Università degli Studi Guglielmo Marconi

Insegnamento
Progettazione e costruzione di macchine II
Docente
Prof. Arcidiacono Gabriele
Settore Scientifico Disciplinare
ING-IND/14
CFU
12
Descrizione dell'insegnamento
Il corso si snoda in tre sezioni principali.
La prima parte riguarda l’affidabilità in senso lato e le grandezze necessarie a progettare in modo affidabile: misura, distribuzioni statistiche e prove accelerate.
Nella seconda parte si impara a progettare in ottica Progettazione e Sviluppo Prodotto (PSP) e Design for X con particolare riguardo a DFA, DFMA e Design for Six Sigma (DFSS).
La terza parte approfondisce il DFSS e tratta i suoi principali strumenti.
Obiettivi formativi (espressi come risultati di apprendimento attesi)
Il corso di Progettazione e Costruzione di Macchine II si propone di fornire le nozioni fondamentali e gli strumenti necessari per effettuare la progettazione e lo studio affidabilistico del comportamento di elementi di macchine, individuando e conducendo le necessarie verifiche di affidabilità e robustezza. Inoltre, fornisce gli elementi di base per progettare in ottica Design for X con particolare approfondimento ad una delle metodologie più avanzate a livello mondiale come il DFSS: viene descritto il percorso IDOV e sono approfonditi alcuni tools particolarmente significativi come il Quality Function Deployment (QFD), il TRIZ e l’Axiomatic Design.
Le principali conoscenze (Descrittore di Dublino 1) acquisite riguardano come prima cosa la comprensione degli argomenti che il corso presenta di volta in volta. In particolare:
  • conoscere il concetto di affidabilità;
  • misurare l’affidabilità attraverso il calcolo di R(t), del tasso di guasto, della curva bathtub;
  • conoscere le distribuzioni statistiche e loro significato;
  • caratterizzare un fenomeno fisico da un punto di vista del comportamento di guasto attraverso una opportuna distribuzione statistica in grado di rappresentarlo fedelmente;
  • misurare l’affidabilità dei prodotti una volta che abbiamo a disposizione un numero minimo di guasti;
  • capire come eseguire un piano di prove affidabilistiche in grado di fornire la precisione della risposta;
  • apprendere un approccio strutturato nella progettazione (Progettazione e Sviluppo Prodotto);
  • progettare in modo robusto (ridurre gli effetti delle cause di variabilità, senza necessariamente eliminarle);
  • progettare tenendo conto dei problemi di produzione, di assemblaggio;
  • progettare tenendo conto dei requisiti di Eccellenza Six Sigma fin dalle prime fasi del progetto stesso;
  • conoscere l’approccio IDOV del DFSS;
  • conoscere il QFD e l’algebra della Casa della Qualità;
  • conoscere il TRIZ e l’innovazione sistematica come strumento capace di aiutare l’ingegnere nella generazione di soluzioni tecniche innovative;
  • conoscere l’Axiomatic Design.
Le principali abilità acquisite (capacità di applicare le conoscenze acquisite, Descrittore di Dublino 2) si concretizzano nel fatto che gli studenti saranno in grado di mettere in pratica le conoscenze teoriche al fine di risolvere problemi pratici, cosa di centrale importanza per ogni Ingegnere, ovvero saper approfondire tutte le variabili che entrano nello sviluppo di un progetto. In particolare:
  • calcolare MTTF e MTBF;
  • calcolare i 3 parametri di Weibull attraverso il metodo grafico;
  • usare le prove Accelerate (estesa nel tempo e a sollecitazione aumentata);
  • concetti di Progettazione e Sviluppo Prodotto;
  • impostare un Robust Design;
  • saper considerare i problemi di produzione e di assemblaggio in fase progettuale;
  • analizzare la VOC in fase di impostazione del progetto e confronto vs. concorrenza;
  • saper impostare un progetto DFSS;
  • applicazione del QFD;
  • saper generare soluzioni tecniche innovative attraverso i Principi Inventivi;
  • saper affrontare le contraddizioni tipiche nei progetti (Matrice delle Contraddizioni);
  • applicazione del Axiomatic Design.
La verifica della capacità di apprendimento verrà effettuata tramite le prove d’esame.
Prerequisiti
Progettazione e Costruzione di Macchine I
Contenuti dell'insegnamento
  • R(t) e F(t)
  • Tasso di guasto
  • Curva bathtube
  • MTTF e MTBF
  • Carta di Weibull
  • Elephant Test
  • Prova Accelerata estesa nel tempo
  • Prova Accelerata a sollecitazione aumentata
  • Progettazione e Sviluppo Prodotto: Concept Design, Embodiment Design, Detail Design
  • Quality Loss Function
  • P-Diagram
  • Design For Assembly
  • Multi Generation Plan e Risk Management
  • VOC Planning
  • Go to Gemba-Strutturazione VOC
  • QFD1 e QFD Cascade
  • FuntionTree, AdC, FSA, FAST, FBD
  • Concept Generation
  • TRIZ (Matrice delle Contraddizioni e Principi Inventivi)
  • Axiomatic Design (Assiomi 1 e 2)
Attività didattiche
Le attività didattiche si articolano in didattica erogativa e didattica interattiva.
Per quanto riguarda la didattica erogativa, l'insegnamento prevede, per ciascun CFU, 5 ore di Didattica Erogativa, costituite da 2,5 videolezioni (tenendo conto delle necessità di riascolto da parte dello studente). Ciascuna videolezione esplicita i propri obiettivi, argomenti e conclusioni. Le videolezioni riguardano in particolare sia argomenti di teoria sia le applicazioni pratiche. Queste ultime, mediante le apposite video lezioni con continui richiami a esercitazioni fornite o esempi concreti, consentono allo studente di ampliare e testare il proprio bagaglio teorico-pratico e altresì di aumentare la capacità di misurare le competenze acquisite, cosa che è fondamentale per chi studia Ingegneria.
E’ di centrale importanza per lo studente migliorare la capacità di analisi e di sintesi che si sviluppa durante il corso, sia mediante la teoria che con la pratica, acquisendo il cosiddetto metodo scientifico.
Per quanto riguarda la didattica interattiva, l’'insegnamento segue quanto previsto dalle Linee Guida di Ateneo sulla Didattica Interattiva e l'interazione didattica, e propone, per ciascun CFU, 1 ora di Didattica Interattiva dedicata alle seguenti attività: lettura area FAQ, partecipazione ad e-tivity strutturata costituita da attività finalizzate alla restituzione di un feedback formativo e interazioni sincrone dedicate a tale restituzione. Sono a tal proposito previste aule virtuali di due ore che consentono una interazione sincrona con lo studente. In particolare, il docente con le aule virtuali potrà rendicontare agli studenti, attraverso gli esami fatti, eventuali test di verifica ed autovalutazione, quali sono i maggiori punti di sofferenza nella loro preparazione, per poter quindi intervenire su specifiche tematiche con ulteriori spiegazioni ed esercizi pratici.
Modalità di verifica dell'apprendimento
L’esame si svolge in forma orale nella sede di Roma.
L’esame si svolge in forma scritta per gli esami fuori sede. La prova ha una durata di 120 minuti e, durante lo svolgimento della stessa è consentito esclusivamente l’uso di una calcolatrice. La prova è costituta fondamentalmente da quattro domande sugli argomenti svolti durante il corso.
Ogni domanda è conforme ai tre descrittori di Dublino.
Si richiede nella risposta agli studenti di attenersi alla specifica domanda o quesito senza divagare.
Ai fini dell’esito finale dell’esame saranno giudicati la capacità di sintesi, di conoscenza e comprensione, la capacità di applicare le competenze acquisite, la capacità di esposizione, la capacità di apprendere e di elaborare soluzioni in autonomia di giudizio.
Libri di testo
Oltre alle lezioni realizzate dal Docente e ai materiali didattici pubblicati in piattaforma, è obbligatorio lo studio dei seguenti testi:
  • Paolo Citti, Gabriele Arcidiacono, Gianni Campatelli, Fondamenti di Affidabilità, Eliograf
  • Karl T. Ulrich, Steven D. Eppinger, Progettazione e sviluppo di prodotto, McGraw-Hill
  • Kai Yang, Basem El Haik, Design for Six Sigma: A Roadmap for Product Development , McGraw-Hill
  • Altshuller G, Altov H, Shulyak L, And Suddenly the Inventor Appeared: TRIZ, the Theory of Inventive Problem Solving, Technical Innovation Center
Ricevimento studenti
Previo appuntamento (g.arcidiacono@unimarconi.it).