Automazione industriale Automazione e controllo avanzati

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1 Automazione industriale Automazione e controllo avanzati Prof. Giancarlo Ferrari Trecate Dipartimento di Informatica e Sistemistica Università degli Studi di Pavia giancarlo.ferrari@unipv.it

2 Informazioni utili Orario lezioni: Automazione industriale Lunedì: (aula C7), Giovedì: (aula E1) Analisi e controllo dei sistemi nonlineari Mercoledì: (aula E1) Orario di ricevimento: Mercoledì (Ufficio: Dipartimento di Informatica e Sistemistica, piano C) Sito web di riferimento:

3 Informazioni utili Testi consigliati: C. Vercellis Ottimizzazione: Teoria, metodi, applicazioni, McGraw-Hill, ISBN: M. Fischetti Lezioni di ricerca operativa 2 ed., Edizioni Libreria Progetto, Via Marzolo, 28, Padova, ISBN Modalità dell'esame: Una prova scritta sull'intero programma del corso Le calcolatrici grafiche NON sono ammesse agli esami. Iscrizioni agli esami: vanno effettuate tramite il sistema web di Ateneo Le iscrizioni terminano 7 giorni prima della prova.

4 Automazione industriale Disciplina che studia le metodologie e le tecnologie che permettono il controllo di flussi di energia, di materiale e di informazioni necessari alla realizzazione di processi produttivi Vantaggi dell'automazione dei processi produttivi: Migliore qualità dei prodotti Migliore flessibilità (si utilizza lo stesso impianto per produrre più prodotti) Minori tempi e costi di produzione Adeguamento a leggi o regolamenti in tempi rapidi Migliore utilizzo delle risorse disponibili Miglioramento della competitività dell' azienda

5 Pianificazione dei processi produttivi Scelte di investimento Decisioni (management) Azioni di marketing Allocazione risorse umane Piano di produzione Controllo dei processi produttivi Prodotti Da ogni nodo sono presenti cammini di retroazione verso i nodi al livello precedente

6 Ruolo dell'automazione Scelte di investimento Decisioni (management) Azioni di marketing Allocazione risorse umane Metodi di supporto alle decisioni (management science) Piano di produzione Controllo dei processi produttivi Prodotti Automazione dei processi industriali

7 Controllo dei processi produttivi Scelte di investimento Decisioni (management) Azioni di marketing Piano di produzione Allocazione risorse umane Controllo processi produttivi Prodotti Controllo dei processi produttivi Problema principale: i prodotti diventano rapidamente obsoleti l'azienda deve modificare rapidamente la produzione Soluzione: sistemi di produzione flessibili cioè che svolgono in modo automatico più lavorazioni su diversi prodotti A sua volta, il controllo di processi produttivi e' articolato in sottoproblemi di controllo di diversa natura...

8 Metodi di supporto alle decisioni Scelte di investimento Decisioni (management) Azioni di marketing Piano di produzione Allocazione risorse umane Controllo processi produttivi Prodotti Management: le decisioni possono essere prese in modo istintivo o strutturato Decisioni prese in modo istintivo : Vantaggi: rapidità e flessibilità Svantaggi: assenza di un modello quantitativo limitata visione delle alternative limitata comprensione dei criteri di decisione Non ottimalità delle decisioni Gli svantaggi diventano estremamente critici nel caso di decisioni complesse (molte alternative e/o molte scelte interdipendenti e/o risorse limitate)

9 Metodi di supporto alle decisioni Scelte di investimento Decisioni (management) Azioni di marketing Piano di produzione Allocazione risorse umane Controllo processi produttivi Prodotti Decisioni prese in modo strutturato (cioè utilizzando un modello quantitativo): Vantaggi: migliore comprensione del fenomeno aziendale individuazione sistematica di tutte le alternative individuazione precisa degli obbiettivi individuazione di decisioni ottimali anche in casi molto complessi Svantaggi: la formulazione di un modello decisionale può richiedere tempo e risorse spesso pero' la minore rapidità di decisione e' compensata dai benefici della decisione presa

10 Automazione e management science Decisioni basate su modelli quantitativi: schema concettuale raffinamento del problema di decisione Problema di decisione Problema di ottimizzazione Soluzioni ottimali Formulazione del modello di ottimizzazione Algoritmi per la risoluzione di problemi di ottimizzazione

11 Esempio: mix produttivo Un'azienda produce due tipi di televisori (modello 1 e modello 2) ed e' dotata di due reparti di produzione dei componenti Reparto A: tubi catodici massima disponibilità: 120h di produzione al giorno 1h di lavoro per un tubo del modello 1 2h di lavoro per un tubo del modello 2 Reparto B: telai massima disponibilità: 90h di produzione al giorno 1h di lavoro per un telaio del modello 1 1h di lavoro per un telaio del modello 2 L'azienda dispone di due linee di assemblaggio (1 tel.=1 tubo catodico + 1 telaio) Linea 1: produzione del modello 1. Massima capacità: 70 unità/giorno Linea 2: produzione del modello 2. Massima capacità: 50 unità/giorno

12 Esempio: mix produttivo 2h modello 2 Reparto A (120 h/giorno) Linea 1 (70 unità/giorno) 1h modello 2 Reparto B (90 h/giorno) Linea 2 (50 unità/giorno) I margini di guadagno sono di 20 Euro per un televisore del modello 1 e 30 Euro per un televisore del modello 2. Supponendo che l'azienda venda tutti i televisori prodotti, qual è il numero di televisori ottimale, per ogni modello, che deve essere prodotto giornalmente al fine di massimizzare il guadagno? Piano giornaliero di produzione ottimale = mix di due prodotti

13 Esempio: mix produttivo 2h modello 2 Reparto A (120 h/giorno) Linea 1 (70 unità/giorno) 1h modello 2 Reparto B (90 h/giorno) Linea 2 (50 unità/giorno) Manager istintivo (e avaro): il modello 2 rende di più ne produco 50 al giorno Reparto A: 100h per tubi modello 2 (50 tubi) 20h per tubi modello 1 (20 tubi) Reparto B: 50h per telai modello 2 (50 telai) 20h per telai modello 1 (20 telai) Linea 1: 20 unita' del modello 1 al giorno Linea 2: 50 unita' del modello 2 al giorno Guadagno lordo giornaliero: 20*20+50*30=1900 Euro. Si può fare di meglio?

14 Esempio: mix produttivo 2h modello 2 Reparto A (120 h/giorno) Linea 1 (70 unità/giorno) 1h modello 2 Reparto B (90 h/giorno) Linea 2 (50 unità/giorno) Manager furbo: produce 60 unità del modello 1 e 30 del modello 2 Reparto A: 60h per tubi modello 2 (30 tubi) 60h per tubi modello 1 (60 tubi) Reparto B: 30h per telai modello 2 (30 telai) 60h per telai modello 1 (60 telai) Linea 1: 60 unità del modello 1 al giorno Linea 2: 30 unità del modello 2 al giorno Guadagno lordo giornaliero: 60*20+30*30=2100 Euro

15 Esempio: mix produttivo 2h modello 2 Reparto A (120 h/giorno) Linea 1 (70 unità/giorno) 1h modello 2 Reparto B (90 h/giorno) Linea 2 (50 unità/giorno) La decisione presa dal manager furbo è ottima (non si può fare di meglio) Come ha fatto a prenderla? Lo vedremo più avanti nel corso!!!