Dipartimento di
Informatica e Sistemistica
Procedure di Progettazione e
di Documentazione per il
Controllo di Sistemi
Complessi
Dott. Ing. VINCENZO SURACI
ANNO ACCADEMICO 2012-2013
Corso di AUTOMAZIONE 1
(Lezione del Prof. ALESSANDRO DE CARLI)
PROLOGO
STRUTTURA DEL NUCLEO TEMATICO:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
STRUTTURA DI UN SISTEMA CONTROLLATO
GESTIONE DI UN PROGETTO INDUSTRIALE
GESTIONE DI UN PROGETTO SOFTWARE
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
REQUISITI DI UN SISTEMA COMPLESSO
MODELLO E SIMULAZIONE DI UN SISTEMA
COMPLESSO
DOCUMENTAZIONE DI UN SISTEMA
COMPLESSO
ESEMPIO DI PROGETTAZIONE E
DOCUMENTAZIONE CON UML
2
PROLOGO
STRUTTURA
DI UN SISTEMA CONTROLLATO
3
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
STRUTTURA DI UN SISTEMA CONTROLLATO
SISTEMA
DA
CONTROLLARE
STRUMENTAZIONE
MODALITÀ DI CONTROLLO
STRUTTURA DI UN SISTEMA CONTROLLATO
4
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
STRUTTURA DI UN SISTEMA CONTROLLATO
SISTEMA DA CONTROLLARE
SISTEMA DINAMICO COMPLESSO A PIÙ VARIABILI DI
INGRESSO E PIÙ VARIABILI DI
USCITA
MODALITÀ DI CONTROLLO
STRUMENTAZIONE
•
•
•
•
ATTUATORI
DISPOSITIVI DI MISURA
RETE DI COMUNICAZIONE
DISPOSITIVI DI ELABORAZIONE
• HARDWARE (CPU, SCHEDE I/O, etc.)
• SISTEMA OPERATIVO REAL TIME
ALGORITMO DI CONTROLLO
STRUTTURA DI UN SISTEMA CONTROLLATO
5
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
GRADI DI LIBERTÀ NELLA PROGETTAZIONE
SISTEMA
DA
CONTROLLARE
STRUMENTAZIONE
ASSEGNATO
SCELTA
MODALITÀ DI CONTROLLO
SCELTA
GRADI DI LIBERTÀ NELLA PROGETTAZIONE
6
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
DOCUMENTAZIONE DELLA PROGETTAZIONE
SISTEMA
DA
CONTROLLARE
STRUMENTAZIONE
MODALITÀ DI CONTROLLO
DOCUMENTAZIONE
7
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
VERIFICA DI VALIDITÀ DEL PROGETTO
SISTEMA
DA
CONTROLLARE
STRUMENTAZIONE
MODALITÀ DI CONTROLLO
VERIFICA DI VALIDITÀ
8
PROLOGO
GESTIONE
DI UN PROGETTO INDUSTRIALE
9
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
PROJECT MANAGER
•
È LA PERSONA CHE GESTISCE IL PROGETTO PER PORTARE A TERMINE GLI
OBIETTIVI, TRAMITE LA CONOSCENZA E L’APPLICAZIONE DI TECNICHE DI PROJECT
MANAGEMENT, DURANTE LE VARIE FASI DI VITA DEL PROGETTO
•
UNA GESTIONE EFFICACE DI UN PROGETTO PREVEDE LA VALIDAZIONE DI COSA
VIENE PRODOTTO TRAMITE OPPORTUNE E MIRATE VERIFICHE
OBIETTIVI
COSTI
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
TEMPO 10.
SCOPO DEL PROGETTO
PROGETTAZIONE CONCETTUALE
PREINGEGNERIA
INGEGNERIA
SCELTA DEGLI APPARATI
INTEGRAZIONE DEGLI APPARATI
COLLAUDO PRESSO I FORNITORI
INSTALLAZIONE
ADDESTRAMENTO
CURVA DI APPRENDIMENTO
RUOLO DEI REQUISITI DEL SISTEMA DA PROGETTARE
10
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
FASE 1 - SCOPO DEL PROGETTO
INDIVIDUAZIONE DI:
SPECIFICHE
DEL PRODOTTO (STRUTTURA, PROPRIETÀ)
DELL’IMPIEGO DEL PRODOTTO
OBIETTIVI
CAPACITÀ PRODUTTIVA
INVESTIMENTI NECESSARI
COSTI PREVISTI
TEMPI DI REALIZZAZIONE (COMPRESO L’APPRENDIMENTO)
PARAMETRI OPERATIVI
EFFICIENZA DELLA PRODUZIONE
SCARTI
TEMPO MEDIO FRA I GUASTI
TEMPO PER IL COMPLETAMENTO DELL’ORDINE
TEMPO DI ATTESA PER L’ORDINAZIONE
SCOPO
DELEMERGENTI
PROGETTO
PROBLEMI
11
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
FASE 2 - PROGETTAZIONE CONCETTUALE
PRIME IPOTESI DI REALIZZAZIONE
MODELLO DEL PROCESSO DI PRODUZIONE
MODELLO DEL PRODOTTO
PROVE SULL’IMPIANTO PILOTA (REALTÀ VIRTUALE) – VERIFICA
CARATTERISTICHE OPERATIVE DEL PROCESSO
CARATTERISTICHE FUNZIONALI DEL PRODOTTO
PROBLEMI EMERGENTI
PROGETTAZIONE
CONCETTUALE
12
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
FASE 3 – PRE-INGEGNERIA
PROGETTO DI MASSIMA DELLA STRUTTURA DEL SISTEMA DI PRODUZIONE
(DAL MODELLO MATEMATICO AL MODELLO STRUTTURALE)
INDIVIDUAZIONE DELLE AREE CRITICHE CON IL METODO FMEA (FAILURE
MODE EFFECTS ANALISYS)
- Elenco modi di guasto, e per ciascuno:
- Possibili cause
- Possibili effetti
- Controlli (prevenzione, rilevamento)
- Priorità di rischio (Probabilità guasto x Gravità effetto x Probabilità rilevamento)
IDENTIFICAZIONE DEI PARAMETRI SENSIBILI NELLE VARIE AREE CRITICHE
DELL’IMPIANTO E DEFINIZIONE ATTREZZATURE SU CUI EFFETTUARE PROVE
UNITÀ
PRODUTTIVA
FUNZIONI
SPECIFICHE
CRITICITÀ
PARAMETRI
OPERATIVI
SCAMBIATORE DI
CALORE
RISCALDAMENTO
MISCELA
TEMPERATURA
MASSIMA
PORTATA
VAPORE
PREINGEGNERIA
NOTE
PERICOLO DI
CONDENSAZIONE
13
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
FASE 4 - INGEGNERIA
SI EFFETTUANO PROVE INDUSTRIALI SU PRODOTTI OD ALTRO, UTILIZZANDO
MACCHINE ESISTENTI MODIFICATE O PROTOTIPI, PER VERIFICARE LA
FATTIBILITÀ INDUSTRIALE
DEFINIZIONE SPECIFICHE COSTRUTTIVE DEGLI APPARATI
RICHIESTA DI FORNITURA DEGLI APPARATI
REVISIONE CONTINUA ED ITERATIVA DI
CARATTERISTICHE OPERATIVE DEL PROCESSO
CARATTERISTICHE FUNZIONALI DEL PRODOTTO
INGEGNERIA
PROBLEMI EMERGENTI
14
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
FASE 5 - SCELTA DEGLI APPARATI
ANALISI DELLE OFFERTE DEI FORNITORI E VERIFICA COSTI
ORDINE DEGLI APPARATI E DELLE ATTREZZATURE
PIANO DI GESTIONE GENERALE DI PROGETTO E TEMPISTICHE
- PERT e GANTT
PROGETTAZIONE
DEGLI APPARATI
PROBLEMI EMERGENTI
15
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
FASE 6 – INTEGRAZIONE DEGLI APPARATI
DETTAGLIO DEI TEMPI DELLE FORNITURE VALUTATI CON LA TECNICA DELLA
REVISIONE TEMPORALE DEI PROGETTI
REALIZZAZIONE ED ASSEMBLAGGIO DEI SINGOLI APPARATI
PROVE PRELIMINARI SULLE APPARECCHIATURE CRITICHE
MODIFICHE E RIPROGETTAZIONE DI PARTICOLARI, MIGLIORABILI IN SEGUITO
ALLE PROVE ESEGUITE
REALIZZAZIONE
DEGLI APPARATI
PROBLEMI EMERGENTI
16
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
FASE 7 - COLLAUDO PRESSO I FORNITORI
FASE 8 - INSTALLAZIONE
PREPARAZIONE DELL’AREA ATTREZZATA (BASAMENTI,..)
PREDISPOSIZIONE DEI SERVIZI (ENERGIA ELETTRICA, ACQUA, GAS, ARIA
COMPRESSA, . . .)
INSTALLAZIONE DELLE APPARECCHIATURE
ALLACCIAMENTO DELLE APPARECCHIATURE AI SERVIZI
PROVE DI FUNZIONAMENTO SINGOLE PUNTO PER PUNTO
INSTALLAZIONE
PROBLEMI EMERGENTI
17
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
FASE 9 - PROVE DI FUNZIONAMENTO DELLE
APPARECCHIATURE ED ADDESTRAMENTO
ADDESTRAMENTO DEL PERSONALE OPERATIVO E DI MANUTENZIONE
MESSA IN FUNZIONE DELLE APPARECCHIATURE
VERIFICA PRESTAZIONI MECCANICHE A VUOTO
PROVE DI PRODUZIONE CON PERSONALE IN LINEA
PROVE DI PRODUZIONE A FUNZIONALITÀ RIDOTTA
PROVE PROLUNGATE DI AFFIDABILITÀ DEGLI APPARATI
PROVE
DI FUNZIONAMENTO
PROBLEMI
EMERGENTI
18
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
FASE 10 – MESSA IN ESERCIZIO SEGUENDO LA
CURVA DI APPRENDIMENTO
INIZIO DELLA PRODUZIONE A POTENZIALITÀ RIDOTTA
INCREMENTO DELLA PRODUZIONE FINO AL RAGGIUNGIENTO DELLA
POTENZIALITÀ DI REGIME
CLASSIFICAZIONE DEGLI EVENTUALI PROBLEMI RISCONTRATI E DELLE
CONTROMISURE ADOTTATE
MESSA
IN ESERCIZIO
PROBLEMI
EMERGENTI
19
PROLOGO
GESTIONE
DI UN PROGETTO SOFTWARE
20
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
DEFINIZIONE FINALITÀ RICHIESTE DAL COMMITTENTE
DEFINIZIONE DELLE PRESTAZIONI DESIDERATE
PROGETTAZIONE DELLA ARCHITETTURA DI SISTEMA
PROGETTAZIONE DELLE SINGOLE PARTI
REALIZZAZIONE DELLE SINGOLE PARTI
INTEGRAZIONE
PROVE DI VALIDAZIONE
MESSA IN ESERCIZIO
MODALITÀ DI UTILIZZAZIONE
PIANIFICAZIONE DELLA GESTIONE DEL SOFTWARE
21
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
UNA DELLE PRINCIPALI CAUSE DI FALLIMENTO DI UN PROGETTO
È LA SCARSA DEFINIZIONE E COMPRENSIONE DEGLI OBIETTIVI
come lo spiega il
committente
come è documentato
il progetto
come lo interpreta
il capo progetto
come è realizzato
dall’installatore
come lo progetta
l’analista
come è stato
fatturato al cliente
come lo progetta
l’informatico
come è stata effettata
la manutenzione
CONSEGUENZE DI UNA SCARSA DOCUMENTAZIONE
come lo progetta il
fornitore
ECCO COSA VOLEVA
IL COMMITTENTE
22
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
DEFINIZIONE
ESIGENZE
UTENTE
DEFINIZIONE
ESIGENZE
SOFTWARE
VERIFICA E VALIDAZIONE
PROVE PER
L’ACCETTAZIONE
VERIFICA E VALIDAZIONE
PROGETTAZIONE
DELLA ARCHITETTURA
VERIFICA
VALIDAZIONE
PROGETTAZIONE
DETTAGLIATA
PROVE SUL
SISTEMA COMPLETO
PROVE SULLA
INTEGRAZIONE
DEI MODULI
PROVE SU
OGNI MODULO
PRODUZIONE
DEL CODICE
PIANIFICAZIONE DELLA GESTIONE DEL SOFTWARE
23
PROLOGO
PROGETTAZIONE
DI UN SISTEMA COMPLESSO
24
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
Apri la mente a quel ch' io ti paleso
e fermalvi entro; ché non fa scienza,
sanza lo ritenere, avere inteso.
Due cose si convengono a l' essenza
di questo sacrificio: l' una è quella
di che si fa; l' altr' è la convenenza.
Paradiso, CANTO 5, 41-45
REMINISCENZE LETTERARIE
25
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
PROGETTAZIONE
IMPEGNO TEMPORANEO INTRAPRESO ALLO SCOPO DI CREARE UN
PRODOTTO, UN SERVIZIO O UN RISULTATO MISURABILE E
VERIFICABILE
«TEMPORANEO», SIGNIFICA CHE HA UN INIZIO E UNA FINE
LA FINE SI RAGGIUNGE QUANDO:
• VENGONO OTTENUTI GLI OBIETTIVI;
• SI DIMOSTRA CHE È IMPOSSIBILE RAGGIUNGERE GLI OBIETTIVI;
• IL PROGETTO NON È PIÙ NECESSARIO O VIENE CHIUSO.
«TEMPORANEO» NON SIGNIFICA DI BREVE DURATA
LA PROGETTAZIONE NON È UN’ATTIVITÀ RIPETITIVA O
STANDARDIZZABILE.
FORMAZIONE CULTURALE DELL’ESPERTO
26
COSTO DEL
SISTEMA CONTROLLATO
DURANTE IL CICLO DI VITA
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
RESA DEGLI
INVESTIMENTI
SPESE
PROGETTAZIONE PROGETTAZIONE
CONCETTUALE
PER LA
REALIZZAZIONE
REALIZZAZIONE
E MESSA
IN ESERCIZIO
PRODUZIONE
MODIFICHE
AGGIORNAMENTI
CICLO DI VITA DI UN SISTEMA CONTROLLATO
COSTI E BENEFICI DELLA PROGETTAZIONE
27
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
• ATTUALMENTE IN MOLTE APPLICAZIONI L’INGEGNERE È
CHIAMATO A CONDIVIDERE CON SPECIALISTI DI ALTRI
SETTORI I PROBLEMI DI:
– CONNESSIONE DI SISTEMI REALIZZATI CON TECNOLOGIE ETEROGENEE
PER PORTARE A COMPIMENTO L’OBIETTIVO PREFISSATO;
– SCOSTAMENTO DEL COMPORTAMENTO PREVISTO E DESIDERATO DAL
SISTEMA COMPLESSO ANCHE SE OGNI SINGOLO SOTTOSISTEMA È
STATO REALIZZATO CORRETTAMENTE;
– INCREMENTO DELLA QUANTITÀ E DELLA GRAVITÀ DEI PROBLEMI DI
PROGETTAZIONE E DI REALIZZAZIONE ALL’AUMENTARE DELLA
COMPLESSITÀ DEL SISTEMA.
• NELLA MAGGIORANZA DEI CASI TALI PROBLEMI SONO
AGGRAVATI DA:
– DIFFICOLTÀ NEL DEFINIRE E DOCUMENTARE LE FINALITÀ,
FUNZIONALITÀ, PRESTAZIONI E SPECIFICHE RICHIESTE;
– TENDENZA AD AFFIDARSI A METODOLOGIE EMPIRICHE E CONSOLIDATE
E A REGOLE NON SCRITTE;
– PROGETTAZIONE DI INSIEME ORIENTATA A MITIGARE L’EFFETTO DI
POTENZIALI PERICOLI DETERMINATI DA ERRORI CONCETTUALI E
PROCEDURALI NELLA PROGETTAZIONE DEI SINGOLI COMPONENTI.
PROBLEMI SALIENTI DELLA PROGETTAZIONE
28
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
APPROCCIO CONVENZIONALE
ALLE NUOVE REALIZZAZIONI
FINALITÀ E
FUNZIONALITÀ
COMMITTENTE
PRESTAZIONI
E SPECIFICHE
PROGETTAZIONE
REALIZZAZIONE DEL PROGETTO
MESSA IN ESERCIZIO
VALIDAZIONE DELLA
FUNZIONALITÀ E
DELLE PRESTAZIONI
SOVRADIMENSIONAMENTO
ABBATTIMENTO DELLE
PRESTAZIONI
COSTO
ELEVATO
FALLIMENTO
APPROCCIO CONVENZIONALE
MODIFICHE
29
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
ALTO LIVELLO ASTRAZIONE
(SPECIFICA FUNZIONALE)
BASSO LIVELLO ASTRAZIONE
(SPECIFICA DI DETTAGLIO)
RIUTILIZZO PIÙ EFFICACE DEI
MODELLI  RIDUZIONE DEI COSTI E
DEL TEMPO DI SVILUPPO
POCHISSIME DIFFERENZE MODELLO
ASTRATTO ED IMPLEMENTAZIONE
MINIME VARIAZIONI NELLE SPECIFICHE POSSONO PORTARE AD IMPLEMENTAZIONI MOLTO DIFFERENTI
PUÒ ESSERE CONDIVISA SOLO UNA
MINIMA PARTE DEL LAVORO NECESSARIO AD OTTENERE L’IMPLEMENTAZIONE FINALE
L’OBIETTIVO FINALE PUÒ ESSERE QUELLO DI CREARE UNA
LIBRERIA DI MODELLI ASTRATTI (OGNUNO ASSOCIATO ALLA
PROPRIA IMPLEMENTAZIONE HARDWARE E SOFTWARE) CHE
POSSA ESSERE UTILIZZATA PER TUTTI I NUOVI PROGETTI.
ASTRAZIONE: PRO E CONTRO
30
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
APPROCCIO SISTEMATICO ALLA PROGETTAZIONE:
• METODOLOGIA CHE FAVORISCA IL RIUTILIZZO DEL KNOWHOW (MODEL DRIVEN DESIGN) E L’INDIVIDUAZIONE
PRECOCE DEGLI ERRORI NELLE PRIME FASI DEL PROGETTO;
• LE ATTIVITÀ DI PROGETTO DEVONO ESSERE DEFINITE
RIGOROSAMENTE:
– IDENTIFICAZIONE DI FASI;
– VERIFICA AL PASSAGGIO AD UNA FASE SUCCESSIVA;
– DOCUMENTAZIONE DEL LAVORO SVOLTO IN OGNI FASE.
ATTUALE SCENARIO
31
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
APPROCCIO INNOVATIVO
ALLE NUOVE REALIZZAZIONI
COMMITTENTE
PROGETTAZIONE
FINALITÀ E
FUNZIONALITÀ
PRESTAZIONI
E SPECIFICHE
REALIZZAZIONE DEL PROGETTO
IN REALTÀ VIRTUALE
CORREZIONE DELLA
MODALITÀ DI CONTROLLO
VERIFICA DELLA FUNZIONALITÀ
E DELLE PRESTAZIONI
COSTO
BASSO
FAIL
MODIFICHE
ESSENZIALI
REALIZZAZIONE DEL PROGETTO MODIFICATO
MESSA IN ESERCIZIO
FAIL
VALIDAZIONE DELLA FUNZIONALITÀ
E DELLE PRESTAZIONI
APPROCCIO INNOVATIVO
MODIFICHE
MARGINALI
COSTO
LIMITATO
CORREZIONE
DEL MODELLO
32
PROLOGO
REQUISITI
DI UN SISTEMA COMPLESSO
33
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
UTENTE FINALE
ESPERTI
PROJECT MANAGER
IDENTIFICAZIONE DEI
REQUISITI FUNZIONALI
SEGUIRE GLI STANDARD
DOCUMENTAZIONE E VALIDAZIONE
PROGETTAZIONE
DELLE SPECIFICHE FUNZIONALI
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE
34
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
LA SPECIFICA DEI REQUISITI DI SISTEMA È L’ULTIMA FASE DI UNA
SERIE DI ATTIVITÀ
OGNI ATTIVITÀ DEVE ESSERE DOCUMENTATA
ATTIVITÀ
STUDIO
FATTIBILITÀ
ANALISI
REQUISITI
SVILUPPO
PROTOTIPO
STUDIO
PROGETTO
SPECIFICA
REQUISITI
RESOCONTO
FATTIBILITÀ
REQUISITI
UTENTE
RESOCONTO
VALUTAZIONE
PROGETTO
ARCHITETTURA
REQUISITI
SISTEMA
DOCUMENTAZIONE
DAI REQUISITI ALLE SPECIFICHE
35
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
REQUISITI
(IEEE STANDARD GLOSSARY OF SOFTWARE ENGINEERING TEMINOLOGY)
CONDIZIONI O CAPACITÀ:
• DI CUI L’UTENTE HA BISOGNO PER RISOLVERE UN
PROBLEMA O RAGGIUNGERE UN OBIETTIVO;
• DI CUI UN SISTEMA O UN SUO COMPONENTE PER
SODDISFARE UN CONTRATTO, UNO STANDARD, UNA
SPECIFICA O QUANTO PRESCRITTO DA OGNI ALTRO
TIPO DI DOCUMENTO IMPOSTO FORMALMENTE.
DOCUMENTAZIONE DI TALI CONDIZIONI O CAPACITÀ
COSA SONO I REQUISITI
36
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
REQUISITI FUNZIONALI
•
•
•
•
IDENTIFICAZIONE UNIVOCA DEL REQUISITO;
DESCRIZIONE DELLE ATTIVITÀ CHE IL SISTEMA DEVE SVOLGERE;
DEFINIZIONE DELLE PRESTAZIONI RICHIESTE DALL’UTENTE FINALE;
DEFINIZIONE DELLE RISORSE E DELLE DIPENDENZE NECESSARIE
ALLA REALIZZAZIONE DELLA FUNZIONALITÀ;
• ORGANIZZAZIONE DELLE PROVE E DELLE METRICHE DI
VALUTAZIONE PER LA VERIFICA DEL SODDISFACIMENTO DEL
REQUISITO FUNZIONALE;
• DESCRIZIONE DEGLI ASPETTI SALIENTI DELLA FUNZIONALITÀ IN
TERMINI NON STRETTAMENTE TECNICI IN MODO CHE POSSA
ESSERE UTILIZZATO DALLE PERSONE COINVOLTE;
• TRACCIABILITÀ E STORIA DEI CAMBIAMENTI;
DOCUMENTAZIONE DEI REQUISITI
37
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
REQUISITI NON FUNZIONALI
•
AFFIDABILITÀ (RELIABILITY): CAPACITÀ DI UN’UNITÀ PRODUTTIVA DI
COMPIERE LA FUNZIONE RICHIESTA, IN CONDIZIONI PRESTABILITE E PER
UN DETERMINATO INTERVALLO DI TEMPO.
•
ROBUSTEZZA (ROBUSTNESS): CAPACITÀ DI UN’UNITÀ PRODUTTIVA A
COMPIERE LA FUNZIONE RICHIESTA, IN CONDIZIONI CHE SI DISCOSTANO
DA QUELLE PRESTABILITE PER UN DETERMINATO INTERVALLO DI TEMPO.
•
DISPONIBILITÀ (AVAILABILITY): CAPACITÀ DI UN’UNITÀ PRODUTTIVA DI
ESSERE IN GRADO DI COMPIERE LA FUNZIONE RICHIESTA IN UN
DETERMINATO ISTANTE OPPURE IN UN INTERVALLO DI TEMPO,
SUPPONENDO CHE SIANO DISPONIBILI LE RISORSE NECESSARIE AL SUO
CORRETTO FUNZIONAMENTO.
•
SICUREZZA (SAFETY & SECURITY): ASSENZA DI LIVELLI INTOLLERABILI DI
RISCHIO E DI DANNO A PERSONE FISICHE O COSE.
FATTORI
NELLA STESURA DEI REQUISITI
PROBLEMICONSIDERATI
EMERGENTI
38
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
• GLOBALI - CONTEMPLANTI L’INTERO SISTEMA
• CORRETTI - RISPONDENTI A NORME
• COMPLETI - TERMINI DEFINITI E FRASI DI SENSO COMPIUTO
• CHIARI - PRIVI DI AMBIGUITÀ
• CONSISTENTI - NESSUN CONFLITTO FRA REQUISITI
• MODIFICABILI - POSSIBILITÀ DI AGGIORNAMENTO
• VERIFICABILI - CRITERI OGGETTIVI E METRICHE PRECISE
• TRACCIABILI - IDENTIFICAZIONE UNIVOCA
• FATTIBILI - LIMITI TEMPORALI E DI BUDGET
• MINIMALI - NON RIDONDANZA E NECESSITÀ
PROPRIETÀ
DEI REQUISITI
PROBLEMI EMERGENTI
39
PROLOGO
MODELLO E SIMULAZIONE
DI UN SISTEMA COMPLESSO
40
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
UN MODELLO COSTITUISCE UNA RAPPRESENTAZIONE
ASTRATTA DI UN SISTEMA (FISICO O CONCETTUALE)
È UTILIZZATO DAL PROGETTISTA COME UNO STRUMENTO
PER EFFETTUARE UN PRIMA VERIFICA DELLA VALIDITÀ
DELLE PROPRIE ATTIVITÀ
UN MODELLO PUÒ ESSERE DI TIPO
- FUNZIONALE (PROGETTAZIONE INPUT/OUTPUT)
- COMPORTAMENTALE (DINAMICO)
- STRUTTURALE (REALIZZAZIONE STATICA)
AFFINCHÈ UN MODELLO POSSA ESSERE VALIDO È OPPORTUNO CHE RISULTI:
- COMPRENSIBILE
- AFFIDABILE
- ESEGUIBILE CON UN PROGRAMMA DI CALCOLO
PROCEDURA DI MODELLAZIONE
41
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
MODELLO
CONCETTUALE
MODELLO FUNZIONALE
DESCRIZIONE
PUNTUALE
DELLE
COSA
FA
ATTIVITÀ E DELLE PRESTAZIONI
IL SISTEMA IN ESAME
MODELLO
COMPORTAMENTALE
DESCRIZIONE DEL
COMPORTAMENTO,
COME
DEL ESSERE
CONTROLLO
E DELLA
PUÒ
UTILIZZATO
TEMPORIZZAZIONE
MODELLO
STRUTTURALE
MODELLO
FISICO
DESCRIZIONE COME
IN OGGETTI, MODULI
È STATO
REALIZZATO
E LINEE
DI COMUNICAZIONE
MODELLO DI UN SISTEMA
42
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
• INNAMORARSI DEL MODELLO: DIMENTICARE
CHE IL MODELLO NON APPARTIENE AL MONDO
REALE
• FORZARE LA REALTÀ AD AVERE LO STESSO
COMPORTAMENTO DEL MODELLO
• DIMENTICARE IL LIVELLO DI ACCURATEZZA
DEL MODELLO: SEMPLIFICARE TROPPO LE
PREMESSE
PERICOLI DELLA SIMULAZIONE
43
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
• LA SIMULAZIONE È UN ESPERIMENTO OPERATO SU
UN MODELLO
• MOTIVAZIONI:
– ESPERIMENTI SUL SISTEMA REALE COSTOSI O
PERICOLOSI
– SISTEMA REALE NON DISPONIBILE
– GRANDEZZE FISICHE NON COMPATIBILI CON
QUELLE DELLO SPERIMENTATORE (AD. ES.
DURATA DELL’ESPERIMENTO)
– VARIABILI INACCESSIBILI
– FACILE MANIPOLAZIONE DEI MODELLI
– SOPPRESSIONE DEI DISTURBI
MOTIVAZIONI DELLA SIMULAZIONE
44
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
OLTRE A FORNIRE IL MODELLO DI ARCHITETTURA
COMPLETA PER IL SISTEMA IN ESAME, LA METODOLOGIA
RAPPRESENTA ANCHE UN IMPORTANTE PARADIGMA
PROGETTUALE, CHE CONSENTE DI:
• RIDURRE I COSTI DI PROGETTAZIONE, ATTRAVERSO MODELLI
INDIPENDENTI DAL SISTEMA OPERATIVO E DALL’HARDWARE
• RIDURRE I COSTI DELL’HARDWARE E DELLE TECNOLOGIE
UTILIZZATI NEI SISTEMI DI CONTROLLO
• OMOGENEIZZARE LE CONOSCENZE DEI VARI TECNICI COINVOLTI
NELLA PROGETTAZIONE E RIDURRE I COSTI DI ADDESTRAMENTO
DEL PERSONALE
• UNIFORMARE LE RAPPRESENTAZIONI DI TUTTI I COMPONENTI DEL
SISTEMA DI CONTROLLO
• DEFINIRE LE INTERFACCE STANDARD PER LA COMUNICAZIONE TRA I
COMPONENTI DEL SISTEMA
VANTAGGI DELLA SIMULAZIONE
45
PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO
MODELLO
DEL SISTEMA COMPLESSO
MODELLO
DELLA FUNZIONALITÀ
DIAGRAMMA
DEI CASI
D’USO
DIAGRAMMA
DELLE
COLLABORAZIONI
DIAGRAMMA
DELLE
ATTIVITÀ
MODELLO
DEL COMPORTAMENTO
DIAGRAMMA
DEI
COMPONENTI
DIAGRAMMA
DELLE
CLASSI
MODELLO
DELLA STRUTTURA
DIAGRAMMA
DEGLI
OGGETTI
DIAGRAMMA
DELLE
DISTRIBUZIONI
DIAGRAMMA
DIAGRAMMA
DELLE
DEGLI STATI
SEQUENZE
DOCUMENTAZIONE ASSOCIATA AI MODELLI
46