DALMINE
Dati Generali
Periodo di attività
Syllabus
Obiettivi Formativi
Al termine del corso, lo studente sarà in grado di:
• descrivere i principi dei sistemi industriali sostenibili e i concetti di Product-Service Systems (PSS), Total Cost of Ownership (TCO), Causal Loop Diagrams (CLD) e System Dynamics (SD);
• analizzare le relazioni tra PSS, manutenzione e TCO;
• selezionare gli indicatori di prestazione (KPI) per la valutazione della sostenibilità di un sistema industriale;
• modellare sistemi complessi mediante CLD e sviluppare modelli di simulazione System Dynamics in AnyLogic;
• valutare la sostenibilità economica e ambientale di sistemi industriali attraverso la simulazione;
• descrivere i principi della manutenzione basata sulle condizioni, dei sensori e dell'elaborazione dei segnali;
• applicare tecniche di elaborazione dei segnali e strumenti software (MATLAB) per analizzare lo stato di salute dei componenti e supportare la diagnosi dei guasti.
Prerequisiti
Concetti di Gestione delle Operations, analisi dei dati, simulazione, gestione degli asset industriali.
Basi di sistemi di controllo (analisi in frequenza e filtri).
Metodi didattici
Durante il corso, i docenti:
• presentano i principi dei Product-Service Systems (PSS), della manutenzione, del Total Cost of Ownership (TCO) e della simulazione System Dynamics;
• guidano esercitazioni e tutorial sulla modellazione mediante Causal Loop Diagrams (CLD), System Dynamics con AnyLogic e analisi dei dati con MATLAB;
• illustrano i principi della manutenzione basata sulle condizioni, le tecnologie di sensoristica e le principali tecniche di elaborazione dei segnali;
• presentano il project work, definendone obiettivi, risultati attesi e criteri di valutazione;
• forniscono feedback agli studenti durante lo sviluppo del progetto.
Durante il corso, gli studenti:
• partecipano attivamente alle lezioni e alle attività di laboratorio attraverso domande, discussioni ed esercitazioni;
• applicano i metodi e gli strumenti appresi sviluppando modelli CLD e System Dynamics, analizzando dati con MATLAB e realizzando semplici algoritmi per la manutenzione basata sulle condizioni;
• sviluppano, in gruppo, un project work finalizzato alla valutazione della sostenibilità economica e ambientale di un sistema industriale;
• utilizzano il feedback dei docenti per migliorare progressivamente il proprio elaborato.
Verifica Apprendimento
La verifica dell'apprendimento si basa sullo sviluppo e sulla discussione di un project work finalizzato alla valutazione della sostenibilità economica e ambientale di un sistema industriale.
Per superare l'esame, gli studenti dovranno:
· sviluppare, individualmente o in gruppi fino a 3 studenti, un caso di studio applicando i metodi e gli strumenti presentati durante il corso;
· modellare il sistema mediante un Causal Loop Diagram (CLD), evidenziando le relazioni che influenzano la sostenibilità del sistema;
· analizzare un dataset con MATLAB per valutare lo stato di salute dei componenti;
· sviluppare un modello di simulazione System Dynamics in AnyLogic, integrando il CLD e i risultati dell'analisi dei dati;
· redigere una relazione tecnica e presentare il progetto, illustrando le ipotesi adottate, il modello sviluppato, l'analisi dei dati e i risultati della simulazione. La discussione orale ha una durata indicativa di 30 minuti per gruppo.
Per il modulo di Simulazione, l'utilizzo di strumenti di Intelligenza Artificiale è consentito esclusivamente come supporto allo sviluppo del progetto e deve essere dichiarato in modo trasparente, specificandone finalità e modalità d'impiego. È consentito, ad esempio, utilizzare l'IA per approfondimenti sul contesto del caso di studio o per il supporto alla risoluzione di problemi tecnici. Non è invece consentito utilizzare l'IA per la modellazione logica del caso di studio, la costruzione del Causal Loop Diagram o l'identificazione delle relazioni tra le variabili. Qualsiasi utilizzo non autorizzato comporta l'annullamento del progetto.
Le modalità di esame sono le stesse per studenti frequentanti e non frequentanti. Gli studenti non frequentanti sono invitati a contattare il docente per concordare eventuali materiali integrativi.
Il docente si riserva la facoltà di richiedere un colloquio orale integrativo qualora lo ritenga necessario per verificare l'effettivo raggiungimento dei risultati di apprendimento previsti dal corso e la corretta attribuzione della valutazione.
Contenuti
I contenuti del corso sono articolati nei seguenti moduli:
• principi dei Product-Service Systems (PSS), della sostenibilità e del Total Cost of Ownership (TCO);
• fondamenti di manutenzione e del loro ruolo nella creazione di valore;
• valutazione della sostenibilità dei sistemi industriali mediante indicatori di prestazione (KPI);
• modellazione di sistemi complessi attraverso Causal Loop Diagrams (CLD);
• simulazione System Dynamics con AnyLogic per l'analisi di scenari e il supporto alle decisioni;
• principi della manutenzione basata sulle condizioni e tecnologie di sensoristica;
• fondamenti di segnali ed elaborazione del segnale, inclusi filtraggio, trasformata di Fourier e tecniche di analisi;
• applicazione di MATLAB per l'analisi dei dati di monitoraggio delle condizioni e la diagnosi dei guasti, attraverso esercitazioni e casi di studio.
Altre informazioni
Se il corso dovesse essere erogato in modalità duale o a distanza, si potrebbero apportare modifiche al programma per rendere il corso e gli esami accessibili con le nuove modalità di insegnamento.