Indirizzo Meccanico - Meccatronico

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1 Indirizzo Meccanico - Meccatronico Discipline con attività di laboratorio Fisica 132 Tecnologie informatiche e dell automazione *Gestione di progetto *Processi Tecnologici: Teoria, applicazioni e impianti Totale ore * Possono essere sostituite, a scelta dello studente, con Gestione della qualità e sicurezza dei servizi tecnologici e Organizzazione e gestione dei servizi tecnologici d assistenza Indicazioni nazionali per Piani di Studi Personalizzati

2 Obiettivi Specifici d Apprendimento Indirizzo Meccanico- Meccatronico SECONDO BIENNIO FISICA - Tipologie di processi termodinamici - Analizzare processi e trasformazioni termodinamiche e illustrare le possibili applicazioni dei principi della termodinamica - Analizzare i processi reversibili e irreversibili, le trasformazioni tra calore e lavoro, il ciclo termico ideale e il rendimento di una macchina termica - Analizzare un ciclo termodinamico diretto e inverso applicato ai flussi termici (motore termico, pompa di calore..) - Processi radiativi - Analizzare lo spettro della luce visibile - Illustrare il modello corpuscolare e l interazione con la materia per la produzione di calore (effetto termico) o di elettricità (effetto fotovoltaico) - Analizzare e confrontare esempi per la produzione di acqua sanitaria e di energia elettrica - Fonti energetiche - Distinguere le fonti tradizionali da quelle integrative (solare, eolica, biomassa, fotovoltaica) e analizzare vantaggi e svantaggi - Gestire i parametri energetici tipici e i loro ordini di grandezza - La produzione di energia termica e meccanica da combustibili tradizionali e dal - Analizzare i processi di combustione e i relativi bilanci energetici - Analizzare il processo di fissione nucleare e il relativo bilancio energetico 2

3 nucleare - Analizzare i fattori di beneficio e di rischio ambientale - La produzione di energia - Classificare le fonti rinnovabili o integrative di energia (bacini meccanica da fonti integrative d acqua, solare, biogas, biomassa, idrogeno) - Illustrare i processi di conversione sulla base dei principi fisici - Analizzare i componenti dei sistemi di trasformazione di energia - Valutare i parametri energetici in termini di bilanci e rendimenti - Analizzare il rapporto costi / benefici e il rischio ambientale TECNOLOGIE INFORMATICHE E DELL AUTOMAZIONE - I sistemi ed i sistemi per l automazione - Riconoscere, analizzare, classificare e distinguere le varie tipologie dei sistemi - Rappresentare mediante un modello elementare sistemi di natura diversa - Riconoscere i sistemi riguardanti il settore della Meccanica e le interazioni con gli altri settori - I sistemi digitali - Conoscere le tecnologie che costituiscono il supporto della logica digitale - Riconoscere e utilizzare gli elementi con e senza memoria attraverso esemplificazioni e prove di laboratorio meccanico, pneumatico, oleodinamico, elettrico ed elettronico - Il controllo del tempo nella storia dei sistemi automatizzati e nella automazione moderna. - Comprendere ed analizzare il ruolo del tempo in processi automatici di natura diversa - Utilizzare istruzioni che implementano la funzione di temporizzazione in vari linguaggi di programmazione - I sistemi analogici - Distinguere e classificare sistemi di diversa natura - Estendere il concetto di sistema anche ad altri campi delle attività umane e dell ambiente, cogliendo gli aspetti essenziali che li caratterizzano - Rappresentare sistemi di natura diversa mediante l uso di modelli matematici - Studio dei sistemi analogici nel dominio del tempo e della frequenza - Risolvere con metodi numerici semplici sistemi analogici e risposte a sollecitazioni diverse - Utilizzare software dedicati per la soluzione di sistemi semplici e complessi - Utilizzare software dedicato per il calcolo della distribuzione degli eventi - Comprendere il concetto di stabilità in generale e analizzarlo in applicazioni di laboratorio - Sistemi misti analogici e digitali - Analizzare le funzioni fondamentali e conoscere la componentistica dei sistemi analogici e digitali e della loro conversione - Riconoscere le diverse tecnologie a supporto dei sistemi digitali analogici ed i campi di impiego in ciascun settore GESTIONE DI PROGETTO - Realizzazione grafica del prodotto e possibilità di commercializzazione - Applicare le normative riguardanti le tolleranze, gli accoppiamenti, le finiture superficiali e la rappresentazione grafica in generale in funzione delle richieste di mercato 3

4 - Proporzionamento di semplici organi meccanici di comune impiego nelle trasmissioni e nei processi automatici - Scelta e rappresentazione delle principali attrezzature di produzione - Applicare i parametri principali della progettazione e le regole di dimensionamento in relazione alla funzionalità ed alla sicurezza nel proporzionamento di semplici organi meccanici - Riconoscere e scegliere le attrezzature in base ai criteri di produttività PROCESSI TECNOLOGICI: TEORIA, APPLICAZIONI E IMPIANTI - Equilibrio dei principali organi meccanici di comune impiego e - studio cinematico/dinamico di meccanismi semplici e complessi - Proprietà meccaniche e tecnologiche dei materiali metallici - Produzione dell acciaio e sue leghe Diagrammi di equilibrio e trattamenti termici - Verificare gli equilibri di organi meccanici mediante prove di laboratorio - Interpretare e applicare le leggi fondamentali della meccanica nello studio cinematico/dinamico di meccanismi semplici e complessi - Analizzare le proprietà meccaniche e tecnologiche dei materiali metallici con prove eseguite in laboratorio - Determinare le sollecitazioni e le tensioni negli organi meccanici - Determinare e applicare i criteri di sicurezza - Riconoscere i punti critici e la composizione delle leghe - Scegliere e gestire un trattamento termico in laboratorio in base alle caratteristiche di impiego e alla tipologia del materiale - Trasmissioni meccaniche - Valutare le problematiche e le caratteristiche di impiego degli organi di trasmissione meccanica - Analizzare ed elaborare i risultati sotto l aspetto tecnico funzionale mediante prove di laboratorio - Dimensionamento di organi meccanici - Impostare e risolvere problemi dimensionali e di verifica, con eventuali rappresentazioni grafiche (2D,3D) - Macchine motrici e generatrici - Analizzare le principali caratteristiche di funzionamento di energia. mediante l uso del laboratorio - Macchine a controllo numerico - Riconoscere, comprendere e analizzare le principali funzioni delle macchine a controllo numerico - Controllo di qualità e collaudi - Effettuare le principali prove distruttive e non distruttive per applicare le tecniche statistiche nei controlli di produzione, nei controlli di qualità e nei collaudi GESTIONE DELLA QUALITA E SICUREZZA DEI SERVIZI TECNOLOGICI - La qualità: evoluzione storica, definizioni, termini e riferimenti normativi. - Gestione del sistema qualità in relazione al servizio tecnologico e ai costi. - Elementi di analisi s tatistica con riferimento alla qualità - Acquisire i concetti fondamentali relativi alla normativa europea e alle leggi vigenti (UNI EN ISO 8402 e UNI EN ISO ). - Analizzare le funzioni aziendali, predisporre e pianificare gli opportuni controlli sulla documentazione, sulla progettazione, sull approvvigionamento dei materiali, sul processo e sui collaudi finali. Gestire le modifiche migliorative anche in relazione ai costi interni ed esterni. - Conoscere le principali distribuzioni statistiche e i metodi di analisi previsionale. 4

5 - Tecniche di controllo della qualità - Conoscere e applicare le principali procedure di controllo per accettazione e le metodologie operative atte a mantenere il prodotto entro i limiti di tolleranza previsti. - La sicurezza : normativa, enti di controllo e prevenzione. - La sicurezza nei laboratori e nei reparti: dispositivi di protezione individuali. - Il sistema di sicurezza aziendale: informazione e dispositivi di protezione. - La valutazione dei rischi in relazione al prodotto, all ambiente di lavoro e al consumatore - Acquisire concetti fondamentali relativi alla normativa di prevenzione degli infortuni e alla legislazione sulla sicurezza delle attività lavorative intese sia come prestazione di un servizio tecnologico, sia come esecuzione di un lavoro nell ambito di un processo produttivo. - Conoscere i dispositivi di protezione e sicurezza, il loro corretto utilizzo e la loro efficienza durante le esercitazioni in laboratorio e nei reparti. Illustrare esempi applicativi. - Conoscere gli obblighi e gli adempimenti da parte dei responsabili e degli addetti dei servizi di protezione e di prevenzione nei luoghi di lavoro in relazione al DM 626/94, 493/96 e 46/90(infortuni) ecc. - Acquisire la capacità di valutazione dei rischi, dei pericoli dei soggetti a rischio e dell entità dei danni possibili. ORGANIZZAZIONE E GESTIONE DEI SERVIZI TECNOLOGICI D ASSISTENZA - Evoluzione storica e cultura della manutenzione. - Tipologie manutentive. - Criteri di affidabilità e sicurezza. - Definizione moderna di manutenzione inserita in una azienda o in un servizio. - La manutenzione preventiva e il miglioramento continuo: concetti fondamentali. - Impiego di tecniche di base. - Funzioni delle figure professionali addette alla manutenzione. - Illustrare gli sviluppi storico sociali dalla cultura del frazionamento (taylorismo) alla cultura della integrazione. - Descrivere il concetto di affidabilità e di globalità. - Esporre l evoluzione dell automazione dall industria di processo a quella manifatturiera. - Distinguere i vari modi di manutenzione (incidentale o correttiva, ciclica, preventiva, migliorativa, condizionata, TPM) in relazione ai guasti, alle possibilità di ispezione e alla tipologia di intervento. - Conoscere gli obiettivi primari di qualità, affidabilità e produttività della manutenzione intesa, non come un semplice servizio, ma integrata nella produzione e avente la finalità di minimizzare i costi del ciclo di vita del prodotto (globali e di esercizio) mantenendo alto il valore residuo. - Programmare, gestire, controllare l affidabilità di un prodotto/processo mediante la raccolta e l analisi dei dati significativi relativi ai guasti, evidenziandone le cause (diagrammi causa-effetto) e le priorità di intervento (diagramma di Pareto). - Esprimere forme di collaborazione e di integrazione mediante circoli di qualità (QCC, TPM, TQM, JIT,ecc.). - Conoscere le competenze e le funzioni organizzative e gestionali da parte del conduttore dell impianto, del gestore della manutenzione, dell operatore diagnosta, dell ingegnere di manutenzione, atte alla pianificazione degli interventi, alla gestione e conduzione dei processi tecnologici. - Assiemi oggetto di manutenzione - Individuare un assieme, un sistema di alimentazione, un organo meccanico, un gruppo di regolazione. - Analizzare i parametri di degrado o le cause di difettoso funzionamento dei componenti. - Progettazione e gestione di un servizio tecnologico di assistenza o di manutenzione - Individuare gli obiettivi e le attività garantendo l affidabilità e la sicurezza del servizio, il corretto impiego dei mezzi e l utilizzo ottimale delle risorse. - Progettare i sistemi di intervento in base alla loro criticità. 5

6 - Efficacia degli interventi in funzione della riduzione dei costi. - Interventi per il miglioramento dell efficienza - Sistemi e modelli di ottimizzazione della manutenzione e relativa pianificazione Predisporre le tecniche di rilevamento diagnostico. - Individuare le aree di miglioramento. - Rendere gli interventi compatibili con l ambiente e con il rapporto uomo/macchina. - Programmare e gestire i lavori, le prestazioni esterne, i materiali, gli impianti e i servizi di controllo del sistema. - Programmare un piano di intervento (diagnosi e controllo) con l ausilio delle tecniche moderne del TPM (Kaizen, MAGEC, ecc.). - Conoscere i modelli di ricerca operativa e di pianificazione (ottimizzazione del costo e delle fermate, modelli di modo di guasto e modelli di simulazione complessi, modelli di controllo per circuiti di retroazione,ecc.). - Distinguere e scegliere il modello interpretativo di tipo analitico o globale più adeguato al fine di ottimizzare l intervento. QUINTO ANNO TECNOLOGIE INFORMATICHE E DELL AUTOMAZIONE - I sistemi per l automazione - Riconoscere le diverse tipologie dei controlli di processo e degli impianti realizzati con sistemi automatici - Distinguere gli elementi per il controllo, il trattamento dell informazione e gli attuatori nei processi automatici - Discernere le tecnologie applicate all automazione effettuando raffronti costo-beneficio - Applicare le tecniche di simulazione alla gestione di un progetto meccanico - I componenti di un sistema automatico - Il controllo programmabile nei processi meccanici - Utilizzare i componenti (sensori ed attuatori) per grandezze fisiche diverse, comprenderne il significato, il funzionamento ed i limiti di impiego nei processi meccanici - Analizzare le caratteristiche e operare le opportune scelte consultando i manuali e la letteratura del settore - Comprendere l evoluzione delle tecnologie - Comprendere i principi fondamentali della robotica e dei sistemi di fabbricazione - Utilizzare un linguaggio di programmazione per controllare un processo produttivo - Automazione integrata e robotica - Distinguere e classificare i sistemi per l automazione integrata e la robotica applicati ai processi produttivi - Identificare le tipologie dei sistemi di movimentazione con applicazione alle trasmissioni meccaniche - Comprendere le tendenze evolutive delle tecnologie applicate alla automazione e alla robotica GESTIONE DI PROGETTO - Proporzionamento di organi meccanici complessi - Applicare correttamente le regole di dimensionamento e di rappresentazione grafica con esempi di simulazione per proporzionamento di organi meccanici complessi - Applicare le tecniche di calcolo dei costi in relazione alla 6

7 - Strategie operative applicate alla programmazione ed al controllo della produzione - Progetto, gestione e controllo del ciclo di fabbricazione tipologia produttiva - Utilizzare le tecniche della programmazione e della analisi statistica applicate al controllo della produzione - Determinare il modo ottimale di produzione con metodi di simulazione grafica e con esperienze di laboratorio - Determinare il ciclo di fabbricazione di un prodotto dalla progettazione digitale alla realizzazione scegliendo le opportune attrezzature, gli utensili e i trattamenti finali PROCESSI TECNOLOGICI: TEORIA, APPLICAZIONI E IMPIANTI - Macchine operatrici - Scegliere le principali macchine operatrici utilizzate nei processi produttivi - Analizzare in laboratorio i principali parametri di funzionamento - Processi industriali utilizzanti motori endotermici ed esotermici (AS, AC) - Problemi di recupero energetico - Problemi di inquinamento atmosferico dovuto agli scarichi dei motori - Processo di regolazione nelle macchine - Interfacciamento tra sistemi CAD-CAM - Valutare le prestazioni, i consumi, i rendimenti di motori endotermici e esotermici e analizzare l impatto ambientale del loro utilizzo - Analizzare le problematiche connesse al recupero energetico e le soluzioni tecnologiche per la sua efficace realizzazione. - Interpretare i principi di termodinamica e fluidodinamica applicata. - Analizzare i sistemi di recupero e le nuove tecnologie per la salvaguardia dell ambiente - Analizzare i principali meccanismi di regolazione delle macchine nell ambito dei processi di regolazione automatica - Analizzare esempi di interfacciamento tra sistemi cad-cam, utilizzando metodi di simulazione in laboratorio GESTIONE DELLA QUALITA E SICUREZZA DEI SERVIZI TECNOLOGICI - Approfondimenti delle tecniche di controllo e di gestione della qualità - La ricerca e il miglioramento della qualità attraverso il progetto qualità - Scegliere il metodo più appropriato (grafico o analitico) per mantenere sotto controllo una determinata attività produttiva relativa ai servizi tecnologici (controlli per attributi, per difetti, per accettazione; metodi di campionamento e metodologie operative di sistemi complessi). - Programmare un progetto spazio-temporale basato su modelli di affidabilità statistica e finalizzato al miglioramento del prodotto e/o del processo, tenendo conto della compatibilità ambientale. - Utilizzare adeguati strumenti operativi (istogrammi, raccolta dati, diagrammi causa/effetto, correlazioni, carte di controllo, ecc.). - La qualità totale e le sue finalità. - Acquisire i concetti di qualità totale sia del prodotto sia del processo. - Integrare le esigenze di mercato con le caratteristiche del prodotto aziendale. - Gestione della qualità in relazione all affidabilità e alla sicurezza. Problema della manutenzione. - Individuare e gestire la funzionalità e la qualità di un prodotto/servizio controllando i parametri caratteristici dei componenti impiegati. - Stimare la frequenza di guasto e gli interventi correttivi con eventuali anelli di retroazione e/o sistemi di ridondanza. 7

8 - Normazione e certificazione - Definire i requisiti ai quali deve rispondere il prodotto, le procedure per i controlli, i collaudi e le prove di certificazione. - Prove di qualificazione e di - Acquisire tecniche e procedure di collaudo e di controllo su certificazione dei componenti e dei materiali utilizzati nei servizi componenti o unità funzionali in relazione alle condizioni di impiego e ai parametri di servizio e ambientali. tecnologici. - Disposizioni relative alla sicurezza e alla salute nella gestione e uso delle macchine e delle attrezzature - La sicurezza in relazione all ambiente di lavoro. - Approfondimento e comparazione delle tecniche di gestione della qualità mediante esperienze con aziende del settore. - Analizzare la normativa relativa alla Direttiva Macchine e ad altre direttive, valutando ambito di applicazione, definizioni e modalità di impiego. - Conoscere le prescrizioni obbligatorie in materia di ambiente e dei relativi rischi. Conoscere le tecniche di gestione ambientale (ISO 14000). - Integrare le problematiche legate alla qualità del prodotto e/o del servizio offerto dalla azienda, inserendolo in un progetto di controllo e di miglioramento dello standard qualitativo. ORGANIZZAZIONE E GESTIONE DEI SERVIZI TECNOLOGICI D ASSISTENZA - La gestione dei materiali tecnici, dei - Classificare e razionalizzare i materiali e i ricambi in relazione gruppi merceologici e dei loro livelli al fabbisogno e alla criticità degli interventi (fermate). operativi - Gestire il livello delle scorte in funzione dei costi, della disponibilità di componenti ordinari/modulari e della - Il sistema informativo per l organizzazione e la gestione di un servizio tecnologico di assistenza - Il sistema informativo integrato (SIM ingegneria della manutenzione) - Reti informatiche per la manutenzione. - Manutenzione in relazione all ambiente e alla sicurezza. reperibilità sul mercato. - Realizzare un sistema di riferimento che sappia individuare i punti critici, selezionare e interpretare le cause. - Realizzare un sistema di riferimento che sappia analizzare le procedure di intervento per l assistenza tecnica del ciclo di guasto e che permetta di programmare un miglioramento continuo dell affidabilità dell impianto. - Conoscere la struttura e la capacità di un sistema integrato e dei dispositivi di rilevazione. - Trasmettere ed elaborare informazioni tra l impianto e lo staff responsabile (elementi sensoriali, reti di comunicazione, monitoraggio, analisi delle informazioni,ecc.). - Individuare le tipologie più appropriate per la diagnosi, il controllo e la gestione a distanza di un meccanismo, di un impianto o unità produttiva. - Pianificare un intervento (strumenti di controllo, modelli di retroazione, telecontrolli, information-technology, automanutenzione, ecc). - Conoscere le reti informatiche e le attività terziarie. - Conoscere le normative vigenti (eurocodici) e i criteri più idonei di intervento. - Organizzare e gestire il processo garantendo un efficace monitoraggio tramite opportuni indicatori per una appropriata assistenza nel rispetto della tutela del lavoro e della sicurezza ambientale. 8