Programma

L’insegnamento permette agli studenti di acquisire conoscenze avanzate sull’utilizzo di strumenti e metodi di progettazione impiegati nel contesto dell’ingegneria industriale. Tali strumenti e metodi riguardano la modellazione avanzata con software di Computer-Aided Design (CAD), la simulazione con strumenti del tipo Computer-Aided Engineering (CAE), l’ottimizzazione strutturale basata su analisi FEM, tecniche di Design for Additive Manufacturing, esempi di Design for X come Design for Manufacturing and Assembly, e basi per lo studio del ciclo di vita del prodotto (Life Cycle Assessment – LCA) partendo dal modello CAD. Per quanto riguarda lo studio di ottimizzazione, sarà approfondita sia l’ottimizzazione parametrica che l’ottimizzazione topologica. Lo studente sarà impiegato su casi studio multidisciplinari al fine di integrare le nozioni acquisite in altri insegnamenti e fare al tempo stesso pratica con l’utilizzo dei sistemi di modellazione e simulazione avanzata. L’obiettivo finale del corso è quello di far acquisire conoscenze e competenze sui vari strumenti e metodi da impiegare per una progettazione avanzata di prodotto e sistema, basata su tecniche di prototipazione virtuale integrate con analisi di ottimizzazione e di valutazione del ciclo di vita.
Gli obiettivi finali del corso riguardano:
• Conoscenza delle basi teoriche e della funzionalità della modellazione 3D di elementi meccanici, strutture, e sistemi di tubazioni;
• Capacità di impostare la progettazione strutturale di componenti e di sistemi off-shore;
• Capacità di utilizzare software per la modellazione 3D e l’analisi strutturale.

Programma nel dettaglio:
1. Progettazione Ingegneristica
• fasi della progettazione ingegneristica
• Configurazione e modularità di prodotto. Differenze tra Configure-to-Order e Engineer-to-Order.
2. Gestione del Ciclo di Vita del Prodotto
• Introduzione al Product Life Cycle Management (PLM) per la gestione del ciclo di vita del prodotto.
3. Modellazione Geometrica con strumenti CAD
• La modellazione CAD feature-based e le tecniche di gestione avanzata dei parametri.
• PMI: annotazioni nel modello 3D.
• Cenni sulla modellazione delle superfici.
4. Interfacce di programmazione
• Linguaggi di programmazione per l’interfaccia CAD.
• Esempi di sviluppo.
5. Strumenti CAE: Ingegneria Assistita da Calcolatore
• Introduzione sistemi CAE e applicazioni.
• Interfacciamento ed interoperabilità tra sistemi CAD/CAE.
• Strumenti software per la simulazione numerica agli elementi finiti – FEM.
• Simulazioni strutturali.
6. Strumenti di Ottimizzazione
• Strumenti e metodi di ottimizzazione parametrica.
• Ottimizzazione multi-obiettivo.
• Ottimizzazione Topologica nelle simulazioni FEM.
• Esempi.
7. Ingegneria Inversa
• Strumenti ottici di acquisizione dei modelli 3D.
• Caso studio con scanner 3D.
8. Modellazione dei sistemi offshore
• Ingegneria dei sistemi.
• Introduzione al BIM;
• Concetti base per la modellazione strutturale;
• Assiemi meccanici all’interno del progetto offshore;
• Strumenti software per la progettazione, gestione, e simulazione di strutture offshore;
9. Design for X
• Design for X: definizioni ed esempi di Design for Assembly and Design for Disassembly, etc.
• Principi di Life Cycle Assessment per il settore industriale.
• Metodi di Ecodesign supportati da analisi Life Cycle Assessment (Design for Sustainability).
10. Modellazione del Piping 3D nel settore offshore
• Tubazioni 3D modellate tramite strumenti CAD 3D.
• normazione delle tubazioni e della componentistica per impianti, principi per la simboleggiatura e i segni grafici negli schemi idromeccanici e pneumatici,
• rappresentazione semplificata di tubazioni per drenaggi, ventilazione, trasporto gas, applicazioni navali;
• Organi nel trasporto e regolazione di fluidi: trasporto e regolazione di fluidi, tubazioni, flange, raccordi, organi di regolazione, serbatoi, pompe, guarnizioni.

Testi Adottati

Le dispense delle lezioni sono presenti sul sito Moodle dell'insegnamento.

Bibliografia Di Riferimento

Alcuni libri di riferimento sono: • G. Pahl, W. Beitz, J. Feldhusen, K.H.Grote, “Engineering Design: A Systematic Approach”, Springer, Third Edition, 2007. • E.Manzini, C.A. Vezzoli, “Design for Environmental Sustainability”, Springer 2008. A. Saksvuori, A. Immonen, "Product Lifecycle Management", Springer 2010. • Geoffrey Boothroyd, Peter Dewhurst, Winston A. Knight., “Product Design for Manufacture and Assembly”, CRC Press, Third Edition. 2010. • James G. Bralla, “Design for Manufacturing Handbook”, McGraw Hill, Second Edition, 1986. • Product Design and Development, Fifth Edition, Karl T. Ulrich and Steven D. Eppinger, 2012, McGraw-Hill

Modalità Frequenza

La frequenza è facoltativa ma fortemente consigliata.

Modalità Valutazione

La valutazione del livello di apprendimento consiste in una prova orale con discussione degli argomenti trattati durante il corso e nella presentazione di un progetto in cui sono applicate le capacità acquisite sulla progettazione industriale. La valutazione viene misurata tramite un voto da 18/30 fino a 30/30 con possibilità di lode. La votazione minima (18/30) viene attribuita nel caso lo studente dimostri di saper utilizzare gli strumenti software per risolvere problemi reali, impiegando i metodi teorici presentati nel corso. La valutazione massima (30/30) viene attribuita nel caso si dimostri di aver approfondito tutti gli aspetti trattati durante il corso e quindi di aver raggiunto un elevata competenza nell’applicazione dei metodi teorici e degli strumenti software. La lode viene riservata a chi padroneggia gli argomenti e gli strumenti, andando oltre i risultati richiesti, prevedendo soluzioni intelligenti, dimostrando eccellenti risultati progettuali, presentati con una particolare proprietà di linguaggio.