Alcune considerazioni sulla formazione degli allievi ingegneri in relazione alle esigenze del settore delle Macchine Automatiche

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1 Gabriele Vassura Alcune considerazioni sulla formazione degli allievi ingegneri in relazione alle esigenze del settore delle Macchine Automatiche

2 La competitività delle aziende di macchine automatiche è dipendente da forme nuove di capacità progettuale e da livelli tecnologici sempre più elevati La tradizionale capacità inventiva di progettisti con cultura prevalentemente meccanica non è più sufficiente nén a generare innovazione nén a risolvere in modo adeguato problematiche emergenti connesse alle nuove richieste (prestazioni, flessibilità) La figura professionale dell ingegnere si sta rendendo sempre più necessaria nel mondo delle macchine per il packaging ed in generale nel settore dell automazione, sostituendo progressivamente o integrando professionalità più tradizionali

3 Specialmente nello settore dello sviluppo di macchine e sistemi innovativi all ingegnere vengono sempre più richieste: competenze interdisciplinari e capacità di inquadrare i problemi nella loro molteplicità di aspetti ed implicazioni funzioni di sintesi (capacità progettuale) e non solo di analisi capacità di operare secondo metodologie di lavoro organizzate (concurrent engineering,, etc.) Relativamente alla formazione di una figura professionale di INGEGNERE con preparazione universitaria ottimizzata alle esigenze del settore macchine automatiche, in particolare orientata alla progettazione di macchine innovative, si possono riscontrare nell ambiente diverse opinioni, raggruppabili in due tendenze contrapposte.

4 La complessità delle problematiche di settore e la elevata specificità delle tematiche rendono impossibile definire un percorso formativo compatibile con le esigenze di una formazione di base e con le limitazioni dovute a percorsi didattici sempre più contratti Sono identificabili dei percorsi formativi di carattere innovativo in grado di sviluppare professionalità caratterizzate da un approccio unificato a realtà tecnico- produttive sempre più caratterizzate dalla integrazione di diverse aree scientifico- tecnologiche E quindi meglio limitare il percorso formativo ad ambiti culturali classici ben definiti (meccanica, elettrotecnica, elettronica) lasciando poi al successivo percorso professionale in azienda l eventuale specializzazione con conseguente apertura interdisciplinare funzionale alla progettazione di macchine automatiche ed alla innovazione di settore Si ritiene che solo una integrazione culturale sin dalle prime fasi della formazione sia in grado di sviluppare professionalità capaci di generare contributi realmente innovativi ed adeguati alle nuove esigenze Ingegneria meccatronica Ingegneria della automazione

5 A favore: una preparazione di base solida, ben orientata e definita nel contesto culturale di pertinenza, idonea all innesto successivo di competenze aggiuntive (la maggior parte dei responsabili di progetto incontrati nel settore sono ingegneri meccanici) Contro: prevalenza di una formazione orientata all analisi difficoltà, lentezza ed episodicità nella apertura interdisciplinare (assenza di riferimenti e difficoltà di impostazione metodologica) A favore: competenze interdisciplinari, facilità di integrazione Contro: rischio di insufficiente approfondimento tematico ( non tutto, ma di tutto ) basi metodologiche non sempre disponibili o sufficientemente collaudate

6 A proposito di MECCATRONICA I contributi alla MECCATRONICA Mechatronics is centred on mechanics, electronics and computing which, combined, make possible the generation of simpler,, more economical, reliable and versatile systems.. The portmanteau "mechatronics" was first coined by Mr. Tetsuro Mori, a senior engineer of the Japanese company Yaskawa,, in Mechatronics may alternatively be referred to as " electromechanical systems " or less often as "control and automation engineering". fonte Wikipedia

7 Riconoscimento della dignità di ambito culturale e scientifico autonomo Testi scientifici International Journals Diffusione di Corsi di Meccatronica presso le principali università europee

8 Ingegneria della automazione vs Ingegneria meccatronica Molto spesso meccatronica ed automazione sono impropriamente considerati sinonimi Difficoltà a definire confini precisi Aree di intersezione molto estese Ing. Automazione maggiormente orientata ai grandi sistemi ed al processo Ing. Meccatronica maggiormente orientata ai componenti ed al prodotto Ingegneria dell automazione con prevalente evoluzione storica dal mondo dell elettronicainformatica Ingegneria meccatronica con prevalente evoluzione storica dal mondo della ingegneria meccanica-elettrotecnica Obiettivo condiviso: creazione di una professionalità con valenza sovra-disciplinare automazione meccatronica

9 I tre fondamenti della cultura meccatronica (secondo Isermann) A - il livello delle competenze di base ( necessità di bilanciamento dei contenuti disciplinari) B - il livello degli strumenti di analisi ( necessità di maggiore integrazione) C - il livello dei criteri e delle metodologie di sintesi ( necessità di sviluppo - finora prevalentemente case-studies studies e pochi approcci metodologici) C Gli strumenti di sintesi (metodologie progettuali) A Le competenze di base (meccanica, elettrotecnica, elettronica, informatica etc.) B Gli strumenti di analisi (modellazione e simulazione di sistemi integrati)

10 Esperienze di formazione integrata orientata all automazione presso la facoltà di Ingegneria di Bologna Fino al 2002 Attivazione di INDIRIZZI AUTOMAZIONE e ROBOTICA da parte di vari corsi laurea - aperture verso il mondo della automazione industriale attuate nell ambito culturale di provenienza, con limitate aperture verso settori disciplinari complementari Dal 2002 Attivazione di un corso di laurea triennale in INGEGNERIA della AUTOMAZIONE, con un percorso formativo integrato e contributi didattici provenienti da vari settori disciplinari Dal 2005 Attivazione di una laurea specialistica in INGEGNERIA della AUTOMAZIONE

11 Esperienze personali nella formazione di ingegneri con competenze in automazione Corso di Costruzione di Macchine Automatiche e Robot per Ingegneria Meccanica Terminato con il passaggio al nuovo ordinamento Disegno tecnico industriale Meccanica Applicata alle Macchine Scienza delle costruzioni Costruzione di Macchine Controlli automatici Tecnologie Meccaniche Caratterizzazione dell indirizzo Automazione Industriale e Robotica Costruzione di Macchine Automatiche e Robot Meccanica dei Robot Azionamenti Elettrici Meccanica delle Vibrazioni Mancanza attuale di un indirizzo automazione nella laurea specialistica dei meccanici Insegnamenti strettamente propedeutici Insegnamenti caratterizzanti FORTE CONNOTAZIONE VERSO LA SINTESI attuata mediante l insegnamento di METODOLOGIE di PROGETTO apprese attraverso lavoro concreto di progettazione svolto su TEMI di INTERESSE INDUSTRIALE in collaborazione concreta con aziende

12 Esempi di attività formative con allievi meccanici: Piegatrice in continuo, ad alta velocità, di panni detergenti ad uso domestico

13 Esempi di attività formative con allievi meccanici: Studio di fattibilità di macchina avvolgitrice (Az. Rif. ROBOPACK)

14 Esempi di attività formative con allievi meccanici: studio di fattibilità di cambio automatico di bobine (Az. Rif. SENZANI BREVETTI).

15 Osservazioni sui risultati conseguiti nell ambito dell indirizzo automazione per ingegneria meccanica buona maturazione di capacità progettuali, ma con insufficiente approfondimento degli aspetti funzionali e controllistici difficoltà di accesso a tematiche meccatroniche vere e proprie, a causa di limitazioni nelle conoscenze di base buona capacità di dialogo con settori disciplinari complementari (conoscenze di interfaccia ) buona capacità di inserimento nei contesti aziendali di progettazione del settore packaging, grazie ad una forte omogeneità con la cultura prevalente negli uffici progettazione delle aziende locali

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17 II anno Elaborazione dell immagine Gestione dell innovazione e dei progetti Compatibilità elettromagnetica Laboratorio di Macchine Automatiche Laboratorio di Automazione Meccanica delle vibrazioni Oleodinamica e pneumatica Dinamica degli azionamenti elettrici Identificazione dei modelli e analisi dati Informatica Industriale Meccanica delle Macchine Automatiche

18 esperienze didattiche: Corso di Ingegneria dell Automazione, Laurea triennale e Laurea Specialistica Corso di Macchine Automatiche Contenuti rivolti alla presentazione degli aspetti funzionali delle macchine automatiche, esaminate nell ottica prioritaria di SISTEMA di PRODUZIONE Contenuti specifici relativi agli azionamenti, inclusa oleodinamica e pneumatica Avvio agli strumenti di progettazione (CAD 3D, sistemi di modellazione cinematica) Laboratorio di Macchine Automatiche Attività di avvio alla progettazione di sistemi automatizzati con uso di strumenti integrati di simulazione, inclusa la modellazione fisica dei sistemi (CAD)

19 Impressioni personali sulla attuale strutturazione del corso di Laurea in Ingegneria dell Automazione Discreta integrazione ed assortimento delle competenze settoriali di base, migliorabile attraverso il potenziamento delle competenze nel settore meccanico-tecnologico Problemi di efficienza didattica relativi alla mutuazione dei corsi, cosa che compromette la specificità dell approccio didattico Prevalenza di corsi di carattere analitico Auspicabile aumento di corsi rivolti alla modellazione ed alla simulazione di sistemi integrati Scarsa efficacia della organizzazione a tre cicli annuali di lezione (didattica fast-food ) In particolare nell ambito della laurea specialistica, spazio troppo esiguo lasciato alle attività di carattere sintetico-progettuale

20 Conclusioni Il fattore umano (competenza tecnologica e capacità progettuale) continuerà ad essere un elemento chiave per il successo delle aziende di macchine per packaging Lo sviluppo di professionalità orientate può rendere più efficiente il processo di trasferimento ed adeguamento della cultura di settore alla luce delle mutate esigenze e della evoluzione delle tecnologie disponibili Le recenti iniziative nella formazione universitaria (ingegneria dell automazione, ingegneria meccatronica) appaiono in grado di fornire un utile contributo c alle nuove esigenze del settore, integrando le figure professionali più classiche Appaiono comunque opportuni alcuni correttivi: - migliore bilanciamento delle competenze di base - maggiore orientamento alle attività di sintesi (sviluppo di capacità progettuali) - maggiore coinvolgimento della realtà industriale nel processo di formazione