Automazione industriale Automazione e controllo avanzati

Automazione industriale
Automazione e controllo avanzati
Prof. Giancarlo Ferrari Trecate
Dipartimento di Informatica e Sistemistica
Università degli Studi di Pavia
[email protected]
Informazioni utili
Orario lezioni:
Automazione industriale
Lunedì: 14-16 (aula C7), Giovedì: 16-18 (aula E1)
Analisi e controllo dei sistemi nonlineari
Mercoledì: 14-16 (aula E1)
Orario di ricevimento: Mercoledì 11.00-12.30 (Ufficio: Dipartimento di
Informatica e Sistemistica, piano C)
Sito web di riferimento:
http://sisdin.unipv.it/labsisdin/teaching/courses/ails/files/ails.php
Informazioni utili
Testi consigliati:
C. Vercellis “Ottimizzazione: Teoria, metodi, applicazioni”, McGraw-Hill,
2008. ISBN: 9788838664427
M. Fischetti “Lezioni di ricerca operativa” 2 ed., Edizioni Libreria
Progetto, Via Marzolo, 28, Padova, 1999. ISBN 8887331049
Modalità dell'esame:
Una prova scritta sull'intero programma del corso
Le calcolatrici grafiche NON sono ammesse agli esami.
Iscrizioni agli esami:
vanno effettuate tramite il sistema web di Ateneo
Le iscrizioni terminano 7 giorni prima della prova.
Automazione industriale
Disciplina che studia le metodologie e le tecnologie che permettono il
controllo di flussi di energia, di materiale e di informazioni necessari
alla realizzazione di processi produttivi
Vantaggi dell'automazione dei processi produttivi:
Migliore qualità dei prodotti
Migliore flessibilità (si utilizza lo stesso impianto per
produrre più prodotti)
Minori tempi e costi di produzione
Adeguamento a leggi o regolamenti in tempi rapidi
Migliore utilizzo delle risorse disponibili
Miglioramento della
competitività
dell' azienda
Pianificazione dei processi produttivi
Scelte di
investimento
Decisioni
(management)
Azioni di
marketing
Allocazione
risorse umane
Piano di
produzione
Prodotti
Controllo dei
processi produttivi
Da ogni nodo sono presenti cammini di retroazione verso i nodi al livello
precedente
Ruolo dell'automazione
Scelte di
investimento
Decisioni
(management)
Azioni di
marketing
Allocazione
risorse umane
Piano di
produzione
Metodi di supporto
alle decisioni
(management
science)
Prodotti
Controllo dei
processi produttivi
Automazione dei
processi industriali
Controllo dei processi produttivi
Scelte di
investimento
Decisioni
(management)
Azioni di
marketing
Piano di
produzione
Allocazione
risorse umane
Prodotti
Controllo
processi produttivi
Controllo dei processi produttivi
Problema principale: i prodotti diventano rapidamente obsoleti ⇨l'azienda
deve modificare rapidamente la produzione
Soluzione: sistemi di produzione flessibili cioè che svolgono in modo
automatico più lavorazioni su diversi prodotti
A sua volta, il controllo di processi produttivi e' articolato in sottoproblemi di
controllo di diversa natura ...
Metodi di supporto alle decisioni
Scelte di
investimento
Decisioni
(management)
Azioni di
marketing
Piano di
produzione
Allocazione
risorse umane
Prodotti
Controllo
processi produttivi
Management: le decisioni possono essere prese in modo “istintivo” o strutturato
Decisioni prese in modo “istintivo”:
Vantaggi: rapidità e flessibilità
Svantaggi: assenza di un modello quantitativo
limitata visione delle alternative
limitata comprensione dei criteri di decisione
Non ottimalità
delle decisioni
Gli svantaggi diventano estremamente critici nel caso di decisioni complesse
(molte alternative e/o molte scelte interdipendenti e/o risorse limitate)
Metodi di supporto alle decisioni
Scelte di
investimento
Decisioni
(management)
Azioni di
marketing
Piano di
produzione
Allocazione
risorse umane
Prodotti
Controllo
processi produttivi
Decisioni prese in modo strutturato (cioè utilizzando un modello quantitativo):
Vantaggi:
migliore comprensione del fenomeno aziendale
individuazione sistematica di tutte le alternative
individuazione precisa degli obbiettivi
individuazione di decisioni ottimali anche in casi molto complessi
Svantaggi: la formulazione di un modello decisionale può richiedere tempo e
risorse
spesso pero' la minore rapidità di decisione e' compensata dai benefici della
decisione presa
Automazione e management science
raffinamento del
problema di decisione
Decisioni basate su modelli quantitativi: schema concettuale
Problema di
decisione
Formulazione del modello di
ottimizzazione
Problema di ottimizzazione
Algoritmi per la risoluzione di
problemi di ottimizzazione
Soluzioni
ottimali
Esempio: mix produttivo
Un'azienda produce due tipi di televisori (modello 1 e modello 2) ed e' dotata di due
reparti di produzione dei componenti
Reparto A: tubi catodici
massima disponibilità: 120h di produzione al giorno
1h di lavoro per un tubo del modello 1
2h di lavoro per un tubo del modello 2
Reparto B: telai
massima disponibilità: 90h di produzione al giorno
1h di lavoro per un telaio del modello 1
1h di lavoro per un telaio del modello 2
L'azienda dispone di due linee di assemblaggio (1 tel.=1 tubo catodico + 1 telaio)
Linea 1: produzione del modello 1. Massima capacità: 70 unità/giorno
Linea 2: produzione del modello 2. Massima capacità: 50 unità/giorno
Esempio: mix produttivo
1h modello 1
2h modello 2
Reparto A
Linea 1
(120 h/giorno)
(70 unità/giorno)
1h modello 1
1h modello 2
Reparto B
Linea 2
(90 h/giorno)
(50 unità/giorno)
I margini di guadagno sono di 20 Euro per un televisore del modello 1 e 30 Euro
per un televisore del modello 2.
Supponendo che l'azienda venda tutti i televisori prodotti, qual è il numero di televisori
ottimale, per ogni modello, che deve essere prodotto giornalmente al fine di
massimizzare il guadagno ?
Piano giornaliero di produzione ottimale = mix di due prodotti
Esempio: mix produttivo
1h modello 1
2h modello 2
Reparto A
Linea 1
(120 h/giorno)
(70 unità/giorno)
1h modello 1
1h modello 2
Reparto B
Linea 2
(90 h/giorno)
(50 unità/giorno)
Manager istintivo (e avaro): il modello 2 rende di più ⇨ne produco 50 al giorno
Reparto A: 100h per tubi modello 2 (50 tubi)⇨20h per tubi modello 1 (20 tubi)
Reparto B: 50h per telai modello 2 (50 telai)⇨20h per telai modello 1 (20 telai)
Linea 1: 20 unita' del modello 1 al giorno
Linea 2: 50 unita' del modello 2 al giorno
Guadagno lordo giornaliero: 20*20+50*30=1900 Euro. Si può fare di meglio ?
Esempio: mix produttivo
1h modello 1
2h modello 2
Reparto A
Linea 1
(120 h/giorno)
(70 unità/giorno)
1h modello 1
1h modello 2
Reparto B
Linea 2
(90 h/giorno)
(50 unità/giorno)
Manager furbo: produce 60 unità del modello 1 e 30 del modello 2
Reparto A: 60h per tubi modello 2 (30 tubi)⇨60h per tubi modello 1 (60 tubi)
Reparto B: 30h per telai modello 2 (30 telai)⇨60h per telai modello 1 (60 telai)
Linea 1: 60 unità del modello 1 al giorno
Linea 2: 30 unità del modello 2 al giorno
Guadagno lordo giornaliero: 60*20+30*30=2100 Euro
Esempio: mix produttivo
1h modello 1
2h modello 2
Reparto A
Linea 1
(120 h/giorno)
(70 unità/giorno)
1h modello 1
1h modello 2
Reparto B
Linea 2
(90 h/giorno)
(50 unità/giorno)
La decisione presa dal manager furbo è ottima (non si può fare di meglio)
Come ha fatto a prenderla ?
Lo vedremo più avanti nel corso !!!