Guida degli insegnamenti

Syllabus

Partially translatedTradotto parzialmente
[51457] - PROTOTIPAZIONE VIRTUALEVIRTUAL PROTOTYPING
Maura MENGONI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea Magistrale - [IM09] INGEGNERIA MECCANICA (Curriculum: MECCANICO COSTRUTTIVO) Master Degree (2 years) - [IM09] MECHANICAL ENGINEERING (Curriculum: MECCANICO COSTRUTTIVO)
Anno di corsoDegree programme year : 2 - Primo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2018-2019
Anno regolamentoAnno regolamento: 2017-2018
Obbligatorio
Crediti: 9
Ore di lezioneTeaching hours: 72
TipologiaType: B - Caratterizzante
Settore disciplinareAcademic discipline: ING-IND/15 - DISEGNO E METODI DELL'INGEGNERIA INDUSTRIALE

LINGUA INSEGNAMENTO LANGUAGE

Italiano

Italian


PREREQUISITI PREREQUISITES

Conoscenza dei principi e fondamenti del disegno tecnico, della progettazione di macchine e dei principali cicli di lavorazione

Main principles and basis of Mechanical Drawing, both handmade and computer-aided, design of machines and manufacturing cycles


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DEL CORSO DEVELOPMENT OF THE COURSE

Convenzionale. Lezioni teoriche frontali ed esercitazioni in aula

Traditional. Lectures and classroom exercises.


RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI LEARNING OUTCOMES
Conoscenze e comprensione.

L’insegnamento permette agli studenti di acquisire le conoscenze tecniche necessarie per saper utilizzare in maniera integrata gli strumenti di modellazione geometrica tridimensionale, di simulazione e di analisi, a supporto dei processi di progettazione/produzione. Tali conoscenze permetteranno allo studente di acquisire le competenze necessarie per l’utilizzo di sistemi CAD e di prototipazione virtuale per la riduzione dei tempi di sviluppo di prodotti e processi


Capacità di applicare conoscenze e comprensione.

Lo studente saprà utilizzare in maniera proficua gli strumenti di modellazione geometrica e di simulazione a supporto dei processi di progettazione/produzione. Tale capacità si estrinsecherà attraverso una serie di abilità professionalizzanti, quali: la capacità di realizzare prototipi virtuali tridimensionali; la capacità di saper utilizzare i prototipi virtuali per attività di analisi, verifica e validazione di progetto


Competenze trasversali.

L’esecuzione di un esercizio di progettazione, che verrà svolto in gruppi e che porterà alla realizzazione di uno o più prototipi virtuali, contribuirà a migliorare la capacità dello studente di esprimere e sostenere le proprie idee in un contesto tecnico e di presentare i risultati del proprio lavoro in modo facilmente comprensibile


Knowledge and Understanding.

The course allows the students to acquire the necessary technical knowledge required for an integrated use of geometric modelling, simulation and
analysis tools, to support production/manufacturing processes. These knowledge will allow the student to acquire the skill required for the use of CAD and virtual prototyping systems aimed to reduce product/process development time


Capacity to apply Knowledge and Understanding.

For the purpose of addressing the design and productive issues through the implementation of the acquired skills, the student will have to be able to
profitably use the geometric modelling and simulation tools to support the design/production processes. This ability will be acquired through a series of
professional skills such as: the skill to define tridimensional virtual prototypes; the skill to use virtual prototypes for analysis, validation and design assessment


Transversal Skills.

The execution of a design exercise, which will be performed by groups of students and that will lead to the development of one or more virtual prototypes, will contribute to improve the student skill of express and support his/her ideas in a technical context, to present results of his/her work in a simple and understandable form



PROGRAMMA PROGRAM

Il corso si articola in lezioni frontali ed esercitazioni in aula e in laboratorio di Virtual Prototyping. Le lezioni frontali (42 ore) si propongono di fornire le conoscenze sui metodi e tecniche per la realizzazione del prototipo virtuale e il suo impiego nelle fasi di progettazione e validazione prodotto nonché sulle nuove tecnologie di interazione multimodali e multisensoriali con particolare attenzione agli aspetti di usabilità ed ergonomia fisica e cognitiva. In particolare gli argomenti del corso sono: tecniche di progettazione user-centered design e metodi di progettazione di prodotti industriali, sistemi avanzati di supporto alla rappresentazione del progetto, architetture ed ambienti di prototipazione virtuale, tecniche di rappresentazione e modellazione di solidi e superfici, tipi di modelli virtuali e tecniche di costruzione orientate alla progettazione di prodotto, tecnologie ed applicazioni di Realtà Virtuale ed Aumentata, metodi di interazione con il prototipo virtuale, Virtual Humans e tecniche di tracciamento, concetti di base di interazione utente-sistema e nuovi paradigmi di interazione (interazione multimodale, multisensoriale, tecnologie desktop e sistemi immersivi), tecniche di Reverse Engineering.
Le esericitazioni (30 ore) saranno riportatite in circa 24 ore di esercitazioni con un sistema avanzato CAD-based per la realizzazione dei prototipi virtuali dove gli studenti potranno apprendere i principali metodi di modellazione di solidi e superfici, di realizzazione di manichini virtuali e di tecniche di real time rendering. Le restanti 6 ore vengono utilizzate supportare lo studente nello sviluppo di un progetto di un prodotto industriale con particolari caratteristiche funzionali, tecnologiche, estetiche ed ergonomiche.

The course is arranged in 42 hours of frontal lectures and 30 hours of exercises at the Virtual Prototyping Lab. It aims at providing methods and tools for the creation of virtual prototypes and their use in design and product validation as well as multimodal and multi-sensorial interaction technologies with particular attention to usability and ergonomics. The course program is based on the following topics: user-centered design methods and systematic approach to product design, advanced systems supporting design and representation, virtual prototyping environments and architectures, solid and surface modeling, principles of geometric modeling, virtual humans and tracking techniques, principles of human-computer interaction, new interaction paradigms based on multimodal, multi-sensorial, desktop or immersive technologies, applications and technologies of Virtual Reality and Augmented Reality, Reverse Engineering techniques. Numerous case studies from industry will be used. The exercises at lab will be organized into 24 hours of CAD for virtual prototyping and 6 hours for the products with high technological, functional, aesthetic and ergonomics values.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DELL'ESAME DEVELOPMENT OF THE EXAMINATION
Modalità di valutazione dell'apprendimento.

La valutazione avviene tramite una prova progettuale e un esame orale. La prova progettuale si articola in due parziali che saranno svolti durante il corso e una prova finale al termine del percorso. L'apprendimento viene valutato attraverso la verifica dei risultati intermedi conseguiti (parziali) durante le esercitazioni in aula sul tema progettuale assegnato, della qualità dei risultati progettuali ottenuti ed infine della padronanza dei metodi e strumenti appresi. La prova finale riguarda la presentazione del progetto del prodotto assegnato. Nella prova orale allo studente si chiede di esporre i principali concetti e le basi teoriche della Prototipazione Virtuale, della Progettazione Industriale e dei diversi argomenti esposti durante le lezioni frontali, rispondendo a quesiti specifici oppure discutendo degli elaborati grafici presentati.


Criteri di valutazione dell'apprendimento.

Nelle prove progettuali, lo studente deve dimostrare di avere - capacità di realizzare una lista dei requisiti e compilare una casa della qualità ; - capacità di riflessione su temi anche sociali ed etici per realizzare un prodotto inclusivo; - possesso di competenze adeguate per risolvere problemi tecnici e trovare soluzioni innovative; - capacità di comunicare il progetto attraverso l'uso di prototipi virtuali; - capacità di integrare conoscenze ed elaborare idee originali e soluzioni innovative; - autonomia; - capacità di lavorare in gruppo. Nella prova orale, lo studente deve dimostrare di possedere conoscenza e capacità di comprensione dei principali argomenti del corso; capacità di analisi e di sintesi; - capacità di applicare le conoscenze acquisite in specifici ambiti; abilità di comunicare in modo chiaro le proprie conoscenze e di integrarle in modo da mettere in relazione i diversi argomenti trattati.


Criteri di misurazione dell'apprendimento.

Viene attribuito un voto in trentesimi con eventuale lode.


Criteri di attribuzione del voto finale.

La votazione massima, pati a trenta punti con lode, è assegnata agli studenti che dimostrino, nelle diverse prove d'esame, piena autonomia nell'impostare e risoolvere i problemi progettuali e completa padronanza delle metodologie e strumenti insegnati. La votazione minima pari a diciotto, è assegnata agli studenti che dimostrino di possedere sufficienti conoscenze delle metodologie e strumenti di prototipazione virtuale e di averle sapute applicare per realizzare un più semplice progetto. Tali votazioni risultano dalla media pesata tra il voto conseguito all'orale e le votazioni ottenute nelle prove grafiche progettuali intermedie e finali.


Learning Evaluation Methods.

The evaluation is based on two intermediate esaminations and a final assessment of the drawings and models the students realized during the course to represent their project and an oral exam at the end where questions are submitted to verify the learned lessons.


Learning Evaluation Criteria.

The criteria for the evaluation of intermediate and final results about the developed projects are: skill on using CAD tools for the representation of solids and surfaces, ability to apply both systematic design approaches and user-centred design methods in product development, competences in adopting virtual prototyping techniques to analyze physical ergonomics. Criteria for the evaluation of the final project are: knowledge of information gathering techniques to create a complete list of user needs and product requirements, ability to think about social and ethical effects of product design to include people with disabilities and/or frailties, competence of problem-solving and identify feasible and innovative design solutions, ability to use proper tools to represent design ideas and analyze the achieved outcomes and finally, ability for team working.


Learning Measurement Criteria.

A thirty-points scale is used for grading, with possible praise


Final Mark Allocation Criteria.

The maximum score is 30/30 and laude. It is achieved by students that demonstrate autonomy in problem-solving and transdisciplinary knowledge of main tools and methods for virtual prototyping in the different examinations (graphic and oral). The minimum scorre is 18/30 and is assigned to students that have an enough knowledge of Virtual Prototyping tools and methods and design a simple product. The score is the result of the weighted average among the scores achieved in the oral exam and in the intermediate and final graphic tests.



TESTI CONSIGLIATI RECOMMENDED READING

Burdea G.G. and Coiffet P., 2003, "Virtual Reality Technology", Wiley-Interscience
Pahl G., Beiz W., Wallace K., Blessing L.T.M. and Bauert F., 1995, "Engineering Design: A systematic Approach", Springer
Wilson C., 2011, "Handbook of User-Centered Design Methods", Morgan Kaufmann
Goldman R., 2009, "An integrated Introduction to Computer Graphics and Geometric Modeling", CRC Press.
Ulrich K.T., Eppinger S.D., Filippini R., 2007, “Progettazione e Sviluppo Prodotto”, Mc Graw-Hill.
Grau O., 2004, "Virtual Art: from Illusion to Immersion", Leonardo Book Series, The MIT Press
Ohta Y., Tamura H., 2014, "Mixed Reality: merginig real and virtual words", Springer
De Fusco R., 2014, "Made in Italy: storia del design italiano", Altralinea Edizioni
Dardi G., Bigatti D., 2014, "Storia dell'impresa e storia del design. Prove di dialogo.", Archetipo libri 
Inoltre il materiale didattico elettronico integrativo è disponibile su piattaforma moodle di Ateneo link: https://lms.univpm.it/

Burdea G.G. and Coiffet P., 2003, "Virtual Reality Technology", Wiley-Interscience
Pahl G., Beiz W., Wallace K., Blessing L.T.M. and Bauert F., 1995, "Engineering Design: A systematic Approach", Springer
Wilson C., 2011, "Handbook of User-Centered Design Methods", Morgan Kaufmann
Goldman R., 2009, "An integrated Introduction to Computer Graphics and Geometric Modeling", CRC Press.
Ulrich K.T., Eppinger S.D., Filippini R., 2007, “Progettazione e Sviluppo Prodotto”, Mc Graw-Hill.
Grau O., 2004, "Virtual Art: from Illusion to Immersion", Leonardo Book Series, The MIT Press
Ohta Y., Tamura H., 2014, "Mixed Reality: merginig real and virtual words", Springer
De Fusco R., 2014, "Made in Italy: storia del design italiano", Altralinea Edizioni
Dardi G., Bigatti D., 2014, "Storia dell'impresa e storia del design. Prove di dialogo.", Archetipo libri 
In addition, supplementary educational supports are aailable on the University Moodle plaftorm - link: https://lms.univpm.it/


E-LEARNING E-LEARNING

No

No


Scheda insegnamento erogato nell’A.A. 2018-2019
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento.
Academic year 2018-2019

 


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