Appunti impianti meccanici

IMPIANTI MECCANICI Calzavara

26.02.2018

Esempi di impianti industriali:

• Linea di imbottigliamento di acqua minerale
• Linea di produzione e confezionamento pasta
• Officina meccanica per lavorazione semilavorati in lamiera (produzione a lotti)
• Cella di lavorazione automatizzata per la produzione di valvole oleodinamiche
• CELLA PRODUTTIVA = insieme di macchine raggruppate tra loro per la produzione di prodotti simili tra loro
• Linea di assemblaggio manuale di lavatrici/pompe/compressori
• Linea di assemblaggio di un Airbus
• Impianti di servizio: ospedali, scuole, magazzini

Definizione. Con impianto industriale intendiamo un insieme di macchinari, attrezzature e servizi atto a trasformare materie prime e semilavorati in prodotti finiti.

Un impianto industriale viene solitamente inserito all'interno di un'entità più complessa, detta AZIENDA, che ha come obiettivo quello di generare utile, ossia produrre prodotti finiti con un valore maggiore del materiale in input.

p_v = prezzo di vendita

c_p = costo di produzione

u = utile (se >0 viene detto profitto)

1. CATEGORIE DI PRODOTTI FINITI

1.1. PRODOTTO

• Bene di consumo. Bene utilizzabile soltanto per un ciclo e il tipo di produzione che realizza i beni di consumo viene chiamate industria di processo.
• Bene strumentale. Bene utilizzabile per più cicli, hanno una vita utile superiore al singolo ciclo; campo tipico dell'industria manifatturiera.

1.2. SERVIZIO

• Bene intangibile o immateriale. Il prodotto finito è l'erogazione di un servizio (Es: stoccaggio di merce); industria che fa riferimento all'erogazione dei servizi viene della industria dei servizi.

2. TIPOLOGIA DI IMPIANTI

Un impianto industriale è costituito principalmente da due tipologie di impianti: impianti tecnologici e impianti di servizio.

2.1. IMPIANTI TECNOLOGICI

Impianto che realizza il ciclo tecnologico del prodotto (processo produttivo) per trasformare materie prime e semilavorati in prodotti finiti. Impianti che partecipano attivamente alla trasformazione perché sono a diretto contatto col prodotto. Proprio per questo variano a seconda del prodotto finito che devo realizzare, sono molto specifici, variano a seconda del processo produttivo.

Definiamo Q_p = potenzialità produttiva dell’impianto tecnologico. Misurato con un'unità di misura che mette in rapporto una certa quantità con un’unità di misura di tempo, ad esempio [pz/h]. Dà la produttività dell’impianto.

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2.2. IMPIANTI DI SERVIZIO

Impianti che hanno come utilizzatore (cliente) un altro impianto (tecnologico o di servizio). Forniscono energia per il funzionamento degli impianti tecnologici o di servizio.

Esempi: impianto elettrico, impianto idrico, impianto di aria compressa, impianto antincendio. Alcuni sono fondamentali per il funzionamento, mentre altri sono di sicurezza perché garantiscono il benessere degli utenti.

Questi impianti non variano a seconda del prodotto finito che devo realizzare, ma potrebbero variare in base alla potenzialità che devono garantire. Variano quindi in base alla Qs = potenzialità produttiva dell’impianto di servizio. Misurato con un’unità di misura che mette in rapporto una certa unità di misura con un’unità di misura di tempo, ad esempio [m³/h].

Di conseguenza è assunta una relazione di proporzionalità tra le due potenzialità dei due tipi di impianto: Q_s=f(Q). Per questi impianti ipotizzeremo che non ci siano problemi di erogazione di servizi (ossia non ho limiti o vincoli sui servizi).

CLASSIFICAZIONE DEGLI IMPIANTI TECNOLOGICI

1. PROCESSI PRODUTTIVI MONOLINEA
   • Ogni cerchio rappresenta una fase di trasformazione del processo produttivo. In questi processi produttivi la materia prima entra in un punto, passa attraverso tutti gli step di lavorazione ed esce in modo consecutivo.

Questi processi produttivi sono tipici dell’industria di processo. Abbiamo passaggi produttivi ben definiti in cui tutto il materiale deve passare attraverso tutte le fasi per ottenere il prodotto finito. Questi processi produttivi sono anche detti a ciclo tecnologico obbligato perché la sequenza è sempre la stessa e viene imposto da una certa ricetta.

2. PROCESSI PRODUTTIVI SINTETICI O CONVERGENTI
   • Diverse fasi, che possono essere svolte anche in parallelo, vanno a confluire in un unico prodotto finito. Questo tipo di ciclo tecnologico è tipico dell’industria manifatturiera e tipico dell’assemblaggio, dove ho la produzione di alcuni componenti che vengono uniti e assemblati per ottenere il prodotto finito.
3. PROCESSI PRODUTTIVI ANALITICI O DIVERGENTI
   • Abbiamo poche materie prime e quindi poche fasi di lavorazione iniziale, che mi permettono poi di diversificare la produzione e ottenere molti prodotti finiti diversi. Questo caso riguarda ad esempio l’industria del mobile, l'industria petrolchimica o farmaceutica.

Potremmo inoltre avere cicli tecnologici senza perdita di peso ossia senza che ci sia dissipazione delle quantità che processo passando da una fase ad un’altra (esempio: assemblaggio) oppure cicli tecnologici con perdita di peso dove il processamento produttivo mi porta ad una perdita di peso durante la trasformazione, ad esempio per la presenza di una fase di essiccazione.

Casuali: sono dovute a fenomeni di natura non nota, su cui non riesco ad intervenire (legate alla casualità)

In base all'orizzonte temporale (breve, medio o lungo termine) e in base al tipo di analisi dovrò considerare o escludere alcune di queste componenti:

Con procedure gestionali si intende il modo di produrre, il modo di gestire le scorte.

Metodi di estrapolazione.

Consideriamo di avere n periodi e i dati storici riferiti agli n periodi: voglio ricavare le previsioni per il periodo n+1.

1. Metodo dell'ultimo periodo. Con questa tecnica si considera che la previsione della domanda per il periodo n+1 corrisponda alla domanda dell'ultimo periodo: P_n+1 = D_n. Funziona se ho una domanda costante.

2. Metodo della media mobile. Vado a ricavare la previsione per il periodo n+1 come la media delle domande dei periodi precedenti. Calcolo la media della domanda di alcuni periodi, solitamente si considerano n, n-1, n-2 (k = 3) e si chiama media mobile perché avanzando con il tempo la base su cui vado a fare la media si sposta.^kΣ_i D_iP_n+1 = -----------k

3. Metodo della media mobile pesata. Do un peso alle varie domande. Posso anche fare una media su tutti i periodi. È una media pesata e si dà un peso maggiore per i periodi più recenti^kΣ_i D_i * P_iP_n+1 = ---------------------------k

4. Metodo dello smorzamento esponenziale. Considera l'errore fatto nel periodo precedente, andandolo a smorzare attraverso un coefficiente moltiplicativo α, che solitamente è circa 0,2-0,3 (0 ≤ α ≤ 1)P_n+1 = P_n + α(D_n − P_n)

Fatta l'analisi di mercato si procede con lo studio del prodotto, definendo le specifiche del prodotto. Si parla proprio di progetto funzionale (definisce cosa deve fare il prodotto, prestazioni e caratteristiche del prodotto) e progetto di forma (aspetto estetico, specifiche tecniche). Una volta definito il prodotto e individuate tutte le caratteristiche del mercato posso dare una stima del prezzo del prodotto, prezzo variabile però adeguato in base ai processi produttivi che mi servono.

2° FASE: Studio del processo

Il ciclo tecnologico rappresenta l'insieme delle fasi produttive che permettono di ottenere il prodotto finito a partire da certe materie prime. Si caratterizza in una serie di operazioni e le loro relazioni.

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