PhD in DESIGN, MANUFACTURING AND OPERATIONS ENGINEERING

Primo anno

Attività
Elenco dei corsi/attività 

corso/attività	ore
Interactive visualization of scientific data and real-time simulations Il modulo di “Interactive visualization of scientific data and real-time simulations” mira a fornire le competenze per la definizione e implementazione diambienti immersivi per la visualizzazione, revisione e interrogazione di modelli tridimensionali e di grafici ed elaborazioni scientifiche. Tali ambientipossono essere la base per applicazioni di realtà virtuale e/o aumentata e per supportare ambienti collaborativi di progettazione, di definizione e revisionedi prototipi virtuali, digital twins e modelli ad ordine ridotto. Si affronteranno anche aspetti di interattività naturale e feedback tattile a supportodell’immersività e realismo della visualizzazione. Verranno anche introdotte le modalità di costruzione e risoluzione di simulazioni ingegneristiche intempo reale, con particolare riferimento alle analisi strutturali e cineto/ Tipologia: scuole di formazione dedicate Tipo corso: nazionale Macrosettore: open science Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: SI Lingua: ITALIANO Modalità: entrambi i casi	4
Materiali cementizi sostenibili Impatto ambientale materiali cementizi, durabilità, strategie per la sostenibilità ambientale, applicazioni. Tipologia: scuole di formazione dedicate Tipo corso: nazionale Macrosettore: open science Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: NO Lingua: ITALIANO Modalità: entrambi i casi	3
Materiali per la manifattura additiva (3D) Selezione dei materiali in base al processo di stampa 3D, influenza della reologia, influenza dei parametri di stampa sulle proprietà chimiche fisiche emeccaniche degli stampati 3D,applicazioni ingegneristiche Tipologia: scuole di formazione dedicate Tipo corso: nazionale Macrosettore: open science Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: NO Lingua: ITALIANO Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando	3
L'ottimizzazione in ambito CAE, dai metodi ad ordine zero ai metodi evolutivi Metodi di ottimizzazione zero gradient con superfici di risposta, gradient descent adjoint topologico, algoritmi genetici. Software integrati e integrabili neisoftware CAE. Esempi di ottimizzazione con calcoli CAE (FEM/CFD/FSI/EM) con parametrizzazione della geometria, mesh materiali, condizioni alcontorno. Tipologia: scuole di formazione dedicate Tipo corso: nazionale Macrosettore: open science Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: SI Lingua: ITALIANO Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando	4
High fidelity CAE simulations for real time Digital Twin Panoramica sui Digital Twin nel settore aeronautico: una sfida multisettoriale e multidisciplinare. Metodi di ottimizzazione multi-fisica basati sul CAE highfidelity e il mesh morphing. Esempi applicativi dai progetti europei RBF4AERO, RIBES, Fortissimo e l'evento Flexible Engineering Toward Green Aircraft -CAE Tools for Sustainable Mobility. Tipologia: scuole di formazione dedicate Tipo corso: nazionale Macrosettore: open science Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: SI Lingua: ITALIANO Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando	4
Industria 4.0: Le tecnologie abilitanti nell’ambito dell’industria manufatturiera Il corso ha come obiettivo l’introduzione delle Tecnologie Abilitanti, introdotte dall’Industria 4.0. Sono tecnologie che aumentano il valore della catena delsistema produttivo e hanno la capacità di innovare i processi, i prodotti e i servizi in tutti i settori industriali. Si tratta dell’utilizzo dell’intelligenza artificialeapplicata al controllo dei materiali e dei processi, al fine di creare un collegamento tra la realtà fisica e quella virtuale. In particolare, saranno analizzati dei casi studio che riguardano l’implementazione di Reti Neurali Artificiali per la caratterizzazione dei materiali metallici, ai fini dell’ottimizzazione dei parametri di processi. Tipologia: scuole di formazione dedicate Tipo corso: nazionale Macrosettore: open science Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: NO Lingua: ITALIANO Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando	2
Applicazioni industriali dell’Intelligenza Artificiale per l’analisi dei processi produttivi Obiettivo del corso è illustrare l’applicazione dei paradigmi dell’Industria 4.0 in relazione a dei casi di studio nell’ambito dell’industria manufatturiera. Nello specifico, si andranno ad osservare le potenzialità dell’Intelligenza Artificiale per la gestione dei processi, al fine di ottimizzare risorse e/o prestazioni e ridurre gli scarti. A tal proposito, si analizzerà l’implementazione e l’addestramento di reti neurali artificiali alla gestione di alcuni processi industriali esistenti, con l’obiettivo di ottimizzare i parametri del processo e incrementare le prestazioni produttive. Tipologia: scuole di formazione dedicate Tipo corso: nazionale Macrosettore: open science Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: NO Lingua: ITALIANO Modalità: entrambi i casi	2
Trasformazione digitale nella produzione industriale: strategie, campi di applicazione, casi applicativi e spunti di ricerca. Parte I e Parte II Il corso introdurrà il tema della digitalizzazione dei sistemi di produzione industriali. Verranno quindi affrontati aspetti strategici, perché introdurre la trasformazione e come governarla. Saranno passate in rassegna le diverse tecnologie utilizzabili in campo industriale (IOT, AR/VR, stampa 3D, intelligenza artificiale, Digital twin) e le diverse applicazioni per la produzione, la manutenzione, la qualità e il controllo dei consumi energetici. Verranno descritti nel dettaglio esempi di progetti reali e forniti spunti per la ricerche future. Tipologia: scuole di formazione dedicate Tipo corso: nazionale Macrosettore: open science Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: SI Lingua: ITALIANO Modalità: entrambi i casi	4
Tecniche di simulazione avanzate di giunzioni meccaniche Le giunzioni di tipo spot, come giunti bullonati, rivettati o punti di saldatura rappresentano una delle tecniche di connessione più diffuse e mantengono un ruolo chiave anche nelle strutture in composito avanzate, tipiche dei settori automobilistico, aeronautico e aerospaziale. La loro importanza è legata all'affidabilità strutturale, alla capacità di carico, alla facilità di smontaggio e alla presenza di numerosi standard normativi per la loro progettazione. Il corso offre un approccio avanzato alla progettazione e analisi dei giunti bullonati in composito, fornendo strumenti e metodologie innovative per affrontare le sfide strutturali più complesse. In particolare, vengono analizzati gli aspetti fondamentali come la meccanica delle piastre in composito, il precarico del bullone, le tolleranze geometriche e i fenomeni non lineari legati all’attrito e al contatto tra le parti. Viene presentata la metodologia basata sull’elemento finito "Composite Bolted Joint Element", che combina accuratezza ed efficienza computazionale per la valutazione del comportamento dei giunti bullonati. Il corso fornisce un'analisi dettagliata della rigidezza locale della zona bullonata, utilizzando la teoria della deformazione al primo ordine (FSDT) ed il metodo di Ritz per ottenere soluzioni analitiche. Inoltre, vengono trattati gli effetti del precarico, dei giochi tra foro e bullone, delle forze di attrito e del contatto tra le parti, con il supporto di un modello di meccanica del continuo. L’elemento bullone è modellato mediante elementi trave e molle lineari e non lineari. Tipologia: scuole di formazione dedicate Tipo corso: nazionale Macrosettore: open science Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: SI Lingua: ITALIANO Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando	2
Mechanical system reliability calculation and improvement After a brief review of the reliability block diagram method for calculating the reliability of a system, the course will discuss the ways in which the reliability of mechanical systems can be calculated by considering them as statically determined or over-determined. It also shows some basic techniques (ARINC and AGREE) for allocating the reliability of components in a system. Finally, the problem of selecting the best component to increase system reliability will be addressed. Tipologia: scuole di formazione dedicate Tipo corso: nazionale Macrosettore: open science Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: NO Lingua: ITALIANO Modalità: entrambi i casi	2
Applicazioni industriali di materiali innovativi per la progettazione di componenti caratterizzati da elevate proprietà di scambio termico ed elettrico Il seminario approfondisce l’impiego di materiali innovativi nella progettazione di componenti industriali ad alte prestazioni termiche ed elettriche. Verranno analizzati processi avanzati, come la deposizione elettrochimica di grafene e rame, nonché tecniche di simulazione numerica per ottimizzare la conducibilità termica dei materiali. Saranno presentati casi studio concreti, tra cui l’applicazione del grafene su dissipatori di calore per CPU e componenti industriali, la realizzazione di schiume metalliche per il miglioramento della dissipazione termica e l’uso di modelli FEM per la previsione delle prestazioni. Tipologia: scuole di formazione dedicate Tipo corso: nazionale Macrosettore: open science Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: NO Lingua: ITALIANO Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando	2
Mapping di dati in applicazioni multifisiche Il corso "Mapping di dati in applicazioni multifisiche" introduce ai principali problemi del trasferimento di dati (mapping) tra moduli relativi a diverse fisiche nelle simulazioni numeriche. Quando un’analisi multidisciplinare prevede l’accoppiamento di due o più software specializzati, il trasferimento delle informazioni necessarie alla loro sincronizzazione deve garantire sia precisione che efficienza. Da un lato, è fondamentale evitare un accumulo eccessivo di errore nelle iterazioni successive; dall’altro, il tempo di analisi non deve risultare eccessivamente lungo. Il corso approfondisce i metodi di mapping dei carichi nelle applicazioni di interazione fluido-struttura (FSI), analizzandone i fondamenti matematici e i dettagli applicativi. Sarà poi semplice generalizzare i concetti trattati al caso del mapping di dati in altri contesti multifisici. Tipologia: scuole di formazione dedicate Tipo corso: nazionale Macrosettore: open science Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: NO Lingua: ITALIANO Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando	2
Acquisizione ed Elaborazione di Segnali: Metodi e Strumenti per l’Analisi Sperimentale Il corso si propone di fornire una panoramica sui metodi algebrici e sugli strumenti hardware utilizzati per l’acquisizione e l’elaborazione di segnali nell’ambito dell’analisi sperimentale. La prima parte sarà dedicata a una lezione teorica in aula, durante la quale verranno presentati i principali dispositivi di acquisizione, con particolare attenzione agli strumenti Dewesoft, e le metodologie matematiche per l’analisi e la rappresentazione dei segnali. La seconda parte, di natura pratica, si terrà presso il Laboratorio di Prototipazione Virtuale e sarà incentrata sull’applicazione degli strumenti studiati per analizzare un caso studio reale, evidenziando le potenzialità del software di supporto e i risultati ottenibili. Tipologia: scuole di formazione dedicate Tipo corso: nazionale Macrosettore: open science Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: NO Lingua: ITALIANO Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando	4

Secondo anno

Attività
  Elenco dei corsi/attività 

corso/attività	ore
Fundamentals of Flexible Multibody Systems Il modulo di “Fundamentals of Flexible Multibody Systems” intende fornire i concetti di base per la formulazione ed integrazione delle equazioni della dinamica di sistemi multibody flessibili. Nella prima parte verranno forniti gli aspetti chiave dei diversi metodi utilizzati per descrivere i sistemi flessibili. Successivamente, verranno descritte le basi teoriche del Floating Frame of Reference Formulation (FFRF). L’obiettivo principale sarà quello di formulare le equazioni differenziali algebriche della dinamica per sistemi flessibili vincolati. Successivamente, verranno mostrati alcuni degli schemi di integrazione più usati come i metodi impliciti di Newmark, HHT o il Generalized-alpha method. Infine, si procederà con la descrizione degli aspetti computazionali del metodo FFRF e verranno mostrati alcuni casi studio su sistemi piani e spaziali. Tipologia: scuole di formazione dedicate Tipo corso: nazionale Macrosettore: open science Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: SI Lingua: ITALIANO Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando	4
Materiali a cambiamento di fase (PCM) Classificazione, caratterizzazione chimico-fisica e termica, sistemi di contenimento dei PCM (macro e micro-incapsulamento, incorporazione in matrici porose),applicazioni Tipologia: scuole di formazione dedicate Tipo corso: nazionale Macrosettore: open science Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: NO Lingua: ITALIANO Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando	3
L’Additive Manufacturing nell’Industria 4.0 Le nuove opportunità ottenute dai moderni sistemi di Additive Manufacturing hanno portato ad un notevole sviluppo e diffusione delle tecniche additive nel panorama mondiale. La conoscenza delle tecnologie più diffuse, dei materiali maggiormente utilizzati è di fondamentale importanza nel panorama della formazione. Nel corso verranno affrontate le principali problematiche delle tecniche additive, la loro classificazione e verranno introdotti i concetti del “Design for Additive Manufacturing” e de “Think green”. Infine verrà illustrato un caso studio: la problematica della rugosità superficiale dei sistemi a letto di polvere, le tecnologie innovative per la finitura dei componenti stampati. Tipologia: scuole di formazione dedicate Tipo corso: nazionale Macrosettore: open science Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: NO Lingua: ITALIANO Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando	2
Materiali polimerici nella lavorazione per additive manufacturing Il corso teorico-pratico fornirà una panoramica sui principi di funzionamento delle principali tecniche di stampa 3D dei polimeri: SLA per la lavorazione materiali termoindurenti ed FDM per lavorazione materiali termoplastici, correlandole con lo studio dei diversi processi chimico-fisici coinvolti. Il corso illustrerà il significato dei parametri di processo e darà una panoramica sull’utilizzo dei software per la preparazione del modello di stampa. Saranno affrontati in laboratorio specifici “case study” di applicazioni nel settore medicale e nel settore manufatturiero. Tipologia: scuole di formazione dedicate Tipo corso: nazionale Macrosettore: open science Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: NO Lingua: ITALIANO Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando	2
Metodi numerici per la previsione ed integrazione della produzione di energia da fonti rinnovabili in impianti industriali Contesto di riferimento. Disponibilità di risorse solari, eoliche ecc. Cenni sulla conversione fotovoltaica. Algoritmi di tipo semi empirico e stocastico per la previsione e stima di produzione di energia da fonti rinnovabili (principalmente solare e eolico) per il fabbisogno degli impianti industriali e della rete Tipologia: scuole di formazione dedicate Tipo corso: nazionale Macrosettore: open science Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: NO Lingua: ITALIANO Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando	4
Metodi numerici applicati alla simulazione termofluidodinamica dei sistemi energetici. Parte I Il corso che si propone quale attività formativa del presente Dottorato, tratterà i seguenti argomenti: Utilizzo, gestione e l’applicazione di progetti basati sulla fluidodinamica computazionale (CFD), con particolare riguardo ad argomenti riguardanti le macchine e i sistemi energetici. Tipologia: scuole di formazione dedicate Tipo corso: nazionale Macrosettore: open science Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: NO Lingua: ITALIANO Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando	4
Materiali multifunzionali per la sostenibilità Materiali multifunzionali per la sostenibilità Tipologia: scuole di formazione dedicate Tipo corso: nazionale Macrosettore: open science Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: NO Lingua: ITALIANO Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando	3
Design of composite skin-stiffened structures Le strutture skin-stiffened e sandwich rappresentano soluzioni avanzate per applicazioni nei settori aeronautico, aerospaziale e automobilistico, grazie al loro elevato rapporto resistenza/peso e alla capacità di ottimizzare la distribuzione dei carichi. La combinazione di una pelle in composito con elementi di irrigidimento o un'anima sandwich consente di migliorare la rigidezza e la resistenza strutturale, riducendo al contempo il peso complessivo della struttura. Il corso fornisce un quadro delle strategie di progettazione e ottimizzazione delle strutture skin-stiffened e sandwich per la realizzazione di strutture leggere e ad alte prestazioni, fornendo strumenti e metodologie innovative per affrontare le sfide ingegneristiche più complesse. In particolare, vengono trattati i principi fondamentali della progettazione, inclusa la modellazione del comportamento meccanico di pelli e irrigidimenti, la valutazione delle interazioni tra i componenti strutturali e l’analisi della risposta ai carichi assiali, flessionali e di taglio. Vengono inoltre approfondite le problematiche legate al cedimento locale degli irrigidimenti e al collasso globale della struttura. Il corso introduce metodologie analitiche e numeriche per la valutazione della rigidezza e della resistenza delle strutture in composito, includendo la teoria delle piastre e dei gusci. Inoltre, viene affrontata la modellazione delle strutture sandwich, con particolare attenzione agli effetti dell’anima, ai fenomeni di crippling. Tipologia: scuole di formazione dedicate Tipo corso: nazionale Macrosettore: open science Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: NO Lingua: ITALIANO Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando	2

Terzo anno

Attività
Elenco dei corsi/attività 

corso/attività	ore
Materiali per applicazioni ad alta temperatura Classificazione e definizioni, condizioni termiche e ambientali, formazione della scaglia, epitassia, metal dusting, applicazioni pratiche. Tipologia: scuole di formazione dedicate Tipo corso: nazionale Macrosettore: open science Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: NO Lingua: ITALIANO Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando	3
Cambiamento climatico e materiali per la conservazione dei beni culturali Cambiamento climatico e materiali per la conservazione dei beni culturali Tipologia: scuole di formazione dedicate Tipo corso: nazionale Macrosettore: open science Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: NO Lingua: ITALIANO Modalità: entrambi i casi	3
Advanced machining: Sistemi laser Nel panorama degli investimenti riconducibili nell’ambito dei paradigmi dell’Industria 4.0, i sistemi laser svolgono un ruolo fondamentale. Questi consentono la realizzazione di operazioni fondamentali, quali taglio, foratura, marcatura, saldatura, in diversi settori industriali, offrendo un altissimo grado di automazione. Nel corso verranno illustrate le principali sorgenti laser, la loro classificazione e le soluzioni industriali per le operazioni di taglio, marcatura e fresatura. Verranno inoltre presentati caso studio su operazioni di taglio dei materiali polimerici fibrorinforzati, su microforatura nel settore aeronautico e su tecniche per la realizzazione di strutture ibride metallo-polimero. Tipologia: scuole di formazione dedicate Tipo corso: nazionale Macrosettore: open science Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: NO Lingua: ITALIANO Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando	2
Metodi numerici applicati alla simulazione termofluidodinamica dei sistemi energetici. Parte II Il corso che si propone quale attività formativa del presente Dottorato, tratterà i seguenti argomenti: Utilizzo,gestione e l’applicazione di progetti basati sulla fluidodinamica computazionale (CFD), con particolare riguardo ad argomenti riguardanti le macchine e i sistemi energetici. Tipologia: scuole di formazione dedicate Tipo corso: nazionale Macrosettore: open science Area: scientifica Elevata formazione: SI Verifica finale: NO Lingua: ITALIANO Modalità: riconducibile al progetto formativo del Dottorando	4