Obiettivi formativi
Conoscenze e capacità di comprendere: mediante le lezioni frontali tenute durante il corso, lo studente acquisirà i metodi e le conoscenze necessari ad inquadrare e comprendere i princìpi della progettazione industriale, dalla fase di generazione e concepimento al design di dettaglio dei prodotti e dei componenti; apprenderà a impiegare proficuamente gli strumenti per il design virtuale nonché per il calcolo dei costi di produzione e delle lavorazioni. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Mediante le esercitazioni pratiche svolte in classe relativamente ad alcuni argomenti del programma, gli studenti apprenderanno come applicare le conoscenze acquisite in un contesto reale di progettazione, nonché in ambiti multidisciplinari o non familiari. In particolare, lo studente dovrà applicare le conoscenze acquisite al disegno e industrializzazione di un prodotto/componente, partendo dallo studio di fattibilità, definendo la miglior struttura produttiva e la sua gestione, valutando la possibilità di ricorrere ad operazioni automatizzate in sostituzione di quelle manuali e riflettendo sul processo di assemblaggio/disassemblaggio e riutilizzo/riciclo dei materiali nell'ottica dell'economia circolare.
Autonomia di giudizio: al termine del corso lo studente sarà in grado di comprendere e valutare in maniera critica i principali metodi della progettazione e del design nel mondo dell'industria (progettazione concettuale e di dettaglio, scelta dei matewriali, progettazione assisitita da strumenti CAD, analisi del ciclo di vita LCA, green design, value analysis and engineering); utilizzando le conoscenze acquisite dovrà analizzare sistemi e prodotti esistenti valutando le prestazioni e l’adeguatezza, valutare l’impatto sull'ambiente e il ciclo di vita, e dovrà elaborare concetti di soluzione propri.
Capacità comunicative: Tramite le lezioni frontali e il confronto con il docente, lo studente acquisirà il lessico specifico inerente la terminologia specifica, i sistemi di ausilio virtuali, la gestione del ciclo di vita dei prodotti. Ci si attende che, al termine del corso, lo studente sia in grado di trasmettere, in forma orale e in forma scritta, i principali contenuti del corso, quali idee, problematiche ingegneristiche e relative soluzioni. Lo studente deve comunicare le proprie conoscenze con mezzi adeguati, pertanto per la risoluzione di problemi numerici ci si attende l’utilizzo di strumenti di uso comune nel settore, quali tabelle, schemi impiantistici, diagrammi di flusso, fogli di calcolo numerici.
Capacità di apprendimento: Lo studente che abbia frequentato il corso sarà in grado di approfondire le proprie conoscenze in materia di generazione concettuali di prodotti e componenti, realizzazione, risorse impiegate, impatto ambientale, attraverso la consultazione autonoma di testi specialistici, riviste scientifiche o divulgative, anche al di fuori degli argomenti trattati strettamente a lezione, al fine di affrontare efficacemente l’inserimento nel mondo del lavoro o intraprendere percorsi di formazione successivi.
Prerequisiti
Non vi sono prerequisiti obbligatori per la frequenza e la piena comprensione degli argomenti del corso; è tuttavia di ausilio richiamare i concetti del disegno meccanico e dei principi della progettazione per la resistenza dei corsi dedicati della laurea triennale. Inoltre, risulta utile avere conoscenze di base della modellazione CAD 3D al calcolatore.
Contenuti dell'insegnamento
I contenuti del corso possono suddividersi in 3 macro-aree:
1- Concetti e metodi della progettazione industriale, in cui si vedranno i criteri della progettazione meccanica, concettuale e di dettaglio, e si richiameranno i concetti di sollecitazione e di resistenza di un materiale strutturale (metallico o polimerico); saranno introdotti quindi i principali strumenti e metodi della progettazione meccanica assistita, i concetti di Design for assembly, Green Design e di economia circolare, e la durabilità, controllo di qualità, design for quality e TQM; l'analisi del ciclo di vita (LCA) e la progettazione orientata (Design for X); sarà introdotta la progettazione per il costo e la recente Value Analysis and Engineering.
2- Lo sviluppo di un prodotto e di un processo, dove si richiameranno le fasi del processo di sviluppo, il modello stage and gate, le tipologie e pianificazioni di nuovi prodotti; si parlerà anche di Conjoint Analysis e verranno forniti elementi di Industrial Design.
3 - I casi studio aziendali: Sono previsti contatti concreti con aziende del settore manifatturiero, metalmeccanico e meccatronico, leader di processi, automazione e gestione dei prodotti, per sviluppare casi applicativi e progetti su temi di interesse reciproco.
Programma esteso
- Metodi della progettazione industriale;
- Principali criteri della progettazione meccanica;
- Progettazione concettuale e progettazione di dettaglio;
- Concetti di sollecitazione e di resistenza;
- Scelta dei materiali e lavorazioni/tecnologie;
- Progettazione meccanica assistita: principali strumenti e metodi;
- Durabilità, controllo di qualità, design for quality e TQM;
- Analisi del ciclo di vita (LCA) e Progettazione orientata (Design for X);
- Design for assembly;
- Concetti di Green Design e di economia circolare;
- Progettazione per il costo;
- Value Analysis and Engineering.
Lo sviluppo di un prodotto e di un processo
- Fasi del processo di sviluppo;
- Il modello stage and gate;
- Tipologie e pianificazione di nuovi prodotti;
- Analisi dei customer needs;
- Le specifiche tecniche;
- Product concept e test;
- Conjoint Analysis;
- Elementi di Industrial Design;
- Architettura tecnica del prodotto;
- House of quality;
- Aspetti economici e organizzativi nello sviluppo prodotto;
- Il Virtual Product Development;
- Alcuni case studies in collaborazione con aziende del settore.
I casi studio aziendali
Sono previsti contatti concreti con aziende del settore manifatturiero, metalmeccanico e meccatronico, leader di processi, automazione e gestione dei prodotti, per sviluppare casi applicativi e progetti su temi di interesse reciproco.
Bibliografia
- Dispense e materiale a cura del docente;
- Ulrich K.T., Eppinger S.D., Product design and development, McGraw-Hill, 5° Ed., 2011.
- Dieter G. Schimdt L., Engineering Design, McGraw Hill; 2012
Metodi didattici
Il corso ha un peso di 9 CFU, che corrispondono a 72 ore di lezione frontale in aula. Le attività didattiche saranno condotte privilegiando lezioni frontali in aula alternate a esercitazioni ed esposizione/discussione di casi pratici. Durante le lezioni frontali verranno affrontati gli argomenti del corso da un punto di vista teorico-progettuale, al fine di favorire la comprensione profonda delle tematiche e di far emergere eventuali preconoscenze sui temi in oggetto da parte dei formandi. Durante le esercitazioni svolte in classe, durante le quali è possibile avvalersi di strumenti personali di calcolo quali elaboratori, gli studenti saranno tenuti ad applicare la teoria ad un esercizio, un caso studio reale o un progetto sviluppato secondo i criteri metodologici illustrati nelle lezioni e nel materiale bibliografico e didattico. Le esercitazioni al CAD saranno svolte presso un laboratorio informatico, e la loicenza del software utilizzato (Solidworks) concessa a ciascun studente per l'utilizzo anche personale in autonomia. A complemento dei metodi didattici finora esposti, se le condizioni lo consentono, vengono organizzati dei seminari tenuti da responsabili di aziende multinazionali che riportano esperienze concrete maturate in casi studio reali. Le slide e gli appunti utilizzate a supporto delle lezioni verranno caricate a inizio corso sulla piattaforma dedicata (ELLY). Gli appunti, i lucidi, i fogli di calcolo, le tabelle e tutto il materiale condiviso è considerato parte integrante del materiale didattico. Si ricorda agli studenti non frequentanti di controllare il materiale didattico disponibile e le indicazioni fornite dal docente tramite la piattaforma Elly, unico strumento di comunicazione impiegato per il contatto diretto docente/studente. Su tale piattaforma, giorno per giorno, vengono indicati gli argomenti affrontati a lezione che andranno poi a costituire l’indice dei contenuti in vista della preparazione all’esame finale.
Modalità verifica apprendimento
La verifica dell’apprendimento prevede una prova scritta e l'esposizione di un progetto di gruppo, formato da 2/3 studenti, sullo sviluppo completo di un oprodotto innovativo.
La prova scritta sarà basata su domande a risposte aperte della durata di circa 1.5 ore. La prova consiste normalmente di 4/5 quesiti che possono vertere su contenuti teorici affrontati durante il corso, o la trattazione di un semplice esempio applicativo. La prova è superata se raggiunge un punteggio pari ad almeno 18 punti.
L'attività di sviluppo di progetti personali, che andranno discussi al termine dell'anno mediante una presentazione con il supporto di slide, e della durata di 10-15 minuti, andrà poi a definire con un certo peso il voto finale. Il progetto comprenderà la realizzazione del modello 3D del prodotto, anche mediante assieme di parti, con lo studio dei costi e del montaggio, ed eventualmente, per chi lo vorrà, la stampa dello stesso per additive manufacturing, anche in scala.
Altre informazioni
Si consiglia vivamente la frequenza delle lezioni.
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Questo insegnamento concorre alla realizzazione degli obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile
