Diploma Universitario Teledidattico
in Ingegneria Logistica e della Produzione
AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
Prof. Fernando Nicolò
(Università di Roma III)
Prof. Michele Aicardi
(Università di Genova)
40 ore di videolezioni trasmesse in televisione
15 ore di esercitazioni nei poli e a domicilio
Scopi
Il modulo si propone di illustrare le procedure di controllo supervisore delle operazioni negli insiemi coordinati di macchine manifatturiere automatiche (celle, linee, sistemi flessibili di produzione), per flussi di lavori uguali o per lotti finiti di lavori, a partire da esempi industriali reali, con esercitazioni numeriche assistite da solver su spreadsheet e con simulazione al calcolatore.
Contenuti
Automazione di macchina a processo
- dal regolatore di Watt all'autopilota
- dai meccanismi di Leonardo ai robot industriali
- il coordinamento dei movimenti automatici nelle macchine manifatturiere
- gli insiemi coordinati di macchine: celle, linee, sistemi (FMS) di produzione flessibile
- il coordinamento delle operazioni negli insiemi coordinati di macchine: il controllo supervisore
2. Sistemi di controllo ad eventi discreti
- sistemi ad evoluzione continua (con o senza campionamento) vs ad evoluzione discreta: sistemi ad eventi discreti
- rappresentazione con rete di Petri di sistemi ad eventi discreti
- grafo degli stati nei sistemi ad eventi discreti e grafo di raggiungibilità nelle reti di Petri marcate
- rappresentazione degli eventi con rete di Petri temporizzata in:
- una macchina manifatturiera
- una cella di produzione flessibile
- una linea di produzione flessibile
- un sistema di trasporto flessibile con carrelli AGV filoguidati
- un sistema FMS di produzione flessibile
- rappresentazione del controllo supervisore nelle reti di Petri
3. Procedure di ottimizzazione per il controllo supervisore
- sequenziamento di operazioni su una macchina con o senza vincoli di precedenza
- sequenziamento di due lavori in una cella (appl. alg. di percorso minimo su grafo di stato ridotto); concatenamento di lavori su due macchine, con vincolo di esecuzione consecutiva (appl. alg. di minimizzazione del tempo di ciclo riportato a ciclo minimo su grafo di stato ridotto)
- distribuzione di un lavoro con grafo di precedenza ad albero su una linea per un numero di pezzi finito (progr. dinamica per minimizzazione del tempo di completamento: min. percorso critico) o infinito (progr. din. per min. tempo di ciclo: min. carico del collo di bottiglia)
- analisi dell'approccio push, pull e matching per una linea con stazioni multimacchina
- bilanciamento/instradamento con modelli di PL in FMS con lotti medio grandi: problema dell'interscambio
- impiego delle procedure nel controllo supervisore a retroazione
4. analisi e regolazione dei flussi produttivi
- equazioni di conservazione del flusso
- sistemi di monoprodotto: condizioni di stabilit&abrave, collo di bottiglia, miglior utilizzo dell'impianto
- sistemi multiprodotto: mix produttivo, carico macchine e collo di bottiglia, utilizzo dell'impianto
- uso della distinta di base: flusso dei semilavorati, assegnazione del carico alle macchine, collo di bottiglia
5. Teoria delle code e analisi delle prestazioni nei sistemi a flusso
- applicazioni della teoria delle reti aperte monoclasse
- applicazioni della teoria delle reti chiuse monoclasse
- applicazioni della teoria delle reti aperte multiclasse
- influenza dei tempi di attrezzaggio
- temporizzazione delle operazioni:
- dimensione del lotto nel caso monoprodotto
- assegnamento dei compiti nel caso multiprodotto con tempi di attrezzaggio indipendenti dalla sequenza
Testi
A. AGNETIS, Modelli combinatori nella produzione flessibile, Dispense ad uso esclusivo degli studenti del corso di Automazione Industriale
F. ARCHETTI, A. SCIOMACHEN, Rappresentazione e analisi, con reti di Petri, di sistemi di lavorazione, Autofaber, Milano, 1990
R.G. ASKIN, C.R. STANDRIDGE, Modeling and analysis of manufacturing systems, Wiley and Sons, New York, 1993
S. FRENCH, Sequencing and scheduling: an introduction to the mathematics of the job shop, Ellis Horwood Ltd., 1982
N. VISWANADHAM, Y. NARAHRI, Performance Modeling of Automated Manufacturing Systems, Prentice Hall, 1992
J.A. BUZACOTT, J.G. SHANTHIKUMAR, Stochastic Models of Manufacturing Systems, Prentice Hall, 1993
TESTI CONSIGLIATI
Macchine e Automi, a cura della SISSA-laboratorio interdisciplinare, Collana quaderni di divulgazione, vol. 9, ed. CUEN, 1995.
D.D. Bedworth, J.E. Bayley, Integrated production control systems, management analysis & design, John Wiley & Sons, Inc., 1982
TESTI DI INFORMAZIONE
P.G. Ranky, Manufacturing Database Management and Knowledge Based Exper Systems, CIMware Limited, Guilford, Surrey, England
P.G. Ranky, Computer Networks for World Class CIM Systems, CIMWare Limited, Guilford, Surrey, England
Materiale di supporto
Lucidi commentati, videotape, simulazioni su calcolatore. Dispense del corso; Programma di Simulazione: EXTEND-MANUFACTURING
Esercitazioni
Esercizi svolti e commentati su calcolatore.
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Lucense April 1998