a5 nuove tecnologie automazione elettronica

15/10/2012
LE NUOVE TECNOLOGIE
AUTOMAZIONE, ELETTRONICA, INFORMATICA
E TELECOMUNICAZIONI
Corso di
TECNOLOGIA, INNOVAZIONE, QUALITÀ
Prof. Alessandro Ruggieri
Prof. Enrico Mosconi
A.A. 2012-2013
OGGETTO DELLA LEZIONE
1.
Le nuove tecnologie
2.
Automazione
3.
Elettronica, informatica e telecomunicazioni
2
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Corso di Tecnologia,Innovazione,Qualità
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15/10/2012
LE NUOVE TECNOLOGIE
TECNOLOGIA
Parte della scienza che si occupa dei procedimenti tecnici e dei macchinari
attraverso i quali le materie prime si trasformano in prodotti lavorati.
ATTUALI TECNOLOGIE
Le attuali tecnologie sono tecnologie convenzionali che hanno incorporato i
principi delle NUOVE TECNOLOGIE.
•Elettronica
•Informatica
•Automatica
•Telecomunicazioni
•Ingegneria
•Genetica
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PAESI INDUSTRIALIZZATI
Dagli anni’70
Obiettivo
Utilizzare tecnologie che consentano di:
1. sfruttare risorse locali (possibilmente rinnovabili)
2. produrre pochi scarti (zero waste)
3. recuperare materiali usati (materie prime
secondarie)
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LE NUOVE TECNOLOGIE
Presentano:
un elevato grado di reattività ed una particolare capacità di penetrare
orizzontalmente in tutte le attività economiche: agricoltura, industria, servizi;
capacità di interessare tutti i settori e tutte le aree geografiche, offrendo
soluzioni utili nei campi più disparati.
Scopi:
1. Accrescere enormemente il numero di opzioni disponibili per assicurare una
efficiente risposta al mercato;
2. Tenere nella massima considerazione aspetti quali:
o la sicurezza
o la salute dell’uomo
o la qualità dell’ambiente
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TECNOLOGIE INTELLIGENTI
(sistemi esperti, intelligenza artificiale, sensori, etc.)
Sono tecnologie emergenti caratterizzate da:
 capacità di intervenire autonomamente su problemi
chiaramente formulati;
 capacità di adeguarsi ai cambiamenti di situazioni ed
esigenze;
 capacità di riconoscere l’iter da seguire per raggiungere
obiettivi prefissati.
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L’uso delle nuove tecnologie ha permesso lo
sviluppo di importanti settori high-tech o science
based :
 video
 computer di quinta generazione
 elettronica
 telecomunicazioni
 aerospazio
 biotecnologie
 superconduttori etc.
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OGGETTO DELLA LEZIONE
1.
Le nuove tecnologie
2.
Automazione
3.
Elettronica, informatica e telecomunicazioni
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AUTOMAZIONE
Insieme delle tecniche e dei metodi impiegati per sostituire
l’attivita’ umana nei suoi piu’ diversi aspetti con sistemi o
dispositivi di vario tipo (automatismi).
I fini dell’automazione sono:
 sostituzione mediante macchine della forza lavoro umana
nelle funzioni di servizio, comando e sorveglianza delle
macchine finchè non una mano debba toccare il prodotto
dall’inizio alla fine del processo (Friedrich Pollock, 1956).
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AUTOMAZIONE
L’automazione applicata alle macchine operatrici (macchine utensili, robot) fa
riferimento a tutte quelle procedure che venivano eseguite manualmente
dall’uomo, nelle quali l’automa ha la funzione di compiere operazioni ausiliarie alla
produzione, come il carico e lo scarico di pezzi, operazioni di assemblaggio e di
trasporto, etc.
Vantaggi:
•
diminuzione dei tempi e dei costi di lavoro;
•
aumento della qualità dei prodotti finiti.
Compito:
•
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Far sì che ciascun automa inserito all’interno di un impianto
svolga correttamente il proprio compito.
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MECCANIZZAZIONE
AUTOMAZIONE
SOSTITUZIONE DELLA
FORZA LAVORO
UMANA MEDIANTE
MACCHINE
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SOSTITUZIONE DEL
CONTROLLO UMANO
MEDIANTE MACCHINE
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MECCANIZZAZIONE:
AUTOMAZIONE: sostituzione
sorveglianza dell’uomo
dell’operatore umano con
sistemi automatici
CONTROLLO AUTOMATICO
CENTRALIZZATO:
elettronica e informatica per il
CATENA DI MONTAGGIO:
processo produttivo come un
governo dei processi
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unico sistema
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AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
Insieme di tecnologie rivolte ad utilizzare sistemi meccanici, elettronici ed
informatici per il controllo e per la produzione nelle industrie.
 Flessibilità produttiva (di volumi e mix
Effetti
produttivo)
 Aumento produttività
 Economie di scala
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AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
AUTOMAZIONE RIGIDA (O
AUTOMAZIONE
AUTOMAZIONE
MONOSCOPO)
FLESSIBILE
PROGRAMMABILE
• Alti volumi di produzione di
singoli prodotti
• Richieste di elevatissimi ritmi di
produzione
• Lavorazioni che richiedono
tecnologie particolari con mezzi
operativi specializzati.
• Esempi: industrie a produzione
continua (industrie chimiche o
tessili), industrie con alti numeri
di pezzi prodotti o lavorati
(industrie per la produzione di
• Grande impulso a partire dagli
anni '80, a causa di un
consumismo in crescita, ma con
diversificazione e
personalizzazione del prodotto.
• Necessità di macchinari in grado
di essere utilizzati in diverse
lavorazioni con relativamente
modesti cambiamenti sia nella
parte meccanica che nella parte
• Caratterizzata da diversi tipi di
prodotti, ognuno dei quali con
bassi volumi di produzione.
• Richiesta di:
• grande diversificazione delle
capacità di lavorazione,
• possibilità di riprogrammare
facilmente le sequenze
operative.
di controllo.
• Si sono così sviluppate
mattonelle), industrie
apparecchiature che sono
farmaceutiche, industrie per
economicamente giustificabili per
l'imbottigliamento.
la possibilità di essere
riconvertite in lavorazioni diverse
se le esigenze di produzione lo
richiedono.
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AUTOMAZIONE INDUSTRIALE E ROBOTICA
I ROBOT sono una delle tecnologie impiegate nell'automazione industriale e quindi
la ROBOTICA può essere considerata una forma di automazione industriale.
Definizioni
Robot
Robotica
Dispositivo programmabile, general-purpose,
Tecnologia multidisciplinare che interessa
atto a movimentare in modo ripetitivo e
diversi campi della scienza e della tecnica:
controllato attrezzi con cui eseguire operazioni
•meccanica,
o movimentare pezzi. Solitamente utilizzato in
•elettronica,
cooperazione con altri macchinari automatici o
•controlli automatici,
semiautomatici assieme ai quali costituisce la
•informatica,
cosiddetta cella di lavoro.
•sensoristica,
•motoristica,
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•scienza dei materiali.
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AUTOMAZIONE INDUSTRIALE E ROBOTICA
PRINCIPALI MOTIVAZIONI DELL'IMPIEGO DEI ROBOT:
 riduzione e/o eliminazione di lavori faticosi, monotoni e con alto contenuto di
rischio;
 aumento della produttività e riduzione dei costi di lavoro;
 miglioramento della qualità dei prodotti;
 produzione più regolare e più flessibile.
Impiego principale della ROBOTICA
Automazione
flessibile e
programmabile
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AUTOMAZIONE INDUSTRIALE FLESSIBILE
Attualmente la necessità di operare secondo i principi della flessibilità di montaggio e
della qualità di produzione implica la richiesta di un qualcosa che va leggermente oltre il
concetto di robot: la linea integrata.
La nuova soluzione, quella dell'automazione industriale flessibile, comincia ora ad imporsi
con l'evoluzione post-tayloristica dell'organizzazione del lavoro.
Flexible Manufacturing Systems
(FMS):
Computer-Integrated Manufacturing,
(CIM):
La flessibilità operativa di queste
apparecchiature ha originato il nome
Flexible Manufacturing Systems, o
FMS, che contraddistingue questo tipo
di produzione.
indica l'integrazione di elementi di
elaborazione elettronici nelle diverse fasi
della produzione:
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•progettazione ed industrializzazione del
prodotto;
•controllo della lavorazione e del collaudo;
•controllo della produzione;
•organizzazione economica e gestionale
dell'industria.
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SVILUPPO DELL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
Automazione
Automazione
flessibile per
Montaggio
flessibile
integrata
isole di lavoro
automatico
affidato e
Montaggio
manuale
affidato ad
macchine
speciali
monoscopo
operatori
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specializzati
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INTERNET NELL’AUTOMAZIONE
INDUSTRIALE
L’utilizzo di INTERNET per la gestione delle comunicazioni remote dei
sistemi informativi aziendali è ormai una realtà consolidata.
La struttura del sistema è organizzata su tre livelli:

Intranet, per la rete aziendale interna

Extranet, per la realizzazione di gruppi chiusi di utenti (clienti, fornitori)

Internet, per le comunicazioni aperte
(La suddivisione è relativa alle diverse autorizzazioni d’accesso che le reti hanno)
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IL FUTURO DELL’AUTOMAZIONE
INDUSTRIALE
Oggi si assiste al fenomeno dell’informatizzazione dell’automazione
industriale.
Se prima, per realizzare un sistema di automazione occorrevano cospicui
investimenti in apparecchiature e know-how, oggi, grazie alla disponibilità
dei personal computer e di tecnologie standard, l’automazione penetra
mercati di bassa fascia consentendo il proliferare di micro-imprese che
affiancano i grandi gruppi.
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OGGETTO DELLA LEZIONE
1.
Le nuove tecnologie
2.
Automazione
3.
Elettronica, informatica e telecomunicazioni
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ELETTRONICA

Scienza che si occupa dello studio teorico e delle applicazioni dei fenomeni
che interessano l’elettrone nel vuoto o nei mezzi materiali.

Settore complesso ed eterogeneo che comprende un gran numero di aree e
prodotti: semiconduttori, componenti per l’informatica, elettronica di potenza,
elettronica industriale, elettronica di consumo.
Il settore dell’elettronica rappresenta una delle chiavi del presente e futuro
Da essa, infatti, dipendono alcune grandi filiere del
futuro:
telecomunicazioni
servizi informativi
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INFORMATICA
 Disciplina nella quale si affronta lo studio dell’informazione, nei suoi principi
generali e nei suoi aspetti particolari.
 Un elaboratore o calcolatore o computer è una macchina che elabora
informazioni sotto il controllo di un programma.
 Lo sviluppo dell’informatica inizia a metà degli anni ‘50 con l’introduzione dei
primi calcolatori elettronici commerciali.
 In seguito si è consolidato con la penetrazione della tecnologia
dell’informazione e della comunicazione (ICT).
 L’evoluzione dell’ICT ha determinato un cambiamento del paradigma tecno-
economico riguardante la progettazione, la gestione ed il controllo dei sistemi di
produzione di beni e servizi in tutta l’economia.
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INTELLIGENZA ARTIFICIALE

Insieme di studi e tecniche che tendono a realizzare una macchina capace di risolvere
problemi che rientrano nel dominio dell’intelligenza umana

Applicazione degli studi sull’intelligenza artificiale: i sistemi esperti
Allo stato attuale l’intelligenza artificiale è
una tecnologia, uno strumento informatico
avanzato al servizio delle applicazioni.
In realtà è un insieme ampio ed assai
articolato di tecniche legate da un comun
denominatore: la capacità di risolvere
problemi complessi sfruttando le
conoscenze rappresentate esplicitamente
nel calcolatore.
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Programmi che, grazie alla conoscenza
posseduta su uno specifico dominio, sono
in grado di risolvere istanze di problemi
specifici, emulando il processo
decisionale di un esperto umano
(deduzione e induzione).
Implicano, infatti, una combinazione di
basi, conoscenze e dati tale da renderlo
capace non solo di affrontare e risolvere
problemi di natura generale, ma anche di
evolvere tenendo conto dei feed-back
recepiti.
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L’INFORMATICA NELLE AZIENDE
Nel settore delle imprese, l’utilizzazione di metodologie informatiche è avvenuta a
vari livelli:
Automazione
delle procedure
amministrative
• compilazione di fatture e paghe;
• aggiornamento della situazione di crediti e debiti e delle giacenze
• progettazione
Automazione del
ciclo produttivo
• costruzione attraverso il controllo numerico delle macchine utensili
• azionamento dei sistemi per collaudo
• controllo del flusso dei materiali e semilavorati attraverso gli impianti
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L’INFORMATICA NELLE AZIENDE
E-business

Può esser visto come la trasformazione dei processi aziendali attraverso l’utilizzo delle
tecnologie internet.

In generale, rende più efficienti le attività quotidiane migliorando lo scambio informativo
all’interno dell’organizzazione e tra l’organizzazione e i suoi partner.

Le opportunità offerte dall’E-business possono riguardare l’utilizzo di internet per le
transazioni con i consumatori (business-to-consumer) o con altre imprese (business-tobusiness). Attualmente si stanno diffondendo anche forme di transazioni dirette tra
consumatori (consumer-to-consumer).
Benefici
 Riduzione dei costi grazie a costi più bassi per l’elaborazione e il trasferimento
delle informazioni;
 Aumento dei ricavi potenziali in quanto si raggiunge una clientela maggiore;
 Integrazione della catena di fornitura per le interazioni B2B e B2C;
 Aumento di efficienza ed efficacia dei processi interni grazie all’interazione tra
dipendenti (employee-to-employee).
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Informatica nell’industria
Applicazioni
Prodotti
• produzione e logistica
• pacchetti gestionali
• amministrazionefinanza
integrati
• reti geografiche
• reti locali per il
• posta elettronica
decentramento dei dati
• processi di
• sistemi di supporto alle
decisioni
reengineering
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Informatica nelle banche e nella finanza
OBIETTIVI
1. riduzione dei costi e razionalizzazione dei processi
2. orientamento al cliente
 strumenti di supporto alle decisioni (dss, database, sistemi informativi di
marketing)
 automazione operazioni (sportelli self-service, telebanking, home-banking)
Informatica nel settore distributivo
OBIETTIVI

riduzione dei costi e miglioramento dell’efficienza

rafforzamento dei rapporti con le industrie di marca

fidelizzazione clienti al punto vendita

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prodotti:

pos con scanner

display elettronici per scaffali
supermercati virtuali
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
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L’informatica nella P.A.
Il Centro nazionale per
l'informatica nella PA (Cnipa) è
stato istituito nel 2003 in
sostituzione dell’Autorità per
l'informatica nella pubblica
amministrazione (AIPA)
Dal 2009 DigitPA - Ente
nazionale per la
Il nuovo Codice
dell'Amministrazione
Digitale
digitalizzazione della pubblica
amministrazione
(http://www.digitpa.gov.it/)
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per
aumentare l’efficienza e
la produttività della PA
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TELECOMUNICAZIONI
Comprendono le tecniche ed i procedimenti impiegati per la trasmissione e
ricezione di segnali elettrici effettuati con sistemi elettrici, elettromagnetici od
ottici, sia su filo sia mediante onde elettromagnetiche.
SISTEMA DI TELECOMUNICAZIONI

sistema emittente

mezzo di trasferimento dell’informazione

sistema ricevente
CRITERI DI DISTINZIONE
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
tipo di messaggio e natura dei segnali

canali impiegati per l’inoltro dell’informazione
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TELEMATICA
È sempre più difficile scindere le telecomunicazioni
dall’informatica.
La connessione tra le due tecnologie si chiama telematica.
in generale si usa la definizione di information technology
per comprendere tutte le moderne applicazioni di queste
tecnologie.
Convergenza
Informatica
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Telematica
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LA RETE INTEGRATA
Rappresenta un tipo di rete che si sta sviluppando attualmente grazie alle nuove
tecniche elettroniche di commutazione a divisione di tempo e che consente di
riunire in un unico sistema diversi servizi e funzioni.
Lo sviluppo delle reti:
Internet
Consente lo scambio di informazioni, l’aggiornamento periodico e continuo, la
costituzione di gruppi di lavoro, la diffusione e il trasferimento dei dati, l’accesso
alle informazioni
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APPLICAZIONI “TEMPO-REALE”
DELLE TECNOLOGIE INFORMATICHE
 videoconferenza
 videotelefono
 insegnamento
 sistemi di presentazione
 applicazioni mediche
 forme di telelavoro
 videoconferenza di telelavoro
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APPLICAZIONI “TRANSAZIONALI”
DI INTERNET
video-on-demand, pay per view, ....
 tele-shopping, cataloghi multimediali
 servizi informativi multimediali (servizi bancari, prenotazioni voli e






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hotel, affitto auto, etc.)
tele-istruzione, formazione
giornali/notizie
servizi culturali
point of information (servizi e pubblicità prodotti)
internet multimediale
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