Laurea Magistrale in Ingegneria dell'AUTOMAZIONE

Introduzione
La parola “automazione” (nella forma inglese automation) è stata coniata negli Stati Uniti nel 1948 per designare alcuni procedimenti ingegneristici, allora molto avanzati, introdotti particolarmente nell'industria automobilistica e si è da allora largamente diffusa con il significato di impiego di macchine per far andare altre macchine. Oggi, ad oltre mezzo secolo da quegli eventi, l'automazione è una realtà che pervade anche il nostro vivere quotidiano con le sue molteplici applicazioni. Essa infatti si occupa della gestione automatica di processi ed impianti di vario genere, sia industriali che civili, nonché di servizi e risorse, con lo scopo di ottimizzarne le prestazioni, eliminando o riducendo l’intervento di operatori umani.
L'ingegnere dell'automazione è divenuto una figura professionale largamente richiesta:

  • in qualsiasi tipo di attività industriale, per la gestione dei relativi sistemi di automazione;
  • nelle industrie che progettano, producono ed adattano alle esigenze della specifica applicazione le apparecchiature per l'automazione;
  • nelle aziende e negli studi professionali che progettano sistemi di automazione e producono software specializzato per calcolatori di processo (e per altri analoghi scopi), svolgendo la necessaria intermediazione fra le aziende produttrici di apparecchiature e componenti per l'automazione e le industrie che desiderano automatizzare i propri processi produttivi o elevarne il livello di automazione.



Obiettivi

Mars PathfinderLe conoscenze di cui deve disporre un ingegnere dell'automazione possono essere compendiate in rapporto ai seguenti obiettivi:

  • conoscere il processo da automatizzare, cioè metterne a punto un modello matematico. Nel processo da automatizzare devono essere individuate le grandezze fisiche che si ritengono significative per descriverne il funzionamento. Queste grandezze si influenzano reciprocamente e questa interazione viene rappresentata in maniera quantitativa costruendo un modello matematico.
  • acquisire informazioni in linea sull’evoluzione delle grandezze di interesse, mediante strumentazione adeguata,
  • elaborare le informazioni acquisite, al fine di stabilire quale sia l'azione più opportuna da intraprendere in corrispondenza al verificarsi di certe situazioni nel processo da controllare.
  • agire sul processo mediante dei dispositivi detti attuatori che, attraverso un adeguato livello di potenza, permettono di “pilotare” effettivamente le grandezze del processo in accordo con le strategie individuate nella fase di elaborazione delle informazioni.

La figura professionale dell'ingegnere dell'automazione si inquadra fondamentalmente nell'ambito della Ingegneria dell’Informazione, dato che i suoi compiti riguardano l'acquisizione e l'elaborazione di informazione nonché l'uso di modelli matematici e degli strumenti concettuali della teoria dei sistemi e del controllo.
Rispetto alle altre figure del settore dell'Informazione, l'ingegnere dell'automazione si caratterizza per una maggiore conoscenza delle problematiche dell'ingegneria industriale, ovviamente non ai fini di progettare l'impianto in cui si svolge il processo, che rimane compito degli ingegneri del settore industriale (quali i meccanici, gli elettrici, i chimici ecc.) ma ai fini di analizzare e realizzare in modo adeguato alle caratteristiche del processo l'architettura del sistema di automazione, le parti componenti di tale sistema e le leggi per il controllo del processo.
Gli obiettivi formativi del ciclo di studi sono quelli di fornire una preparazione con caratteristiche di flessibilità che favoriscano la riconversione fra i molteplici settori applicativi a seguito del progresso delle tecnologie o delle mutate condizioni di lavoro. Il corso si distingue sia per uno spiccato carattere scientifico, legato all’acquisizione di conoscenze metodologiche approfondite nel settore fisico-matematico, nelle aree dell’informazione e particolarmente in quella dell’automatica, sia per l’acquisizione di capacità progettuali negli ambiti tecnologici più innovativi, basata sull’impiego degli strumenti più moderni.

Profilo professionale

Schemi e formule di controlloLa presenza dell'automazione nei diversi campi della produzione industriale e dei servizi è sempre più rilevante e si prevede che questa tendenza proseguirà nel futuro, data la crescente richiesta di tecnologia da parte della società.
Tra i bacini di utenza più tradizionali figurano l’industria di processo (chimica, petrolchimica, dell’acciaio, ecc.), l’industria per la produzione di beni di largo consumo (quali generi alimentari, elettrodomestici, automobili, prodotti di abbigliamento, giochi, ecc.), per la produzione di macchine automatiche e robot (macchine per il confezionamento, l’assemblaggio, ecc.) e più in generale di sistemi meccatronici, derivanti cioè dalla progettazione integrata della meccanica e dell'elettronica di controllo
Anche il settore dei servizi offre ampie possibilità di impiego per i laureati magistrali in Ingegneria dell’Automazione, sia nell’ambito delle aziende di pubblica utilità (per la produzione e distribuzione di acqua, gas, energia, per gestire i trasporti, ecc.), sia presso gli organismi e gli enti che si occupano della gestione di risorse (materiali, naturali e umane) di rilevante interesse economico e sociale. Le metodologie proprie del settore dell’Automazione possono trovare impiego anche in ambiti meno tradizionali ma di grande rilevanza, quali i settori dell’economia e della finanza (ad esempio per l’analisi delle tendenze dei mercati e la loro previsione), dell’edilizia civile (per il controllo attivo di strutture che offrano elevata sicurezza nel caso di sismi o per lo sviluppo di sofisticati impianti di climatizzazione a basso impatto ambientale), della medicina (per l’ausilio alla chirurgia di precisione), e in molti altri settori in cui risultano di grande utilità figure professionali con competenze multidisciplinari. Si può concludere affermando che l'ingegnere dell'automazione può trovare impiego in tutte le industrie, aziende ed enti nei quali i sistemi di predizione, diagnosi, controllo e supporto alle decisioni svolgono ruoli tecnicamente ed economicamente rilevanti. L’attività di tali soggetti può riguardare la produzione e la fornitura di sistemi di automazione (hardware e/o software), l’utilizzazione di impianti automatizzati di produzione o la gestione di servizi di elevata complessità. Infine, l’attività professionale dell’ingegnere dell’automazione può essere svolta all’interno di società di ingegneria e di consulenza che studiano e progettano impianti e sistemi complessi, tecnologicamente sofisticati.

Percorso formativo

Riunione di LavoroI settori disciplinari caratterizzanti della laurea magistrale sono:

  1. l’Automatica,
  2. la Meccanica applicata alle macchine,
  3. gli Azionamenti elettrici.

Per il primo settore, il curriculum prevede:

  • l’acquisizione di solide basi metodologiche nell’ambito della modellistica, dell’analisi, dell’identificazione e del controllo dei sistemi dinamici, in un percorso didattico che comprende gli insegnamenti di Teoria dei Sistemi, Controllo Digitale, Stima e Filtraggio ed Identificazione di Sistemi dinamici. Altri insegnamenti a carattere metodologico, quali Tecniche Avanzate di Controllo e Sistemi Multivariabili, offriranno approfondimenti sulla teoria dell’ottimizzazione, sui sistemi dinamici non lineari, sui sistemi a molti ingressi e molte uscite.
  • l’introduzione alle tecniche moderne di progettazione, di realizzazione e di verifica di un sistema di controllo negli insegnamenti di Progettazione di Sistemi di Controllo, Laboratorio di Controlli Automatici ed Automazione Industriale, che forniscono una preparazione personalizzata e mirata perché concentrata su gruppi di studenti poco numerosi e motivati.
  • l’offerta di alcuni insegnamenti specifici di contenuto avanzato, quali Visione Computazionale e Sistemi Ecologici.

Nel secondo settore è centrale l’insegnamento di Controllo dei Sistemi Meccanici, che si innesta da una parte sulle conoscenze di Meccanica acquisite in Fisica Matematica e dall’altra su quelle di Automatica. L’insegnamento si completa nel successivo Robotica.

Nel terzo settore, le competenze sugli Azionamenti Elettrici vengono acquisite nell’insegnamento omonimo, basato a sua volta sulle conoscenze di Elettrotecnica e di Automatica.

Per il suo carattere fortemente interdisciplinare e per la necessità di ricorrere ad un approccio formale piuttosto sofisticato, il curriculum dello specialista in Ingegneria dell’Automazione richiede conoscenze avanzate di Matematica e di Fisica Matematica che lo studente può acquisire negli insegnamenti di Analisi Reale e Complessa e Fisica Matematica ed enfatizza la preparazione in ambiti affini connessi all’Automatica, includendo nell’offerta formativa gli insegnamenti di Elettronica Analogica, Dati e Algoritmi 2, Ricerca Operativa, Elaborazione Numerica dei Segnali, Reti di Telecomunicazioni, Sistemi di Misura per l’Automazione ed Economia dell’Informazione.

Una parte rilevante ha infine l’attività di tesi, svolta presso un laboratorio di ricerca universitario o industriale e che rappresenta un ulteriore momento formativo.


Scheda completa del corso