10420 - IMPIANTI INDUSTRIALI

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del modulo, lo studente conosce e comprende i criteri generali, ed i corrispondenti metodi matematici per le relative decisioni impiantistiche, che presiedono alla scelta, alla progettazione, ed alla realizzazione degli impianti industriali.

Contenuti

Definizioni fondamentali e classificazione degli impianti industriali con riferimento a: natura del prodotto finito, dimensioni, composizione organica del capitale, ciclo tecnologico e continuità del processo produttivo. Classificazione dei processi produttivi: secondo il modo di realizzare il prodotto, secondo il modo di realizzare il volume di produzione, secondo il modo di rispondere alla domanda. Cenni alla natura e agli scopi degli impianti di servizio.

Lo studio di fattibilità, ovvero criteri generali di scelta degli impianti industriali meccanici: illustrazione generale delle diverse fasi in cui si articola lo studio di fattibilità.

La progettazione degli impianti industriali: illustrazione generale della procedura del progetto sistematico del lay‑out.

Illustrazione generale della prima fase dello studio di fattibilità di un impianto di produzione: la ricerca di mercato per la scelta del prodotto e la definizione del volume prevedibile delle vendite. Definizione di mercato. Rischi dell'impresa (rischi di mercato e di esercizio). Analisi dei fenomeni di mercato per la previsione della domanda del prodotto. Iniziative dell'impresa (processo di formazione del prezzo).

Analisi della domanda di mercato del prodotto: le indagini campionarie. Definizione del collettivo o tecniche di formazione del campione. Elaborazione statistica dei risultati della indagine campionaria. Caso di variabili aleatorie con distribuzione normale e con distribuzione binomiale. Esempi di applicazione.

La correlazione della domanda di mercato di un certo prodotto con uno o più indicatori economici. La regressione lineare semplice: retta stimata e coefficiente di correlazione tra y (domanda) e x (indicatore economico).

Il metodo della estrapolazione per la previsione della domanda di mercato: analisi della serie storica degli indici della produzione industriale. Modelli misti: rettificazione degli indici. Perequazione per medie mobili (primarie o secondarie). Rapporti di stagionalità rettificati e coefficienti di stagionalità. Calcolo degli indici destagionalizzati. Impiego degli indici per la effettuazione delle previsioni.

La proiezione della componente sistematica o di trend. La funzione logistica. La estrapolazione mediante il metodo della domanda dell'ultimo periodo, della media mobile e della media mobile pesata. La estrapolazione mediante il metodo dello smorzamento esponenziale per la previsione a breve termine della domanda di mercato.

Cenni alla classificazione dei mercati: concorrenziali, oligopolistici, monopolistici. Processo di formazione del prezzo di vendita. Analisi marginale per la determinazione della potenzialità ottimale dell'impresa in regime concorrenziale.

La 2° fase dello studio di fattibilità: la scelta del ciclo produttivo e definizione quantitativa del diagramma di lavorazione. La 3° fase dello studio di fattibilità: la definizione dei servizi ausiliari e delle materie prime ed accessorie necessarie alla realizzazione del ciclo produttivo. Le cifre indice per la progettazione degli impianti.

La 4° fase dello studio di fattibilità: valutazione della redditività dell'investimento impiantistico e scelta della potenzialità produttiva ottimale. I fattori della produzione. La funzione della produzione. La legge dei rendimenti decrescenti. La produttività marginale di ciascun fattore della produzione. La scelta dalla potenzialità ottimale e della corrispondente quantità dei fattori di produzione come condizione di massimizzazione del profitto dell'impresa.

Scelta della quantità dei fattori della produzione, a potenzialità prefissata dell'impianto come condizione di minimizzazione del costo di produzione. Analisi della funzione costo ‑ quantità. Costi fissi e costi variabili. Costo unitario e costo marginale.

Esempio di determinazione della combinazione quantitativa ottimale dei fattori di produzione nel caso di produzione multiprodotto in un calzaturificio. Applicazione della programmazione lineare al problema precedente e generalizzazione della procedura risolutiva (metodo del Simplesso).

Classificazione dei costi con riferimento agli istanti della vita dell'impianto industriale in cui vengono presi in considerazione: costo di installazione (o sue componenti) e costo di esercizio (comprendenti i costi fissi, quelli variabili o il costo dell'inefficienza).

Il diagramma costi ‑ volumi di produzione (o di redditività). Determinazione del punto di pareggio, della potenzialità per cui si ha il massimo utile unitario, e della potenzialità ottimale per cui si ha il massimo utile totale.

Il diagramma di redditività utilizzando le grandezze unitarie, cioè riferito al singolo prodotto.

Tipi di investimenti industriali: di sostituzione, di produttività, di espansione. Il concetto di flusso di cassa per la valutazione della redditività degli investimenti industriali. Cenni sui metodi del Valore Totale Attualizzato (Net Present Value, NPV), del Tasso di Redditività Interno Attualizzato e del periodo di recupero (o Pay‑Back).

La scelta della ubicazione di un impianto industriale: metodi qualitativi o quantitativi. I fattori ubicazionali: i costi di costruzione, le caratteristiche di mercato, la disponibilità delle materie prime, il costo dei trasporti, la disponibilità di energia nelle diverse forme, la manodopera.

Scelta della ubicazione solo in base al criterio della minimizzazione dei costi di trasporto: posizione del problema. La funzione costo dei trasporti ovvero "funzione obiettivo". Soluzione nel caso di distanze rettangolari: determinazione delle coordinate del punto di minimo costo e delle linee isocosto.

Determinazione dello coordinate del punto di minimo costo e delle linee isocosto nel caso di trasporti proporzionali al quadrato della distanza euclidea o rettilinea (gravity problem).

Problemi di ubicazione con costi del trasporto proporzionali alla distanza euclidea. Determinazione delle linee isocosto.

Analisi prodotto ‑ quantità o diagramma P – Q. Lay-out per prodotto e lay‑out per processo. Vantaggi e svantaggi dei diversi tipi di lay‑out. Il flusso dei materiali e relativi metodi di analisi: illustrazione generale.

Il foglio (e relativo diagramma) del processo operativo (dì fabbricazione o di assemblaggio) nel caso di produzione monoprodotto. Simbologia od esemplificazioni. Il foglio del processo operativo por produzione multiprodotto.

Utilizzazione del foglio origine ‑ destinazione (from-to-chart) nel caso di lay‑out per processo con grande varietà di prodotti. Group Technology o fabbricazione per famiglie.

La misura dell'intensità di flusso fra reparti di materiali con diverse caratteristiche Misura della trasportabilità di un certo oggetto o materiale: il MAG, unità di misura della trasportabilità.

Studio dei rapporti tra le attività di servizio o collaterali ai fini dello studio del lay-out. Descrizione ed utilizzazione della tabella dei rapporti tra le attività. Tabella combinata dei rapporti delle attività di servizio o di produzione. Esemplificazioni.

Diagramma del flusso dei materiali. Cenni alla costruzione dei diagrammi dei rapporti tra le attività di servizio e/o di produzione (e relative convenzioni) a partire dalla tabella dei rapporti (combinata e non). Esemplificazioni.

Metodi por la determinazione degli spazi richiesti dalle attività evidenziate sul diagramma dei rapporti. Metodo dei calcoli diretti e del centro di produzione. Potenzialità nominale, potenzialità effettiva e rendimento di produzione di un generico processo produttivo. Fattori che influenzano il rendimento di produzione. Calcolo del numero delle macchine per eseguire una certa lavorazione assegnata la potenzialità produttiva nel caso di produzione per reparti e di produzione in linea. Esemplificazioni.

Passaggio da una produzione intermittente per reparti ad una produzione continua in linea o a catena (tasso di utilizzazione del macchinario, curva caratteristica del prodotto).

Valore economico di una attrezzatura produttiva. Calcolo del numero ottimale di macchine operatrici automatiche che possono essere servite da un solo operatore umano o da un robot: carta uomo ‑ macchina o carta robot ‑ macchina.

Pianificazione del lay‑out mediante programmi di calcolo. Algoritmi costruttivi e/o migliorativi del progetto di lay‑out

Testi/Bibliografia

A. PARESCHI, Impianti industriali, Collana Progetto Leonardo, Ed. Esculapio, Bologna, Edizione 2007.

Dispense integrative del docente.

Altri testi utili per la consultazione:

• MANZINI R., REGATTIERI A., Manutenzione dei Sistemi di Produzione, Progetto Leonardo, Ed. Esculapio, Bologna, II edizione 2007. · J.A. Tompkins, J.A. White, E. H. Frazelle, J.M.A. Tanchoco, J.Trevino, Facilities Planning, John Wiley & Sons, INC. 1996.
• R.L. FRANCIS, L.F. McGinnis, J.A. WHITE, Facility lay-out and location: an analytical approach, 2nd Edition Prentice-Hall Inc., Englewood Cliffs, New Jersey, 1992.
• F. TURCO, Principi generali di progettazione degli impianti industriali, C.L.U.P., Milano, 1990.
• S. HERAGU, “Facilities Design”, Ed. PWS, Boston, 1997
• A. BRANDOLESE, Studio del mercato e del prodotto, C.L.U.P., Milano, 1977.
• D. DELMAR, Operations and industrial management, McGraw-Hill, 1985.
• A. BRANDOLESE, M. GARETTI, Processi produttivi. Criteri tecnici di scelta e progettazione, C.L.U.P., Milano, 1982.
• R.J. TERSINE, Production/operations management, North Holland, New York, 1985.
• PINEDO, CHAO, Operations Scheduling with applications in manufacturing and services, McGraw Hill,
• A. MONTE, Elementi di Impianti Industriali, Ed. Cortina, Torino, 1982, 1-2.

Metodi didattici

Lezioni teoriche miste ad esercitazioni numeriche e sviluppo/presentazione case studies

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame: prova scritta articolata in due sezioni: risoluzione di problemi progettuali numerici e sviluppo di argomenti teorici trattati nel corso.

Strumenti a supporto della didattica

Esercitazioni numeriche e case studies/applicazioni

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Riccardo Manzini