GESTIONE DEI SISTEMI INDUSTRIALI E LOGISTICI

Conoscenza e comprensione

Al termine dell'insegnamento le studentesse e gli studenti conoscono e comprendono:

•       la classificazione degli impianti industriali e dei servizi generali d'impianto e i concetti di flessibilità, elasticità e produttività;

•       i principi di ingegneria economica rilevanti per le decisioni impiantistiche: funzione di produzione, costi fissi e variabili, deprezzamenti e ammortamenti, margine di contribuzione, obsolescenza e usura, valore residuo, costi di impianto e di esercizio, costo di inefficienza, ammortamento economico e criteri di valutazione degli investimenti industriali;

•       i metodi generali per il dimensionamento dei servizi d'impianto: continuità di funzionamento e probabilità di guasto di elementi e circuiti in serie e in parallelo, affidabilità e disponibilità, costo della riserva, centralizzazione e frazionamento dei servizi, dimensionamento in condizioni di richiesta aleatoria e periodica, economie di dimensione, criteri di calcolo degli accumulatori polmone;

•       le tecniche quantitative per la progettazione e la gestione degli impianti di produzione e di servizio: ricerca operativa e programmazione lineare applicate agli impianti industriali, simulazione Monte Carlo, teoria delle code, layout degli impianti, analisi di fattibilità;

•       la classificazione dei sistemi di movimentazione e stoccaggio, i relativi indicatori di prestazione e i criteri di ripartizione dello spazio e di allocazione dei materiali;

•       i concetti fondamentali del project management e le cinque focus area (avvio, pianificazione, esecuzione, monitoraggio e controllo, chiusura) secondo standard internazionalmente riconosciuti, con i relativi input, output, strumenti e tecniche.

 

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Al termine dell'insegnamento le studentesse e gli studenti sono in grado di:

•       modellizzare e risolvere, con approcci analitici e simulativi e con l'ausilio del foglio elettronico, i problemi ricorrenti di natura tecnica ed economica che si presentano nel dimensionamento e nella conduzione di impianti di produzione e di servizio;

•       condurre un'analisi dei costi di produzione, determinare il punto di pareggio e il margine di contribuzione, calcolare ammortamenti contabili ed economici e valutare la convenienza di un investimento industriale;

•       calcolare l'affidabilità e la disponibilità di componenti e di sistemi in configurazione serie e parallelo, valutare la continuità di servizio e dimensionare la riserva;

•       dimensionare un accumulatore polmone in condizioni di richiesta periodica e aleatoria e un sistema di movimentazione e stoccaggio;

•       impostare e risolvere un modello di programmazione lineare, un modello di teoria delle code e una simulazione Monte Carlo a partire dal campionamento casuale di variabili aleatorie;

•       elaborare, per un progetto assegnato e in gruppo di lavoro, il project charter, l'analisi degli stakeholder, la WBS e la pianificazione di risorse, costi e tempi.

Autonomia di giudizio

Le studentesse e gli studenti sanno confrontare soluzioni impiantistiche alternative e giustificare le ipotesi assunte quando i dati sono incompleti o aleatori. Tali capacità sono sviluppate attraverso le esercitazioni numeriche, che non si esauriscono nell'applicazione di formule ma richiedono la scelta fra alternative, e attraverso il project work di gruppo, che richiede di assumere e difendere ipotesi di pianificazione.

Abilità comunicative

Le studentesse e gli studenti sanno documentare i risultati di un dimensionamento o di una pianificazione con la terminologia tecnica appropriata e nei formati della pratica professionale, e presentarli a interlocutori specialisti e non specialisti. Tali capacità sono sviluppate attraverso la redazione degli elaborati delle esercitazioni e la discussione orale del project work, condotta dal gruppo o dai singoli componenti.

Capacità di apprendimento

Le studentesse e gli studenti sanno reperire e utilizzare autonomamente manuali, dati tecnici ed economici necessari a impostare un problema impiantistico, standard di project management. Tali capacità sono sviluppate attraverso lo studio guidato dei testi di riferimento richiamati nella Programmazione del corso e attraverso la ricerca autonoma dei dati necessari allo sviluppo del project work.

L'insegnamento, di 12 CFU, comprende 116 ore di attività didattica, articolate in 56 ore di lezioni frontali e 60 ore di esercitazioni, cui si aggiungono 184 ore di studio individuale, per un carico complessivo di 300 ore.

Lezioni teoriche (L) - 56 ore. Lezioni dedicate alla presentazione dei contenuti teorici: richiami, classificazione degli impianti, principi di ingegneria economica, metodi di dimensionamento dei servizi d'impianto, tecniche di ricerca operativa e di simulazione, sistemi di movimentazione e stoccaggio, fondamenti e gruppi di processo del project management. Le lezioni sono svolte tramite videoproiettore con slide che sono integralmente fornite alle studentesse e agli studenti sulla piattaforma Studium.

Lezioni applicative (A) - 60 ore. Esercitazioni E1-E11 svolte in aula tramite videoproiettore e foglio elettronico, con svolgimento collettivo di esercizi numerici e partecipazione attiva alla risoluzione dei problemi; le tracce sono integralmente fornite alle studentesse e agli studenti. Modellazione di problemi più complessi con metodi analitici e simulativi. Sviluppo del project work di gruppo nell'ambito del project management, con revisioni in itinere supervisionate, alcune delle quali possono essere condotte da remoto.

 

Coerenza fra modalità didattiche e risultati di apprendimento attesi

•       Le lezioni teoriche sostengono la conoscenza e la comprensione, presentando in forma sistematica i modelli di dimensionamento e i criteri di valutazione economica.

•       Le esercitazioni numeriche e le prove parziali mirano a sviluppare la capacità di applicare conoscenza e comprensione, poiché richiedono l'uso autonomo dei modelli su problemi di complessità crescente, con l'ausilio del foglio elettronico.

•       Il project work di gruppo mira allo sviluppo dell’autonomia di giudizio e delle abilità comunicative, poiché richiede di assumere e difendere ipotesi in condizioni di informazione incompleta e di documentare i risultati nei formati della pratica professionale.

•       Lo studio guidato dei testi e degli standard richiamati nella Programmazione del corso mirano a sviluppare la capacità di apprendimento.

 

Qualora le circostanze lo richiedessero, in ottemperanza a quanto stabilito dagli organi di Ateneo, le attività didattiche si potranno svolgere anche a distanza.

Propedeuticità: Fisica Tecnica, secondo Regolamento didattico del Corso di laurea in Ingegneria Gestionale.

Propedeuticità culturali. Per seguire proficuamente l'insegnamento, o per affrontarne lo studio individuale nel caso degli studenti non frequentanti, si richiedono le seguenti conoscenze:

1.    indispensabili: padronanza delle unità di misura e delle equazioni dimensionali; elementi di calcolo differenziale e integrale per funzioni di una variabile;

2.    importanti: elementi di calcolo combinatorio e di teoria degli insiemi;

3.    utili: capacità di impiego del foglio elettronico per il calcolo numerico e la costruzione di modelli.

Gli argomenti indicati ai punti 2 e 3 sono comunque oggetto di richiami all'inizio di ciascuno dei due semestri.

La frequenza non è obbligatoria ai sensi dell'art. 3.4 del Regolamento didattico del Corso di laurea in Ingegneria Gestionale ma è fortemente consigliata. La partecipazione attiva alle attività didattiche è determinante per il raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi: le esercitazioni numeriche e lo sviluppo del project work sono attività di didattica interattiva che si svolgono in aula e non sono integralmente sostituibili con lo studio individuale, poiché gran parte dell'apprendimento deriva dal confronto sulle ipotesi assunte e dalla revisione progressiva degli elaborati.

Per accedere alle prove parziali (facoltative) è richiesta la frequenza di almeno il 60% delle ore di lezione del periodo corrispondente. Le frequenze sono rilevate dai docenti attraverso gli strumenti ritenuti più opportuni (firme su registro, appello e/o strumenti resi disponibili dai servizi didattici di Ateneo). Chi non raggiunge tale soglia deve sostenere l'esame nella modalità con prova scritta finale, senza alcuna penalizzazione nella valutazione.

1.    Richiami. Principali distribuzioni di probabilità; elementi di calcolo combinatorio; teoria degli insiemi; impiego delle unità di misura e delle equazioni dimensionali; capitalizzazione ed attualizzazione economica; il campionamento casuale.

2.    Introduzione. L'impresa industriale, l'impianto industriale e i servizi generali d'impianto. Classificazione degli impianti industriali. Flessibilità, elasticità e produttività.

3.    Principi di ingegneria economica e decisioni impiantistiche. La funzione di produzione, costi fissi e costi variabili; deprezzamenti ed ammortamenti; ricavi e profitti; costi rilevanti per le decisioni; l'equilibrio dell'impresa nel breve periodo; margine di contribuzione; obsolescenza e usura; valore residuo degli impianti; costi di impianto e costi di esercizio; costo di inefficienza; l'ammortamento economico; criteri di valutazione degli investimenti industriali.

4.    Metodi generali per il dimensionamento dei servizi d'impianto. Continuità di funzionamento e probabilità di guasto degli elementi e dei circuiti serie e parallelo; affidabilità e disponibilità; costo della riserva; centralizzazione e frazionamento dei servizi; dimensionamento dei servizi in condizioni di richiesta aleatoria e periodica; economie di dimensione; criteri di calcolo degli accumulatori polmone.

5.    Sistemi di movimentazione e stoccaggio. Classificazione e soluzioni impiantistiche. Indicatori di prestazione del servizio di movimentazione e stoccaggio. Criteri di ripartizione dello spazio ed allocazione dei materiali.

6.    Tecniche generali per la progettazione e la gestione degli impianti di produzione e di servizio. Applicazioni di ricerca operativa: programmazione lineare; simulazione Monte Carlo; teoria delle code; layout degli impianti.

7.    Project management. Concetti base e definizioni. L'ambiente di progetto e il ruolo del Project Manager. I gruppi di processo del project management: avvio, pianificazione, esecuzione, monitoraggio e controllo, chiusura; cenni su input, output, strumenti e tecniche per la gestione dei processi di project management. Sviluppo di un project work con elaborazione di project charter, analisi degli stakeholder, WBS, pianificazione di risorse, costi e tempi. Analisi di fattibilità degli impianti.

 

Esercitazioni

E1. Coefficienti di attualizzazione e valore attuale di rendita unitaria.

E2. Il campionamento casuale di una variabile aleatoria normale.

E3. Analisi dei costi di produzione.

E4. Ammortamento contabile ed economico.

E5. Valutazione di un investimento industriale.

E6. Calcolo e simulazione di un sistema affidabilistico.

E7. Continuità di servizio.

E8. Dimensionamento di un accumulatore polmone.

E9. Dimensionamento di un sistema di movimentazione e stoccaggio.

E10. Teoria delle code e relativa simulazione.

E11. Applicazione della programmazione lineare.

PW. Project work sviluppato in team.

L'esame si compone di tre prove: una prova scritta, una prova orale e la discussione del project work sviluppato in gruppo.

a) Prova scritta.

La prova scritta può essere sostenuta in due modalità alternative.

•       Prove parziali facoltative: due prove, in genere, la prima al termine del primo semestre e la seconda prima della conclusione del secondo semestre, ciascuna sui contenuti del semestre corrispondente. Alla prova orale si accede con la valutazione minima di 18/30; sono altresì ammessi, sebbene la partecipazione sia sconsigliata, gli allievi e le allieve che abbiano conseguito un punteggio non inferiore a 14/30. Qualora si superino entrambe le prove parziali, il voto della corrispondente prova (scritta o orale) è la media dei due voti.

•       Prova scritta finale, per chi non partecipi alle prove parziali o non raggiunga il punteggio minimo: sui contenuti dell’intero programma. Valgono le medesime soglie di ammissione alla prova orale.

Ciascuna prova scritta ha una durata orientativa di 1,5 ore ed è costituita da esercizi numerici analoghi a quelli svolti in aula. Durante la prova non è consentito l'uso di alcuna documentazione. L'esito della prova scritta ha validità solo all’interno della sessione di esami. La valutazione della prova scritta tiene conto della correttezza dell'impostazione del modello, della correttezza del calcolo e della esplicitazione e coerenza delle ipotesi assunte.

b) Prova orale.

La prova orale verte sugli argomenti teorici contenuti nel presente Syllabus e sulle esercitazioni svolte sulla base delle tracce fornite nel materiale didattico. Gli allievi e le allieve che abbiano superato una prova parziale possono sostenere la prova orale sulla corrispondente parte di programma nello stesso periodo; qualora si superino entrambe le prove parziali, il voto della prova orale è la media dei due voti. La durata media del colloquio è di 30 minuti. Costituiscono elementi di valutazione: la pertinenza delle risposte rispetto alle domande formulate, la qualità dei contenuti, la capacità di collegamento con altri temi del programma, la capacità di fornire esempi, la proprietà di linguaggio tecnico e la capacità espressiva complessiva.

c) Discussione del project work.

Il project work è sviluppato in gruppo durante il primo semestre, con l'ausilio di software dedicati, ed è oggetto di revisioni in itinere. La discussione si svolge nei periodi di sospensione delle lezioni e può essere condotta dal gruppo nel suo insieme o dai singoli componenti individualmente. Costituiscono elementi di valutazione: la completezza e la coerenza interna dei documenti di progetto prodotti (project charter, analisi degli stakeholder, WBS, pianificazione di risorse, costi e tempi), la giustificazione delle ipotesi assunte e la chiarezza espositiva.

Pesatura delle prove.

Il voto finale, espresso in trentesimi, è determinato secondo i seguenti pesi: project work 25%; prova scritta 40%; prova orale (teoria ed esercitazioni) 35%. Le modalità di verifica sono dettagliatamente comunicate a lezione e pubblicate sulla piattaforma Studium.

Criteri di attribuzione del voto finale.

•       Esame non superato: lo studente non possiede la conoscenza minima richiesta dei contenuti principali dell'insegnamento; non è in grado di impostare autonomamente i modelli di dimensionamento e di valutazione economica; la capacità di utilizzare il linguaggio tecnico e scarsa o nulla.

•       18-21: lo studente ha la conoscenza minima dei metodi di dimensionamento degli impianti e dei servizi e dei criteri di valutazione degli investimenti; imposta i modelli solo se guidato ed espone gli argomenti in modo sufficientemente chiaro, con proprietà di linguaggio poco sviluppata.

•       22-25: lo studente ha una discreta conoscenza dei contenuti, anche se limitata agli argomenti principali; risolve autonomamente esercizi standard ma non sempre giustifica le ipotesi assunte; espone con discreta proprietà di linguaggio.

•       26-28: lo studente ha una buona conoscenza dei contenuti; imposta e risolve autonomamente problemi di dimensionamento e di valutazione anche non standard, collega i contenuti dei diversi moduli ed espone con linguaggio tecnico appropriato.

•       29-30 e lode: lo studente ha una conoscenza approfondita dei contenuti; risolve autonomamente problemi di elevata complessità, discute criticamente le ipotesi e i limiti dei modelli adottati e ha ottime capacità comunicative.

 

La verifica dell'apprendimento potra essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

Gli studenti iscritti al CInAP (Centro per l'integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA), a garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. È possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP del DIEEI (https://www.cinap.unict.it/content/referenti).

1.    Nell'ambito dell'equilibrio d'impresa nel breve periodo, definire il punto di pareggio.

2.    Descrivere i metodi per la valutazione degli investimenti industriali e discuterne i limiti.

3.    Definire l'affidabilità di un componente e di un sistema di componenti in configurazioni affidabilistiche semplici (serie e parallelo attivo).

4.    Dimensionare un accumulatore polmone in condizioni di richiesta periodica dell'utenza.

5.    Descrivere in dettaglio l'approccio utilizzato per sviluppare la WBS di progetto.

6.    Dato il profilo di richiesta di un servizio d'impianto, valutare la convenienza economica del frazionamento rispetto alla centralizzazione.

7.    Per un sistema a coda a servente singolo, calcolare il numero medio di utenti in coda e il tempo medio di attesa, discutendo le ipotesi del modello.