSONALIZZAZIONE (BREVETTI) DEI MEZZI DI PRODUZIONE DEL PRODOTTO FLESSIBILITÀ NELLA PRODUZIONE COMFORT NEL LAVORO (MODEL BASED DESIGN) (HMI) FINALITÀ PRODUTTIVITÀ MIGLIORE UTILIZZAZIONE DEL SISTEMA DI PRODUZIONE QUALITÀ DEL PRODOTTO CARATTERISTICHE COSTANTI E PRESTABILITE CERTEZZA OPERATIVA CARATTERISTICHE DESIDERATE DEL PRODOTTO PROSPETTIVE 34 PROLOGO TENDENZE • APPROCCIO SISTEMISTICO (vs EMPIRICO) • AUMENTO DEL LIVELLO DI AUTOMAZIONE • AUMENTO DELLA INTERCONNESSIONE DEGLI IMPIANTI E DELLA LORO INTEGRAZIONE (ABBATTIMENTO DEI COSTI DI TRASPORTO) • COLLEGAMENTO DEI SISTEMI CNTROLLATI COMPLESSI CON LE STRUTTURE AMMINISTRATIVE (MINIMIZZAZIONE DEL MAGAZZINAGGIO E SPRECO) LINEE GUIDA • DEFINIZIONE DEL SISTEMA DA AUTOMATIZZARE • PROGETTAZIONE DELL’ARCHITETTURA DI SISTEMA • PROGETTAZIONE DEGLI IMPIANTI E DEGLI APPARATI • PROGETTAZIONE DELLE AZIONI DI CONTROLLO • PROGETTAZIONE DELLA RETE DI COMUNICAZIONE • PROGETTAZIONE DELLE MODALITÀ DI COORDINAMENTO E CONDUZIONE • SCELTA DELLA STRUMENTAZIONE • SCELTA DEI FORNITORI DI STRUMENTAZIONE • SCELTA DEI COSTRUTTORI DEGLI IMPIANTI E APPARATI TENDENZE E LINEE GUIDA 35 PROLOGO ATTUALE SITUAZIONE ECONOMICA MERCATI PIATTI (NECESSITÀ DI ABBATTERE I COSTI DI PRODUZIONE) GUADAGNI LIMITATI (COMPETIZIONE SULLE PRESTAZIONI E NON SUL DIMENSIONAMENTO) COSTI MOLTO COMPETITIVI RISCHI SULL’ACCETTAZIONE DEI PRODOTTI RISCHIO D’IMPRESA CHIAREZZA CONTRATTUALE PREZZI DELLA INFORMATION TECHNOLOGY IN CONTINUO RIBASSO LIMITATI INVESTIMENTI IN RICERCA E SVILUPPO (INNOVAZIONE PER LA SOPRAVVIVENZA) TENDENZA AL CONSOLIDAMENTO DEI PRODOTTI AFFERMATI SOLUZIONI STRATEGICHE RICHIESTE DAI CLIENTI PIUTTOSTO CHE NUOVI PRODOTTI INTERESSE DEI CLIENTI AL RITORNO DEGLI INVESTIMENTI PIUTTOSTO CHE ALLA APPLICAZIONE DI INNOVAZIONI TECNOLOGICHE SISTEMA CONTROLLATI COMPLESSI INTEGRATI CON LE FINALITÀ DELL’IMPRESA ATTUALE SITUAZIONE ECONOMICA 36 PROLOGO PROBLEMATICHE INERENTI ALL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE NELLA AUTOMAZIONE INDUSTRIALE IL SISTEMA DA CONTROLLARE È IN GENERE UN SISTEMA COMLESSO COSTITUITO DA MOLTEPLICI ELEMENTI, REALIZZATI CON DIFFERENTI TECNOLOGIE, FRA LORO STRETTAMENTE INTERAGENTI E SOTTOPOSTI A SPECIFICHE AZIONI DI CONTROLLO. DATO UN SISTEMA CONTROLLATO, DA CUI SI DESIDERA OTTENERE DETERMINATE FINALITÀ E PRESTAZIONI AGENDO SULLA SUA EVOLUZIONE, COME DEVE ESSERE PROGETTATO, REALIZZATO, MESSO IN ESERCIZIO, GESTITO IL SISTEMA CONTROLLATO AFFINCHÈ UN OPPORTUNO SISTEMA DI CONTROLLO POSSA ESSERE IN GRADO DI FAR RAGGIUNGERE IL RISULTATO DESIDERATO, RISPETTANDO I VINCOLI DI VARIO GENERE IMPOSTI DALLA REALIZZAZIONE DEL SISTEMA DA CONTROLLARE E DAL CONTESTO IN CUI DOVRÀ DIVENTARE OPERATIVO? PROBLEMATICHE INERENTI L’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE 37 PROLOGO UNA VOLTA ASSEGNATO IL SISTEMA DA CONTROLLARE, PER RENDERE OPERATIVA L’AZIONE DI CONTROLLO OCCORRE: • SCEGLIERE LA STRUMENTAZIONE PER APPLICARE LE AZIONI DI CONTROLLO AL SISTEMA DA CONTROLLARE; • SCEGLIERE LA STRUMENTAZIONE PER MISURARE L’EFFETTO DELLE AZIONI DI CONTROLLO; • INSTALLARE E RENDERE OPERATIVA LA STRUMENTAZIONE; • COLLEGARE TRAMITE UNA RETE DI COMUNICAZIONE LA STRUMENTAZIONE AI DISPOSITIVI PER LA ELABORAZIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO; • SCEGLIERE E RENDERE OPERATIVE LE MODALITÀ DI CONTROLLO; • SCEGLIERE LE MODALITÀ DI CONDUZIONE; • SCEGLIERE LE MODALITÀ DI GESTIONE; • SCEGLIERE LE MODALITÀ DI MANUTENZIONE; REALIZZAZIONE DELL’AUTOMAZIONE 38 PROLOGO PROFESSIONALITÀ RICHIESTE NELL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE 39 PROLOGO PROFESSIONALITÀ RICHIESTE • PROGETTISTA DI SISTEMI DI CONTROLLO • PROGETTISTA DI STRUMENTAZIONE EVOLUTA • PROGETTISTA DI SISTEMI DI AUTOMAZIONE • CONDUTTORE DEL SISTEMA CONROLLATO COMPLESSO • ADDETTO ALLA STRUMENTAZIONE • GESTORE DELLA RETE DI COMUNICAZIONE • RESPONSABILE DEL CONTROLLO DEI SINGOLI IMPIANTI PROFESSIONALITÀ RICHIESTE 40 PROLOGO PROFESSIONALITÀ EMERGENTI CONDUTTORE DI IMPIANTO OPERAIO SPECIALIZZATO CONOSCENZA DELLA FUNZIONALITÀ DEL SISTEMA DA CONTROLLARE E DEL SISTEMA DI CONTROLLO ADDETTO ALLA STRUMENTAZIONE OPERAIO SPECIALIZZATO TECNICO DIPLOMATO LAUREATO IN INGEGNERIA AUTOMATICA E SISTEMI DI AUTOMAZIONE CONOSCENZA DEL FUNZIONAMENTO E DELLA MANUTENZIONE ORDINARIA CONOSCENZA DELLA STRUMENTAZIONE DA CAMPO DI TIPO CONVENZIONALE GESTORE DELLA RETE DI COMUNICAZIONE TECNICO DIPLOMATO LAUREATO IN INGEGNERIA AUTOMATICA E SISTEMI DI AUTOMAZIONE INGEGNERE DI PROCESSO TECNICO DIPLOMATO ESPERTI NELLA GESTIONE DI IMPIANTI, DI AUTOMAZIONE INDUSTRIALE, LOGISTICA, MANUTENZIONE DEGLI IMPIANTI LAUREATO IN INGEGNERIA AUTOMATICA E SISTEMI DI AUTOMAZIONE PROFESSIONALITÀ EMERGENTI CONOSCENZA DELL’HARDWARE UTILIZZATO DALLA RETE CONOSCENZA DEI PROTOCOLLI E DEL SOFTWARE DI COMUNICAZIONE CONOSCENZA APPROFONDITA DI: - STRUTTURA E FUNZIONAMENTO DI IMPIANTI INDUSTRIALI - STRUMENTAZIONE E FONDAMENTI DI AUTOMAZIONE INDUSTRIALE - LOGISTICA E MANUTENZIONE 41 PROLOGO PROGETTISTA DI SISTEMI CONTROLLATI COMPLESSI • TECNICO STRUMENTISTA • ESPERTO IN INFORMATICA INDUSTRIALE • DOTTORE IN INGEGNERIA DEI SISTEMI PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE DEL SISTEMA DI AUTOMAZIONE DI UN IMPIANTO PROGETTISTA DI STRUMENTAZIONE EVOLUTA • TECNICO DIPLOMATO SPECIALIZZATO IN AUTOMAZIONE INDUSTRIALE CONOSCENZA APPROFONDITA DELLA STRUMENTAZIONE CONVENZIONALE E • ESPERTO IN INFORMATICA INDUSTRIALE INNOVATIVA • ESPERTO IN STRUMENTAZIONE INDUSTRIALE • DOTTORE IN INGEGNERIA DEI SISTEMI PROGETTISTA DI SISTEMI DI CONTROLLO PER L’AUTOMAZIONE • ESPERTO IN INFORMATICA INDUSTRIALE PROGETTAZIONE DELLE MODALITÀ DI GESTIONE E DI ESERCIZIO DI UN SISTEMA • ESPERTO IN STRUMENTAZIONE COMPLESSO, DI UN IMPIANTO E DEL INDUSTRIALE CONTROLLO DEI SINGOLI APPARATI • DOTTORE IN INGEGNERIA DEI SISTEMI PROFESSIONALITÀ EMERGENTI 42 PROLOGO POSSIBILI SETTORI APPLICATIVI DI UN ESPERTO IN AUTOMAZIONE INDUSTRIALE • PROGETTAZIONE DELL’ARCHITETTURA DEL SISTEMA DI CONTROLLO DI UN SISTEMA COMPLESSO, DI UN IMPIANTO, DI UN APPARATO, DI UN COMPONENTE O DI UN ELEMENTO SINGOLO; • SCELTA DELLA STRUMENTAZIONE HARDWARE E SOFTWARE; • INSTALLAZIONE E MESSA IN FUNZIONE DELLA STRUMENTAZIONE HARDWARE; • REALIZZAZIONE DEI PROGRAMMI SOFTWARE DI CONNESSIONE DELLA STRUMENTAZIONE DI CONTROLLO AI DISPOSITIVI PER LA ELABORAZIONE DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO; • PROGETTAZIONE DELLE MODALITÀ DI COORDINAMENTO DEI DISPOSITIVI PER IL CONTROLLO DEGLI ELEMENTI SINGOLI; • ASSISTENZA E AGGIORNAMENTO DI SISTEMI DI CONTROLLO ESISTENTI; • PROGETTAZIONE DELLE MODALITÀ DI GESTIONE OTTIMIZZATA E DI ESERCIZIO DI UN SISTEMA COMPLESSO; • PROGETTAZIONE DI STRUMENTAZIONE HARDWARE E SOFTWARE NON CONVENZIONALE. POSSIBILI SETTORI APPLICATIVI 43 PROLOGO I POSSIBILI SBOCCHI OCCUPAZIONALI SONO: - SOCIETÀ DI INGEGNERIA PER LA PROGETTAZIONEDI SISTEMI CONTROLLATI COMPLESSI; - SOCIETÀ PER LA PRODUZIONE O LA DISTRIBUZIONE DI STRUMENTAZIONE E DI SISTEMI PER L'AUTOMAZIONE; - SOCIETÀ DI PRODUZIONE E DI INSTALLAZIONE DI LINEE DI PRODUZIONE CONVENZIONALI E ROBOTIZZATE; - INDUSTRIE CHE APPLICANO L’AUTOMAZIONE A SISTEMI COMPLESSI DI DIVERSO TIPO; - SOCIETÀ DI PRODUZIONE E DI GESTIONE DI SERVIZI; - ENTI PER LA FORMAZIONE PROFESSIONALE DI TECNICI, DI INSTALLATORI ED DI OPERATORI DI IMPIANTO. SBOCCHI OCCUPAZIONALI 44 PROLOGO INGEGNERE DI SISTEMA CONOSCE LA STRUTTURA DEL SISTEMA DA CON-TROLLARE E DEL SISTEMA DI CONTROLLO INGEGNERE DI PROCESSO CONOSCE IL COMPORTAMENTO DEL SISTEMA DA CONTROLLARE E DEL RELATIVO SISTEMA DI CONTROLLO INGEGNERE STRUMENTISTA SA COME SCEGLIERE LA STRUMENTAZIONE E COME RENDERLA OPERATIVA INGEGNERE DEL CONTROLLO CONOSCE COME PROGETTARE LE MODALITÀ DI CONTROLLO E SA SCEGLIERE QUELE PIÙ INDICATE INGEGNERE DELLA CONOSCENZA CONOSCE COME “TRATTARE” I DATI E LE INFORMAZIONI E PROVENIENTI DAL SISTEMA CONTROLLATO E RENDERLI UTILIZZABILI PER IL CONTROLLO COMPETENZE NELLE DIVERSE PROFESSIONALITÀ 45 PROLOGO RESPONSABILE INGEGNERE DI SISTEMA DEL FUNZIONAMENTO DEGLI IMPIANTI ESPERTI PROGETTISTI PRODUZIONE MANUTENZIONE DELL’IMPIANTO APPROVVIGIONAMENTI INGEGNERE DI PROCESSO INTEGRAZIONE DELLE COMPETENZE INGEGNERE DI SISTEMA 46 PROLOGO RESPONSABILE INGEGNERE DI PROCESSO DEL CONTROLLO DEGLI IMPIANTI RESPONSABILE PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DA CONTROLLARE RESPONSABILE DELLA PRODUZIONE INTEGRAZIONE DELLE COMPETENZE ESPERTI METODI QUALITÀ PROVE LOGISTICA ACQUISTI COLLAUDI INGEGNERE DI PROCESSO 47 PROLOGO INGEGNERE STRUMENTISTA INGEGNERE DI PROCESSO INGEGNERE STRUMENTISTA RESPONSABILE DELLA PRODUZIONE INTEGRAZIONE DELLE COMPETENZE COSTRUTTORE E FORNITORE DELLA STRUMENTAZIONE ESPERTI DI INFORMATICA INDUSTRIALE PROGETTISTA DELLA MODALITÀ DI CONTROLLO 48 PROLOGO INGEGNERE DEL CONTROLLO INGEGNERE DI PROCESSO INGEGNERE DEL CONTROLLO RESPONSABILE DELLA PRODUZIONE INTEGRAZIONE DELLE COMPETENZE INGEGNERE STRUMENTISTA ESPERTI DI INFORMATICA INDUSTRIALE INGEGNERE DELLA CONOSCENZA 49 PROLOGO INGEGNERE DELLA CONOSCENZA INGEGNERE DI PROCESSO INGEGNERE DELLA CONOSCENZA RESPONSABILE DELLA PRODUZIONE INTEGRAZIONE DELLE COMPETENZE INGEGNERE DEL CONTROLLO ESPERTO DI DATA PROCESSING ESPERTO DI SOFT COMPUTING 50 PROLOGO COME NON DEVE ESSERE AFFRONTATO UN PROBLEMA DI AUTOMAZIONE INDUSTRIALE ? eurka PUNTO DI VISTA DEGLI APPLICATIVI 51 PROLOGO COME VENGONO RISOLTI DA MOLTI IMPRENDITORI I PROBLEMI COLLEGATI ALL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE ? 52 PUNTO DI VISTA DEGLI IMPRENDITORI PROLOGO IL “PRATICONE” È COLUI CHE: • SA COME FAR FUNZIONARE UN SISTEMA CONTROLLATO; • SA UTILIZZARE GLI ATTUATORI E I DISPOSITIVI DI MISURA; • BASANDOSI SULLA INTUIZIONE E SULLA ESPERIENZA RIESCE A SCEGLIERE LA STRUMENTAZIONE PER FARE RAGGIUNGERE AL SISTEMA CONTROLLATO LA FUNZIONALITÀ DESIDERATA; • È IN GRADO DI INDIVIDUARE MODALITÀ DI CONTROLLO DI TIPO SEMPLICE, INTUITIVO, CONSOLIDATO; • RIESCE A RENDERE FUNZIONANTE IL SISTEMA CONTROLLATO INTERVENENDO SULLA MODALITÀ DI CONTROLLO DURANTE IL FUNZIONAMENTO; • ACCETTA LE PRESTAZIONI CHE RIESCE AD OTTENERE SENZA PREOCCUPARSI DELLA EFFICIENZA DEL SISTEMA CONTROLLATO; • NON ESITA A SOVRADIMENSIONARE IL SISTEMA DA CONTROLLARE E LA STRUMENTAZIONE PUR DI OTTENERE LE PRESTAZIONI DESIDERATE • NON ESITA A RALLENTARE IL COMPORTAMENTO DINAMICO DEL SISTEMA CONTROLLATO PUR DI RAGGIUNGERE LA FUNZIONALITÀ DESIDERATA; • PREFERISCE LAVORARE “DI BRACCIO” PIUTTOSTO CHE “DI CERVELLO” UNA FIGURA PROFESSIONALE MOLTO DIFFUSA 53 PROLOGO AUTOMAZIONE INDUSTRIALE STRUMENTAZIONE RETI DI COMUNICAZIONE IMPIANTO MODALITÀ DI CONTROLLO ASTRATTE MODALITÀ EMPIRICHE DI CONTROLLO LOCALE, MODALITÀ CONDUZIONE, DIDIDI CONTROLLO GESTIONE, SISTEMATICHE DI ESERCIZIO PRESTAZIONI MANCANZA DI COESIONE DEL MONDO UNIVERSITARIO ED INDUSTRIALE 54 PROLOGO L’ “ESPERTO” È COLUI CHE: • CONOSCE I FONDAMENTI DELLE DISCIPLINE CHE CARATTERIZZANO L’INGEGNERIA INDUSTRIALE AL FINE DI: • COMPRENDERE IL FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA DA CONTROLLARE; • DOCUMENTARE LE INFORMAZIONI NECESSARIE PER COMPRENDERE IL COMPORTAMENTO STATICO E DINAMICO TRAMITE MODELLI FINALIZZATI ALLA PROGETTAZIONE DELLE AZIONI DI CONTROLLO; • CONOSCE LE MODALITÀ DI FUNZIONAMENTO, DI CONDUZIONE, DI GESTIONE, DI ESERCIZIO DEL SISTEMA DA CONTROLLARE; • CONOSCE LE METODOLOGIE SECONDO CUI ORGANIZZARE, PROGETTARE E RENDERE OPERATIVE LE AZIONI DI CONTROLLO CHE CONSENTONO DI OTTENERE DAL SISTEMA CONTROLLATO LE PRESTAZIONI DESIDERATE; UNA FIGURA PROFESSIONALE DI RIFERIMENTO 55 PROLOGO L’ “ESPERTO” È IN GRADO DI: • SCEGLIERE L’ARCHITETTURA E I DISPOSITIVI NECESSARI PER RENDERE OPERATIVE LE AZIONI DI CONTROLLO PRESCELTE; • FISSARE LE PRESTAZIONI CHE POSSONO ESSERE CONVENIENTEMENTE RAGGIUNTE DAL SISTEMA CONTROLLATO; • VERIFICARE LA FUNZIONALITÀ E L’EFFICIENZA DELLE MODALITÀ DI CONTROLLO PRESCELTE PRIMA DI RENDERLE OPERATIVE SUL SISTEMA DA CONTROLLARE; • FISSARE LE MODALITÀ GESTIONE E DI ESERCIZIO; • INDIVIDUARE NUOVE APPLICAZIONI E NUOVI SETTORI APPLICATIVI; • PROMUOVERE L’INNOVAZIONE TECNOLOGICA. FIGURA PROFESSIONALE DI RIFERIMENTO 56 PROLOGO L’ESPERTO DI SISTEMI DI AUTOMAZIONE SPERIMENTAZIONE INNOVAZIONE TECNOLOGICA SVILUPPO DI RICERCA RICERCA PROTOTIPI TRASFERIMENTO APPLICATA INDUSTRIALE DI TECNOLOGIE RICERCA PRODUZIONE DI BASE FORMAZIONE PROFESSIONALE AUSPICABILE 57 PROLOGO APPROCCIO ALLA FORMAZIONE PROFESSIONALE IN AUTOMAZIONE INDUSTRIALE PROBLEMI SINGOLI SETTORI APPLICATIVI APPROCCIO ALLA FORMAZIONE PROFESSIONALE METODI E TECNICHE 58 PROLOGO PROBLEMI SOCIALI PROBLEMI ECONOMICI PROGETTAZIONE CONGIUNTA DEL SISTEMA DA CONROLLARE E DEL SISTEMA DI CONTROLLO FINALIZZATI ALL’AUTOMAZIONE PROBLEMI TECNICI PROGETTAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO PER SISTEMI DA CONTROLLARE GIÀ REALIZZATI AFFIDABILITÀ NORMATIVE APPROCCIO ALLA FORMAZIONE PROFESSIONALE REALIZZAZIONE 59 PROLOGO ESIGENZE DEL CONTROLLO DI UN SISTEMA COMPLESSO MIGLIORARE IL CONTROLLO DEGLI ELEMENTI SINGOLI PER AUMENTARE IL RENDIMENTO COMPLESSIVO DI UN SISTEMA CONTROLLATO PER MIGLIORARE IL RENDIMENTO DI UN SISTEMA CONTROLLATO OCCORRE: PER RIDURRE IL COSTO DI PRODUZIONE OCCORRE: • RIDURRE LA VARIABILITÀ DEL PRODOTTO • DIMINUIRE I COSTI DI GESTIONE DEL SISTEMA CONTROLLATO • AUMENTARE LA FLESSIBILITÀ NEL FISSARE LE CONDIZIONI OPERATIVE DEL SISTEMA • DIMINUIRE I COSTI DI PROGETTAZIONE, CONTROLLATO COMPLESSO DI INSTALLAZIONE E DI MESSA IN • MIGLIORARE LA DISPONIBILITÀ DEL SISTESERVIZIO MA CONTROLLATO COMPLESSO • MIGLIORARE LA QUALITÀ E LA GESTIONE DELLE MISURE • DIMINUIRE I COSTI DI ADDESTRAMENTO DEGLI OPERATORI • OTTIMIZZARE LA COMPOSIZIONE DEL PRODOTTO • DIMINUIRE I COSTI DI MANUTENZIONE • OTTIMIZZARE LA QUALITÀ DEL PRODOTTO • MIGLIORARE AFFIDABILITÀ E SICUREZZA DEL SISTEMA CONTROLLATO • RIDURRE I RISCHI AMBIENTALI • RIDURRE IL COSTO DEL CAPITALE INVESTITO 60 PROLOGO CURRICULA ORIENTATI ALL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE FINO A POCHI ANNI OR SONO LA STRUTTURA DEI PIANI DI STUDIO RENDEVA MOLTO DIFFICILE FORNIRE UNA VALIDA FORMAZIONE INTERDISCIPLINARE, NECESSARIA PER PROGETTARE, REALIZZARE, GESTIRE SISTEMI DI AUTOMAZIONE VALIDI, IN GRADO DI MIGLIORARE LA QUALITÀ DEL PRODOTTO E RENDERE COMPETITIVA LA PRODUZIONE. L’INDUSTRIA ITALIANA “NAVIGAVA A VISTA” IN QUANTO NON TROVAVA PERSONALE CON LE COMPETENZE NECESSARIE ED ERA COSTRETTA: - AD IMPORTARE TECNOLOGIA E COMPETENZE; - AD ORGANIZZARE CORSI PER LA FORMAZIONE DI BASE PER DIPLOMATI E NEOLAUREATI; - A RINUNCIARE A SOLUZIONI REALMENTE INNOVATIVE; - A DARE UNA FORMAZIONE AUTONOMA FINALIZZATA SOLO A PROBLEMI IMPELLENTI; - AD INSEGUIRE LA CONCORRENZA ANNASPANDO. CURRICULA ORIENTATI ALL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE 61 PROLOGO NELL’AMBITO DEL RIORDINO DEGLI STUDI UNIVERSITARI SONO PREVISTI I SEGUENTI PERCORSI FORMATIVI: - LAUREA, DELLA DURATA DI TRE ANNI ACCADEMICI; - LAUREA SPECIALISTICA, AL TERMINE DI ULTERIORI DUE ANNI ACCADEMICI; - DOTTORATO DI RICERCA, DOPO ULTERIORI TRE ANNI DI TIROCINIO. LE CAPACITÀ PROFESSIONALI DA ACQUISIRE SONO: • COSTRUIRE MODELLI MATEMATICI DI SIMULAZIONE DI SISTEMI COMPLESSI DI DIVERSA NATURA ALLO SCOPO DI ANALIZZARNE, SIMULARNE IL COMPORTAMENTO, PROGETTARE LE AZIONI CI CONTROLLO FINALIZZATE AL RAGGIUMENTO DEGLI OBIETTIVI IN TERMINI DI FUNZIONALITÀ E DELLE PRESTAZIONI DESIDERATE DA UN SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO; • DIMENSIONARE E REALIZZARE SISTEMI DI CONTROLLO CHE INTEGRINO LA STRUMENTAZIONE CON I COMPONENTI INFORMATICI, SOFTWARE ED HARDWARE, PER LA GESTIONE CENTRALIZZATA E PER L’ESERCIZIO DI SISTEMI CONTROLLATI DI VARIO GENERE; CURRICULA ORIENTATI ALL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE 62 PROLOGO • FORNIRE CONSULENZA AGLI SPECIALISTI DI SETTORE AL FINE DI ELEVARE LA QUALITÀ DELLE PRESTAZIONI DEL SISTEMA CONTROLLATO, RENDENDO OPERATIVI IN MODO EFFICACE I RELATIVI DISPOSITIVI DI CONTROLLO; • INTERAGIRE CON GLI SPECIALISTI DI ALTRI SETTORI APPLICATIVI PER LA DEFINIZIONE DELLE SPECIFICHE DI PROGETTO E PER LA GESTIONE E PER L’ESERCIZIO DI SISTEMI AUTOMATIZZATI FACENDO USO DELLE METODOLOGIE PROPRIE DELL'AUTOMATICA; • PROVVEDERE ALLA GESTIONE E ALLA MANUTENZIONE DI SISTEMI AUTOMATIZZATI COMPLESSI, SIA A LIVELLO DI SINGOLO ELEMENTO CHE A LIVELLO DI SUPERVISIONE DELL'INTERO SISTEMA E DELLE SUE INTERAZIONI CON IL MONDO ESTERNO; • AGGIORNARE IN MODO RAPIDO ED EFFICACE LE PROPRIE COMPETENZE PER MANTENERE UN ALTO GRADO DI FLESSIBILITÀ E DI ADATTABILITÀ ALLE INNOVAZIONI TECNOLOGICHE NEI VARI SETTORI DELL'INGEGNERIA. COMPETENZE RICHIESTE 63 PROLOGO AUTOMAZIONE INDUSTRIALE PRESTAZIONI IMPIANTO STRUMENTAZIONE RETI DI COMUNICAZIONE L’APPROCCIO DI UN COMPETENTE MODALITÀ SISTEMATICHE DI CONTROLLO 64 PROLOGO TRASFERIMENTO TECNOLOGICO INFORMAZIONI CRESCITA ECONOMICA APPLICAZIONI PROTOTIPALI INSERIMENTO NEL MERCATO SETTORI DI APPLICAZIONE FORMAZIONE FINALIZZATA SIGNIFICATO DELLA INNOVAZIONE TECNOLOGICA 65 PROLOGO INFORMAZIONI NUOVI PROBLEMI NUOVE TECNOLOGIE NUOVE MODALITÀ DI CONTROLLO NUOVI PRODOTTI INDIVIDUAZIONE DEI SETTORI APPLICATIVI VALUTAZIONE DELLA EFFICIENZA VALUTAZIONE DELLA CONVENIENZA (COSTO / PRESTAZIONI) L’APPROCCIO OTTIMALE 66 PROLOGO STRUMENTAZIONE TECNOLOGIE CONVENZIONALE INNOVATIVA METODOLOGIE DI CONTROLLO MODALITÀ CONVENZIONALE COSTO & PRESTAZIONI LIMITATI MA BEN DEFINITI COSTO INVARIATO MARGINALE MIGLIORAMENTO DELLE PRESTAZIONI INTEGRAZIONE DELLE COMPETENZE INNOVATIVA AUMENTO DEL COSTO PARZIALE MIGLIORAMENTO DELLE PRESTAZIONI SOSTANZIALE MIGLIORAMENTO DELLE PRESTAZIONI COSTO ELEVATO DELL’INVESTIMENTO INIZIALE 67 PROLOGO CARATTERIZZAZIONE DELLE COMPETENZE PASSAGGIO DA UNA ORGANIZZAZIONE AZIENDALE TRADIZIONALE PER GRUPPI AD UNA INNOVATIVA PER COMPETENZE CRISTALLIZZATE IN VIA DI EVOLUZIONE ASSEGNAZIONE INDIVIDUALE DEL LAVORO SUDDIVISIONE DEL LAVORO IN GRUPPI COORDINATI COMPETENZE INDIVIDUALI DIVERSIFICATE CONOSCENZE DI BASE COMUNI E COMPETENZE SPECIFICHE DIVERSIFICATE FIDUCIA RECIPROCA ASSOLUTA MA NON VERIFICATA FIDUCIA RECIPROCA VERIFICATA CONTINUAMENTE SUL CAMPO MEMORIA COLLETTIVA TACITA E RADICATA MEMORIA DISTRIBUITA IN CONTINUO AGGIORNAMENTO DOMINIO DI CONOSCENZE RIGIDO DOMINIO DI CONOSCENZE IN CONTINUA EVOLUZIONE CARATTERIZZAZIONE DELLE COMPETENZE 68 PROLOGO NUOVA ORGANIZZAZIONE DELL’ECONOMIA PASSAGGIO DA UNA ORGANIZZAZIONE TRADIZIONALE AD UNA INNOVATIVA BASATA - PREVALENTEMENTE SUL VALORE DI BENI MATERIALI - NON SOLO SUL VALORE DEI BENI MATERIALI ANCHE SUL VALORE DI BENI IMMATERIALI E SULLA QUALITÀ DEI SERVIZI - SULLA APPLICAZIONE DI TECNOLOGIE CONVENZIONALI - SULLE TECNOLOGIE INNOVATIVE INCENTRATE SULL’INFORMATICA CON CAPITALE - FORNITO DAI GRUPPI FINANZIARI ISTITUZIONALIZZATI - FORNITO ANCHE DAI DIPENDENTI INVESTIMENTI - INCENTRATI SUL RENDIMENTO DI CAPITALI A PRESTITO NUOVE PROSPETTIVE OCCUPAZIONALI - BASATI ANCHE SU COMPETENZE E PROFESSIONALITÀ DEI DIPENDENTI 69 PROLOGO OBIETTIVI DEL CORSO DI AUTOMAZIONE 1 70 PROLOGO OBIETTIVI DEL CORSO DI AUTOMAZIONE 1 IL CORSO INTENDE FORNIRE LA PROFESSIONALITÀ DI BASE NECESSARIA PER AFFRONTARE, SECONDO APPROCCI SISTEMATICI, I PROBLEMI CONNESSI ALLA PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE DEL SISTEMA DI CONTROLLO DI UN SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO. LE METODOLOGIE PROPOSTE PRESUPPONGONO L’IMPIEGO DI SOFTWARE CONSOLIDATO PER L’ANALISI DEL COMPORTAMENTO DEL SISTEMA DA CONTROLLARE E PER LA SINTESI DELLE AZIONI DI CONTROLLO SU MODELLO. TALE TIPO DI COMPETENZE È FORTEMENTE RICHIESTA AI NEOLAUREATI DALLE SOCIETÀ CHE OPERANO NEL SETTORE DELLA AUTOMAZIONE INDUSTRIALE. OBIETTIVI DEL CORSO DI AUTOMAZIONE 71 PROLOGO INTEGRAZIONE DELLE COMPETENZE ESPERIENZA RICERCA NELL’UNIVERSITÀ DIDATTICA NELL’INDUSTRIA INNOVAZIONI CICLO VIZIOSO IMPORTAZIONE APPLICAZIONI 72 PROLOGO INTEGRAZIONE DELLE COMPETENZE ESPERIENZA RICERCA DIDATTICA INNOVAZIONI CICLO VIRTUOSO APPLICAZIONI INTEGRAZIONE DELLE COMPETENZE 73