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1 PROGRAMMA DEL CORSO PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO PROGRAMMA DI AUTOMAZIONE 2 1.APPROCCI ALLA PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO.

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2 1 PROGRAMMA DEL CORSO PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO PROGRAMMA DI AUTOMAZIONE 2 1.APPROCCI ALLA PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA CONTROLLATO COMPLESSO 2.MOVIMENTAZIONE CONTROLLATA ELEMENTI DI CINEMATICA 3.MOTORE ELETTRICI PER LA MIVIMENTAZIONE CONTROLLATA 4.MOTORI A CORRENTE CONTINUA 5.MOTORI A CORRENTE ALTERNATA 6.AZIONAMENTI CON MOTORE ASINCRONO 7.AZIONAMENTI CON MOTORE BRUSHLESS 8.MOTORI A PASSO 9.AZIONAMENTI MULTIASSE 10.MODALITÀ DI CONTROLLO INNOVATIVE 11.MECCATRONICA 12.APPROCCIO OBJECT ORIENTED 13.LINGUAGGI OBJECT ORIENTED 14.IL LINGUAGGIO UML 15.UML E NORME IEC

3 Dipartimento di Informatica e Sistemistica Procedure di Progettazione e di Documentazione per il Controllo di Sistemi Complessi Alessandro DE CARLI In collaborazione con Eleonora LUCIANI, Andrea FIASCHETTI, Stefano ANDREOZZI Anno Accademico

4 3 REMINISCENZE LETTERARIE Apri la mente a quel ch' io ti paleso e fermalvi entro; ché non fa scienza, sanza lo ritenere, avere inteso. Due cose si convegnono a l' essenza di questo sacrificio: l' una è quella di che si fa; l' altr' è la convenenza. Paradiso, CANTO 5, PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

5 VALORE DI BENI MATERIALI TECNOLOGIE CONVENZIONALI BASATE SULLA MECCANICA, LELETTROTECNICA, ……… VALORE DI BENI MATERIALI ED IMMATERIALI QUALITÀ DEI SERVIZI CAPITALE TECNOLOGIE INNOVATIVE CONCENTRATE SULLINFORMATICA 4 NUOVE PROSPETTIVE OCCUPAZIONALI PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO GRUPPI FINANZIARI ISTITUZIONALIZZATI DIPENDENTI INVESTIMENTI RENDIMENTO DI CAPITALI A PRESTITO COMPETENZE E PROFESSIONALITÀ DEI DIPENDENTI FONDAMENTA ORGANIZZAZIONE DEL LAVORO Tradizionale Innovativa

6 PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSOCONOSCENZE REALIZZAZIONI BASSA PERCHÉ COLLEGATA AL VALORE DEI BENI MATERIALI ELEVATA PERCHÉ COLLEGATA AL VALORE AGGIUNTO REDDITIVITÀ BASATE SUL RICORDO CONSOLIDATE ISTITUZIONALIZZATE BASATE SUL CONTINUO AGGIORNAMENTO IN CONTINUA EVOLUZIONE BASATE SULLUTILIZZAZIONE APERTE ALLINNOVAZIONE ORIENTATE AL CAMBIAMENTO SOSTANZIALMENTE CONSERVATIVE SOSTANZIALMENTE CONSERVATIVE MIGLIORAMENTI MARGINALI 5 NUOVE PROSPETTIVE OCCUPAZIONALI

7 PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO 6 NUOVE PROSPETTIVE OCCUPAZIONALI OrganizzazioneTradizionale per GRUPPI OrganizzazioneInnovativa per COMPETENZE CRISTALLIZZATA ASSEGNAZIONE INDIVIDUALE DEL LAVORO COMPETENZE INDIVIDUALI DIVERSIFICATE FIDUCIA RECIPROCA ASSOLUTA MA NON VERIFICATA MEMORIA COLLETTIVA TACITA E RADICATA DOMINIO DI CONOSCENZE RIGIDO IN VIA DI EVOLUZIONE SUDDIVISIONE DEL LAVORO IN GRUPPI COORDINATI CONOSCENZE DI BASE COMUNI E COMPETENZE SPECIFICHE DIVERSIFICATE FIDUCIA RECIPROCA VERIFICATA CONTINUAMENTE SUL CAMPO MEMORIA DISTRIBUITA IN CONTINUO AGGIORNAMENTO DOMINIO DI CONOSCENZE IN CONTINUA EVOLUZIONE

8 PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO 7 APPRENDIMENTO CONOSCENZA COMPRENSIONE CAPACITÀ DI APPLICARE CAPACITÀ DI ANALISI LE FASI DELLAPPRENDIMENTO CAPACITÀ DI SINTESI CAPACITÀ DI VALUTARE

9 PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO 8 RICERCA E SELEZIONE DELLE INFORMAZIONI RICERCA E SELEZIONE DELLE PERSONE CHE FORMANO IL GRUPPO DI PROGETTAZIONE APPRENDIMENTO DELLA BASE DI CONOSCENZE DA PARTE DEL GRUPPO SUDDIVISIONE DELLE COMPETENZA DA PARTE DEI MEMBRI DEL GRUPPO COORDINAMENTO DEI RISULTATI GESTIONE DEL PROGETTO

10 IMPATTO DELLA NUOVA ORGANIZZAZIONE DELLECONOMIA E DELLE COMPETENZE PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO IN ITALIA NON SONO DIFFUSE E ISTITUZIONALIZZATE: LE BASI TECNOLOGICHE FRANCESI. L AMPIEZZA INDUSTRIALE TEDESCA. IL MERCATO FINANZIARIO INGLESE. LA CULTURA INFORMATICA SCANDINAVA. LA FLESSIBILITÀ DI LAVORO OLANDESE. LIMPRENDITORIALITÀ STATUNITENSE. LA CAPACITÀ DI REALIZZAZIONE INNOVATIVA GIAPPONESE. LA CAPACITÀ DI RIPRODURRE, REALIZZARE E COMMERCIALIZZARE PRODOTTI INNOVATIVI DEI CINESI. 9 IL SISTEMA UNIVERSITARIO E QUELLO PRODUTTIVO SONO ANCORA TRA I PIÙ ARRETRATI E QUELLO AMMINISTRATIVO E LEGISLATIVO TRA I PIÙ RIGIDI. MOLTO È LASCIATO ALLA RESPONSABILITÀ DI ALCUNI DOCENTI, DI ALCUNI IMPRENDITORI NONCHÉ ALLA INIZIATIVA DEI DISCENTI!!! IMPATTO DELLA NUOVA ORGANIZZAZIONE

11 FORMAZIONE CULTURALE DELLESPERTO 10 PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO Richieste dei cacciatori di teste Corretto impiego della lingua italiana e padronanza dellinglese parlato e scritto Buona presenza Dinamismo Spirito di iniziativa e di sacrificio Interessi collaterali ed esperienze allestero Predisposizione ai contatti umani Determinazione e serietà Conoscenza degli strumenti informatici più in uso (pacchetto office, internet, ecc.) Solida formazione nelle materie di base dellingegneria Padronanza di un settore specifico

12 FORMAZIONE CULTURALE DELLESPERTO 11 MISURABILEVERIFICABILE IL RISULTATO DI UN PROGETTO DEVE ESSERE UN PRODOTTO MISURABILE E VERIFICABILE. PROGETTAZIONE PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO Impegno temporaneo intrapreso allo scopo di creare un prodotto, un servizio o un risultato. DEFINIZIONE: TEMPORANEO TEMPORANEO SIGNIFICA CHE HA UN INIZIO E UNA FINE. - NON SIGNIFICA DI BREVE DURATA - NON E UNATTIVITA RIPETITIVA E CICLICA OPPURE QUANDO È EVIDENTE CHE SARÀ IMPOSSIBILE RAGGIUNGERLI OVVERO QUANDO IL PROGETTO NON È PIÙ NECESSARIO O VIENE CHIUSO. LA FINE SI RAGGIUNGE QUANDO VENGONO OTTENUTI GLI OBIETTIVI PREPOSTI,

13 APPROCCIO CONVENZIONALE PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO 12 APPROCCIOCONVENZIONALE APPROCCIO CONVENZIONALE alle nuove realizzazioni PROGETTAZIONE VERIFICA DELLE FINALITÀ DESIDERARE E ACCETTAZIONE DELLE PRESTAZIONI FINALITÀ DESIDERATE MESSA IN ESERCIZIO MODIFICHE COSTOELEVATO COMMITTENTE REALIZZAZIONE DEL PROGETTO

14 PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO 13 APPROCCIOINNOVATIVO APPROCCIO INNOVATIVO alle nuove realizzazioni VALIDAZIONE DELLA FUNZIONALITÀ E DELLE PRESTAZIONI FUNZIONALITÀ PRESTAZIONI MESSA IN ESERCIZIO MODIFICHE ESSENZIALI REALIZZAZIONE DEL PROGETTO IN REALTÀ VIRTUALE COSTOBASSO VERIFICA DELLA FUNZIONALITÀ E DELLE PRESTAZIONI REALIZZAZIONE DEL PROGETTO MODIFICATO MODIFICHE MARGINALI COSTOLIMITATO APPROCCIO INNOVATIVO COMMITTENTE PROGETTAZIONE

15 RICHIESTE DELLUTENTE FINALE PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO 14 NUOVA REALIZZAZIONE Approccio ad una NUOVA REALIZZAZIONE RICHIESTE DEL COMMITTENTE DAMMI Quello che ti chiedo!! Subito!! Al costo minimo!! VOGLIO una soluzione innovativa non sperimentale esclusiva facile da usare di elevata qualità Voglio essere soddisfatto!! Voglio guadagnare tantissimo e subito!!!

16 PROBLEMI SALIENTI DELLA PROGETTAZIONE 15 INGEGNERE SPECIALISTI DI ALTRI SETTORI ATTUALMENTE IN MOLTE APPLICAZIONI L INGEGNERE È CHIAMATO A CONDIVIDERE CON SPECIALISTI DI ALTRI SETTORI I PROBLEMI DI: PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO comportamento comportamento del sistema complessivo differente da quello previsto e desiderato anche se ogni singolo sottosistema è stato realizzato correttamente. connessione connessione di sistemi realizzati con tecnologie eterogenee per portare a compimento lobbiettivo prefissato incremento incremento in quantità e gravità dei problemi di progettazione e di realizzazione allaumentare della complessità del sistema. Nella maggioranza dei casi tali problemi sono aggravati da: difficoltà nel definire e specificare - difficoltà nel definire e specificare le funzionalità richieste; metodologie empiriche - tendenza ad affidarsi a metodologie empiriche e regole non scritte; mitigare leffetto di potenziali pericoli - progettazione di insieme orientata a mitigare leffetto di potenziali pericoli determinati da errori concettuali e procedurali nella progettazione dei singoli componenti.

17 PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO ATTUALE SCENARIO 16 complessità aumento della complessità nella progettazione. riutilizzo metodologia che favorisca il riutilizzo e lindividuazione degli errori nelle prime fasi del progetto attività di progettazione Lattività di progettazione deve essere definita rigorosamente: - chiaramente comprensibile condivisioneverifiche condivisione dei componenti e verifiche di progetto prima della realizzazione di prototipi. - sottoposta a verifica di validità durante lo svolgimento

18 LOBIETTIVO FINALE PUÒ ESSERE QUELLO DI CREARE UNA LIBRERIA DI FUNZIONI (CIASCUNA DELLE QUALI ASSOCIATA ALLA PROPRIA IMPLEMENTAZIONE HARDWARE E SOFTWARE) CHE POSSA ESSERE UTILIZZATA PER TUTTI I NUOVI PROGETTI. PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO ASTRAZIONE: PRO E CONTRO 17 BASSO LIVELLO ASTRAZIONE ALTO LIVELLO ASTRAZIONE POCHISSIME DIFFERENZE FRA I VARI ASPETTI DELLA PROGETTAZIONE MINIME VARIAZIONI NELLE SPECIFI- CHE POSSONO PORTARE AD IMPLE- MENTAZIONI MOLTO DIFFERENZIATE PUÒ ESSERE CONDIVISA SOLO UNA MINIMA PARTE DEL LAVORO NECES- SARIO AD OTTENERE LIMPLEMEN- TAZIONE FINALE RIUTILIZZAZIONE PIÙ EFFICACE PER LA RIDUZIONE DEI COSTI E DEL TEMPO DI SVILUPPO DI UNA REALIZZAZIONE

19 PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO 18 FORMAZONE CULTURALE SCIENZE DI BASE DELLINGEGNERIA AUTOMAZIONE INDUSTRIALE ARCHITETTURA DEL SISTEMA CONTROLLATO STRUMENTAZIONE RETI DI COMUNICAZIONE MODALITÀ DI CONTROLLO FISICA - CHIMICA - MECCANICA ELETTROTECNICA - ELETTRONICA - INFORMATICA FORMAZIONE CULTURALE IN AUTOMAZIONE INDUSTRIALE DI UN PROGETTISTA CONOSCENZA APPROFONDITA DEL FUNZIONAMENTO E DEL COMPORTAMENTO DEL SISTEMA DA CONTROLLARE

20 Competenze STRUMENTAZIONE MODALITÀ DI CONTROLLO Meccanica Chimica Elettrotecnica Elettronica Informatica TECNOLOGIE: Controllo manuale Applicato a: COMPETENZE PER LA REALIZZ. DI UN SISTEMA DI CONTROLLO 19 PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO Controllo automatico Controllori locali Coordinamento Supervisione Gestione Esercizio Vincoli Costo Prestazioni

21 Analisi dei Requisiti Funzionali Progettazione delle Specifiche Funzionali Standardizzazione Documentazione Utentefinale Esperti (per la realizzazione del sistema controllato) PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA DI PRODUZIONE 20

22 COSA SONO I REQUISITI 21 PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO REQUISITI (IEEE STANDARD GLOSSARY OF SOFTWARE ENGINEERING TEMINOLOGY) CONDIZIONI O CAPACITÀ DI CUI LUTENTE HA BISOGNOCONDIZIONI O CAPACITÀ DI CUI LUTENTE HA BISOGNO per risolvere un problema o raggiungere un obiettivo CONDIZIONI O CAPACITÀ CHE DEVONO ESSERE RAGGIUNTE O POSSEDUTE DA UN SISTEMACONDIZIONI O CAPACITÀ CHE DEVONO ESSERE RAGGIUNTE O POSSEDUTE DA UN SISTEMA o da un suo componente per soddisfare un contratto, uno standard, una specifica o quanto prescritto da ogni altro tipo di documento imposto formalmente DOCUMENTAZIONEDOCUMENTAZIONE di tali condizioni o capacità

23 PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO RUOLO DEI REQUISITI DEL SISTEMA DA PROGETTARE 22 DEFINIZIONE DELLE PRESTAZIONI RICHIESTE DALLUTENTE FINALE TRACCIABILITÀ E STORIA DEI CAMBIAMENTI DEFINIZIONE DELLE RISORSE NECESSARIE PER LA REALIZZAZIONE DEL PROGETTO ELENCO DELLE ATTIVITÀ CHE IL SISTEMA DEVE SVOLGERE CONOSCENZE DI BASE PER LA PROGETTAZIONE E PER LA OTTIMIZZAZIONE DEL PROGETTO APPROCCIO LOGICO ED ECONOMICO AI CAMBIAMENTI SUDDIVISIONE DEL LAVORO DI PROGETTAZIONE IN GRUPPI ORGANIZZAZIONE DELLE PROVE E DELLE METRICHE DI VALUTAZIONE PER IL RICONOSCIMENTO DEL LAVORO SVOLTO ANCHE DURANTE LO SVILUPPO DEL PROGETTO DOCUMENTAZIONE DEGLI ASPETTI SALIENTI DEL SISTEMA IN TERMINI NON STRETTAMENTE TECNICI IN MODO CHE POSSA ESSERE UTILIZZATO DALLE PERSONE COINVOLTE ORGANIZZAZIONE CONTRATTUALE EVIDENTE E CHIARA

24 PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO REQUISITI UTENTE E REQUISITI SISTEMA 23 REQUISITI UTENTE REQUISITI SISTEMA Definiscono ciò che lutente finale desidera ottenere Definiscono le attività del sistema Documentati dallutente finale Definiti dal progettistaDescrizione del sistemaDescrizione ad oggettiOrganizzati per obiettivi Organizzati in forma gerarchica Definiti nel linguaggio utilizzato dallutente finale Definiti nel linguaggio usato dai progettisti PRESTAZIONI I REQUISITI UTENTE DEFINISCONO LE PRESTAZIONI CHE LUTENTE FINALE DESIDERA DAL SISTEMA. FUNZIONALITÀ I REQUISITI DI SISTEMA DESCRIVONO LE FUNZIONALITÀ NECESSARIE PER OTTENERE LE PRESTAZIONI DESIDERATE.

25 Attività Documentazione LA SPECIFICA DEI REQUISITI DI SISTEMA È LULTIMA FASE DI UNA SERIE DI ATTIVITÀ, AL TERMINE DI CIASCUNA DELLE QUALI VIENE PRODOTTO UN DOCUMENTO DIFFERENTE. DEFINIZIONE DEI REQUISITI 24 PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO STUDIO FATTIBILITÀ ANALISI REQUISITI SVILUPPO PROTOTIPO STUDIO PROGETTO SPECIFICA REQUISITI RESOCONTO FATTIBILITÀ REQUISITI UTENTE RESOCONTO VALUTAZIONE PROGETTO ARCHITETTURA REQUISITI SISTEMA

26 REQUISITI FUNZIONALI REQUISITI FUNZIONALI REQUISITI NON FUNZIONALI REQUISITI: POSSIBILE CLASSIFICAZIONE 25 PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO DURANTE LA PROGETTAZIONE COMPORTAMENTO DURANTE IL FUNZIONAMENTO PRESTAZIONI AFFIDABILITÀ ROBUSTEZZA ADATTATIVITÀ TOLLERANZA AI GUASTI SICUREZZA COSTO TESTABILITÀ MANUTENIBILITÀ RIUSABILITÀ DOCUMENTAZIONE LEGAME FRA LE VARIABILI: DI INTERVENTO INTERNE CONTROLLATE

27 A queste proprietà si debbono in generale aggiungere altri fattori: Economici: costi di progetto, produzione, manutenzione; Sociali: impatto del sistema sul livello di vita del cittadino e sul mondo del lavoro; Ambientali: impatto ecologico dei prodotti: deve far parte dellanalisi dei rischi del prodotto; Politici PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO PROBLEMI EMERGENTI FATTORI CONSIDERATI NELLA STESURA DEI REQUISITI 26 AFFIDABILITÀ AFFIDABILITÀ (RELIABILITY): capacità di ununità produttiva di compiere la funzione richiesta, in condizioni stabilite e per un determinato intervallo di tempo. DISPONIBILITÀ DISPONIBILITÀ (AVAILABILITY): capacità di un prodotto di essere in grado si eseguire la funzione richiesta nelle condizioni imposte ad un determinato istante oppure durante un determinato intervallo di tempo, supponendo che siano fornite le risorse esterne necessarie. MANUTENIBILITÀ MANUTENIBILITÀ (MAINTAINABILITY): probabilità che per una data unità produttiva, utilizzata in condizioni di impiego stabilite, possa essere svolta, durante un intervallo di tempo stabilito, una data azione di manutenzione attiva, attuata secondo condizioni stabilite, e con limpiego delle procedure e dei mezzi prescritti. SICUREZZA SICUREZZA (SAFETY): assenza di livelli intollerabili di rischio di danno.

28 PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO PROBLEMI EMERGENTI PROPRIETÀ DEI REQUISITI 27 PROPRIETÀ DEI REQUISITI GlobaliGlobali (contemplanti lintero sistema) CorrettiCorretti (possibilità, rispondenza a norme) CompletiCompleti (frasi e termini di senso compiuto) ChiariChiari (non ambiguità) ModificabiliModificabili (possibilità di aggiornamento) Verificabili Verificabili (criteri oggettivi e metriche precise) TracciabiliTracciabili (identificazione univoca) FattibiliFattibili (limiti temporali e di budget) MinimaliMinimali (non ridondanza e necessità) ConsistentiConsistenti (nessun conflitto tra requisiti)

29 Requisiti per la realizzazione di un sistema controllato modalità di funzionamento E fondamentale la conoscenza approfondita delle modalità di funzionamento del sistema da controllare. REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI AUTOMAZIONE 28 PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO E richiesta la conoscenza delle modalità di controllo modalità di controllo applicate ai vari livelli del sistema controllato.

30 Applicazione della teoria a problemi significativi e teoria mirata alle applicazioni Secondo il principio: Migliorare la qualità delle prestazioni mediante lapplicazione e lestensione della teoria a problemi concreti APPROCCI ALLA APPLICAZIONE DELLE METODOLOGIE 29 PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO Teoria senza applicazioni Secondo il principio: Una volta formulato il problema, definito il modello e soddisfatte le ipotesi, si dimostra che … Applicazioni senza teoria Secondo il principio: purché funzioni e assicuri i margini di convenienza economica, tutto va bene

31 Ciò continua a far credere che una preparazione metodologica adeguata non risulti di concreta utilità, sistema controllato si possa rendere funzionante un sistema controllato una volta installata la strumentazione anche perché gli impianti sono stati realizzati in modo che possano funzionare anche senza un sistema di automazione adeguato. benefici modalità di controllo adeguate Ciò porta a non tenere conto dei benefici che potrebbero essere ottenuti applicando modalità di controllo adeguate, congiuntamente ossia prendendo in considerazione congiuntamente la realizzazione e il controllo. empirismoesperienza È molto diffusa lopinione che basandosi solo sullempirismo e sullesperienza APPROCCIO ALLE METODOLOGIE 30 PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

32 INFLUENZA DELLE INTERAZIONI 31 Influenza delle INTERAZIONI DA SISTEMA DA CONTROLLARE MODALITÀ DI CONTROLLO PRESTAZIONI senza tenere conto modalità di controllo Dimensionato senza tenere conto della modalità di controllo. in funzione modalità di controllo Dimensionato in funzione della modalità di controllo. Empiriche Sistematiche Convenzionali Emergenti Innovative Rigido Flessibile Si accettano Si accettano quelle che si riescono ad ottenere. imposte Vengono imposte tramite le modalità di controllo in modo:

33 32 ORGANIZZAZIONE DELLA REALIZZAZIONE PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSOREALIZZAZIONE Analisi del sistema da controllare Progettazione del sistema da controllare Realizzazione di impianti e apparati Accettazione in fabbrica dei componenti Accettazione nel sistema di produzione Progettazione del sistema di controllo Realizzazione del sistema di controllo Collaudo delle prestazioni del sistema controllato Gestione delle modifiche

34 PROBLEMI EMERGENTI EARLY STATE MANAGEMENT 33 OBIETTIVI SPECIFICHE PROGETTAZIONE REALIZZAZIONE PROVE DI ACCETTAZIONE PROVE DI FUNZIONALITÀ ARCHITETTURA FUNZIONALE ARCHITETTURA DI IMPIANTO VINCOLI SULLA STRUTTURA SULLE APPARECCHIATURE PROVE PARZIALI SUI COMPONENTI PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

35 Suddivisione delle attività Attività principali Trasferimento delle informazioni Revisioni Principali obiettivi Definizione delle Esigenze: PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO Modalità di utilizzazione Documentazione Finalità e prestazioni richieste dal committente Architettura del sistema controllato Progettazione delle singole parti Assemblaggio e prove di validazione Messa in esercizio ORGANIZZAZIONE DELLA PROGETTAZIONE 34

36 Definizione delle f ff finalità richieste dal committente Definizione delle p pp prestazioni desiderate Progettazione dellarchitettura di sistema Assemblaggio Modalità di utilizzazione Messa in esercizio Progettazione delle s ss singole parti Realizzazione delle singole parti Prove di v vv validazione PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO PIANIFICAZIONE DELLA GESTIONE DEL SOFTWARE 35

37 DEFINIZIONE ESIGENZE UTENTE DEFINIZIONE ESIGENZE SOFTWARE PROGETTAZIONE DELLA ARCHITETTURA PROGETTAZIONE DETTAGLIATA PRODUZIONE DEL CODICE TRASFERIMENTO FUNZIONAMENTOMANTENIMENTO PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO PIANIFICAZIONE DELLA GESTIONE DEL SOFTWARE 36

38 PIANIFICAZIONE DELLA GESTIONE DEL SOFTWARE 37 DEFINIZIONE ESIGENZE UTENTE DEFINIZIONE ESIGENZE SOFTWARE PROGETTAZIONE DELLA ARCHITETTURA PROGETTAZIONE DETTAGLIATA PRODUZIONE DEL CODICE PROVE PER LACCETTAZIONE PROVE SU OGNI MODULO PROVE SULLA INTEGRAZIONE DEI MODULI PROVE SUL SISTEMA COMPLETO VERIFICA E VALIDAZIONE VERIFICAVALIDAZIONE PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

39 CONCETTO DI MODELLO 38 PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO Modello verifica esperimento Il Modello di un sistema è un oggetto, diverso dal sistema, sul quale può essere operata una verifica (esperimento) al fine di rispondere a domande su quel sistema. Tipi di modello: MODELLO MENTALE MODELLO VERBALE MODELLO FISICO - Es: onestà Espresso a parole Oggetto fisico che imita il sistema MODELLO FORMALE Rappresentazione formale di idee o conoscenze relative ad un sistema, finalizzata alla comprensione, interpretazione, previsione e controllo del sistema (prototipo virtuale).

40 PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO rappresentazione astratta Un modello costituisce una rappresentazione astratta di un sistema (fisico o concettuale). Affinché un modello possa essere valido è opportuno che risulti: Un modello può essere di tipo verifica E utilizzato dal progettista come uno strumento per effettuare un prima verifica della validità delle proprie attività. 39 PROCEDURA DI MODELLAZIONE Facilmente giustificabile Facilmente comprensibile Affidabile Eseguibile con un programma di calcolo Funzionale Comportamentale Strutturale

41 MODELLOFISICO MODELLOCONCETTUALE 40 Modello funzionale MODELLO DI UN SISTEMA DESCRIZIONE PUNTUALE DELLE ATTIVITÀ E DELLE PRESTAZIONI Cosa fa il sistema in esame Modellocomportamentale DESCRIZIONE DEL COMPORTAMENTO, DEL CONTROLLO E DELLA TEMPORIZZAZIONE Come può essere riutilizzato Modellostrutturale DESCRIZIONE IN OGGETTI, MODULI E LINEE DI COMUNICAZIONE Come è stato realizzato PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

42 41 MODELLO DI UN SISTEMA DIAGRAMMA DEI CASI DUSO DIAGRAMMA DELLE SEQUENZE DIAGRAMMA DEGLI STATI DIAGRAMMA DEI COMPONENTI DIAGRAMMA DELLE CLASSI DIAGRAMMA DEGLI OGGETTI DIAGRAMMA DELLE DISTRIBUZIONI MODELLO DELLA FUNZIONALITÀ MODELLO DELLA STRUTTURA MODELLO DEL SISTEMA COMPLESSO MODELLO DEL COMPORTAMENTO DIAGRAMMA DELLE COLLABORAZIONI DIAGRAMMA DELLE ATTIVITÀ PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

43 42 SIGNIFICATO DI SIMULAZIONE PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO La simulazione è un esperimento operato su un modello. Motivazioni - Esperimenti sul sistema reale costosi o pericolosi; - Sistema reale (ancora) non disponibile; - Grandezze fisiche non compatibili con quelle dello sperimentatore; (ad. es. durata dellesperimento) - Variabili inaccessibili - Facile manipolazione dei modelli - Soppressione dei disturbi

44 Ridurre i costi di progettazione modelli indipendenti Ridurre i costi di progettazione, attraverso modelli indipendenti dal sistema operativo e dallhardware Ridurre i costi dellhardware Ridurre i costi dellhardware e delle tecnologie utilizzati nei sistemi di controllo Omogeneizzare le conoscenze Omogeneizzare le conoscenze dei vari tecnici coinvolti nella progettazione e ridurre i costi di addestramento del personale Uniformare le rappresentazioni Uniformare le rappresentazioni di tutti i componenti del sistema di controllo Definire le interfacce standard Definire le interfacce standard per la comunicazione tra i componenti del sistema metodologia paradigma progettuale Oltre a fornire il modello di architettura completa per il sistema in esame, la metodologia rappresenta anche un importante paradigma progettuale, che consente di: 43 RUOLO DELLA SIMULAZIONE PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

45 44 MODELLI E SIMULAZIONE: PERICOLI PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO Innamorarsi del modello: Innamorarsi del modello: dimenticare che il modello non appartiene al mondo reale. effetto Pigmalione Forzare la realtà Forzare la realtà ad avere lo stesso comportamento del modello. effetto letto di Procuste Dimenticare il livello di accuratezza del modello: semplificare troppo le premesse. Modelli e Simulazione: PERICOLI CONROLLO NON LINEARE DISACCOPPIANTE DI UN MOTORE ASINCRONO SISTEMA DA CONTROLLARE SOVRADIMENSIONATO PER POTER APPLICARE UN REGOLATORE PI METODI DI IDENTIFICAZIONE DEI PARAMETRI DI UN MODELLO RICORSIVO

46 Formulazione Consistenza Modello Consistenza Implementazione Validazione Validazione Validazione Verifica Consistenza Altro modello VerificaInformale VerificaFormale 45 RUOLO DEL MODELLO NELLA PROGETTAZIONE PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO Esperti di dominio

47 Vincoli formali Prove Esperto di dominio Addetto alla verifica Linguaggio di modellazione dei requisiti PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO 46 VERIFICA DI UN MODELLO Strumento di supporto per la verifica di un modello Modello dei requisiti

48 IL LINGUAGGIO UML 47 Il linguaggio UML Strumento indiscusso per rappresentare Struttura del linguaggio UML Limitato numero simboli grafici per sviluppare i vari modelli In forma grafica Programmi software; Realizzazioni hardware; Sistemi organizzativi Gli aspetti di maggiore interesse mediante modelli standard. UML Possibilità espandere la capacità di rappresentazione dei singoli modelli Differenti modelli grafici per rappresentare gli aspetti significativi collegati alla struttura e alle condizioni operative dei vari modelli Vari software di supporto ad UML disponibili in rete PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

49 IL LINGUAGGIO UML 48 Il linguaggio UML Non proprietario Impiega pochi simboli standardizzati Per forward & reverse engineering Orientato agli oggetti Permette di descrivere dettagliatamente un sistema per quanto riguarda: La struttura La modalità di funzionamento I collegamenti con lesterno PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

50 MOTIVAZIONE DELLA RAPPRESENTAZIONE AD OGGETTI 49 Perché orientato agli oggetti È in grado di dominare la complessità e leterogeneità dei sistemi complessi. Massimizza: La portabilità La personalizzabilità La modularità Un oggetto UML mostra: Lutilizzazione Il funzionamento La realizzazione La manutenzione La qualità Lubicazione PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

51 Modelli secondo blocchi funzionali Modello del sistema, suddiviso in blocchi funzionali Comunicanti. MODELLI PER LA PROGETTAZIONE 50 Modelli utilizzati per la progettazione PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO Modelli di applicazione Modello di un determinato sistema con una determinata funzionalità. Modelli di una risorsa Modello di un componente/ apparecchiatura/ impianto. Modelli di utilizzazione Funzionalità e prestazioni offerte all utilizzatore. Modelli di un dispositivo Modello di elemento singolo con funzionalità propria.

52 DIAGRAMMI UML 51 Le soluzioni offerte dallUML: PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO Comunicazione Comunicazione con lesterno - Diagramma dei casi duso - Diagramma delle collaborazioni Struttura Struttura del sistema - Diagramma delle classi - Diagramma degli oggetti - Diagramma dei componenti - Diagramma delle distribuzioni Funzionamento - Diagramma degli stati - Diagramma delle attività - Diagramma delle sequenze

53 USO DEI DIAGRAMMI 52 Uso dei diagrammi UML Definizione delle attività diagramma delle attività Definizione delle attività: attraverso colloqui con lutilizzatore vengono analizzate in modo dettagliato le attività fondamentali del sistema, definendo un diagramma delle attività. Comprensione dellutilizzo del sistema diagramma dei casi duso. Comprensione dellutilizzo del sistema: attraverso colloqui con i potenziali utenti vengono definiti gli attori e i relativi casi d uso, per realizzare un diagramma dei casi duso. Presentazione dei risultati Presentazione dei risultati: terminata la raccolta delle informazioni vengono presentati i risultati delle analisi allutilizzatore. Correlazione tra i sistemi diagramma di distribuzione Correlazione tra i sistemi: vengono identificate le relazioni di dipendenza tra i vari sistemi attraverso la realizzazione di un diagramma di distribuzione. Analisi del sistema diagramma delle classi. Analisi del sistema: vengono definiti gli attributi e le operazioni delle varie classi che compongono il sistema, per realizzare un diagramma delle classi. PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

54 USO DEI DIAGRAMMI 53 IL LINGUAGGIO UML Analisi delle transizioni di stato diagramma di stato Analisi delle transizioni di stato: durante la creazione dei modelli vengono analizzate le eventuali transizioni di stato di ogni oggetto, realizzando un diagramma di stato. Definizione dei componenti diagramma dei componenti Definizione dei componenti: vengono visualizzati i componenti del sistema e le loro dipendenze, realizzando un diagramma dei componenti. Definizione degli oggetti diagramma degli oggetti Definizione degli oggetti: dallanalisi del diagramma delle classi viene generato il diagramma degli oggetti. Analisi dellintegrazione del sistema con sistemi preesistenti diagramma di distribuzione Analisi dellintegrazione del sistema con sistemi preesistenti: si sviluppa un diagramma di distribuzione per definire l integrazione con i sistemi preesistenti o con altri sistemi con i quali è necessario cooperare. Interazione tra gli oggetti diagramma di sequenzadiagramma di collaborazione Interazione tra gli oggetti: per mettere in relazione gli oggetti, definiti nei precedenti diagrammi, con le transizioni di stato, si realizzano il diagramma di sequenza ed il diagramma di collaborazione. PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

55 USO DEI DIAGRAMMI 54 IL LINGUAGGIO UML progettazione di un sistema complesso Realizzazione del codice Realizzazione del codice: con il diagramma delle classi, il diagramma degli oggetti, il diagramma delle attività ed il diagramma dei componenti a disposizione, viene realizzato dai programmatori il codice per il sistema Prove del codice Costruzione dell interfaccia utente e collegamento al codice Costruzione dell interfaccia utente e collegamento al codice: una volta che è a disposizione il sistema funzionante e completo con l interfaccia utente Installazione del sistema completo sull hardware appropriato Prove sul sistema installato 15

56 DIAGRAMMA DELLE ATTIVITÀ 55 Diagramma delle attività Utile: Per modellare e sincronizzare le attività svolte dal sistema. Per indicare le variabili di attivazione. Le attività sono ordinate verticalmente in base allog-getto che ha la responsabi-lità di portarle avanti (linee di divisione = swimlines). Usa i fork/join per i processi paralleli: un join si supera solo quando tutti i processi che vi confluiscono sono pronti. Attività 4 Attività 5 Attività 2 Attività 3 ? Attività 1 SiNo Fork Join Barra di sincronizzazione PercorsoDecisionale PercorsiConcorrenti Transizione Attività PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO Utilizza barre di sincronizzazione e blocchi logico-decisionali per visualizzare il flusso delle informazioni.

57 DIAGRAMMA DELLE CLASSI 56 Diagramma delle classi oggetti del sistema Descrizione orientata agli oggetti del sistema. nome attributi operazioni Ogni classe è caratterizzata da nome - attributi - operazioni pubblico protettoprivato Per ogni attributo viene indicato il livello di accesso pubblico - protetto - privato associazioni Le classi sono collegate tra loro tramite le associazioni e la molteplicità delle associazioni. struttura Non viene fatto riferimento agli eventi di sincronizzazione ma solo alla struttura. schema di base estensioni Ogni classe è inoltre corredata da una specifica di funzionalità, di prestazioni, di funzionamento normale (schema di base), di funzionamento anomalo (estensioni). Possibili associazioni 0…٭ 0…1 1 …٭ 0…y x…1 Y …٭ 0…٭ 0…1 1 …٭ 0…y x…1 Y …٭ CLASSE ATTRIBUTI ASSOCIAZIONI Oggetto 1 Oggetto 2 CLASSE ATTRIBUTI ASSOCIAZIONI ASSOCIAZIONEAGGREGAZIONECOMPOSIZIONEREALIZZAZIONEEREDITARIETÀ PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

58 DIAGRAMMA DELLE DISTRIBUZIONI 57 Diagramma delle distribuzioni Mostra la macro-architettura di più sistemi collegati. cubo Lelemento chiave, una risorsa fisica, è il nodo rappresentato da un cubo. Il cubo può avere capacità di elaborazione o fungere solo da collegamento con una interfaccia. nodi I nodi sono in genere collegati da associazioni rappresentanti un link fisico. NOME NOME Connessione tra nodi Nodo PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

59 DIAGRAMMA DEI CASI DUSO 58 Diagramma dei casi duso attori Interazioni tra sistema ed entità esterne (cioè gli utilizzatori, detti attori ). x y Quindi nello schema si ha: lutente/dispositivo x che può utilizzare il sistema nel modo (caso duso) y. Si utilizzano associazioni o generalizzazioni. ATTORE CASO DUSO PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

60 DIAGRAMMA DEGLI STATI 59 Diagramma degli stati iniziale finale Mette in rilievo la sequenza di attivazione dei vari oggetti, nonché lo stato iniziale e finale. Mostra le condizioni che implicano un passaggio di stato. È in grado di mostrare attività parallele. evento Si basa sul concetto di evento. NOME 2 VARIABILI CARATTERIZZANTI LO STATO ATTIVITÀ Stato finale NOME 2 VARIABILI CARATTERIZZANTI LO STATO ATTIVITÀ Stato iniziale Eventocondizioneazione Evento / condizione / azione PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

61 DIAGRAMMA DELLE SEQUENZE 60 Diagramma delle sequenze Sequenza temporale delle interazioni che si stabiliscono tra i vari oggetti componenti il sistema. tempo Lasse verticale rappresenta il tempo. Lasse orizzontale gli oggetti e gli attori. Messaggio di chiamata Ad un altro oggetto Messaggio di risposta Ad un altro oggetto Messaggio asincrono Messaggio di chiamata Allo stesso oggetto Messaggio di risposta Allo stesso oggetto Messaggioricorsivo Attivitàdelloggetto Messaggio Oggetto Attore PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO Possono essere quindi rappresentate anche le durate di ogni singola iterazione.

62 DIAGRAMMA DELLE COLLABORAZIONI 61 Diagramma delle collaborazioni oggettiattori Mostra il modo in cui vari oggetti ed attori comunicano tra di loro. quadrato Gli oggetti sono rappresentati da un quadrato. Non rappresenta la cronologia di tale comunicazione. messaggio Sul link va indicato il messaggio scambiato. Attore Messaggio Oggetto AZIONE 1 AZIONE 3 AZIONE 2 Nome 1 Nome 2 Nome 3 PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

63 DOCUMENTAZIONE DEL SOFTWARE DI CONTROLLO 62 Diagramma degli oggetti istanze Si tratta di diagrammi sostanzialmente analoghi ai diagrammi delle classi (si ricavano infatti da essi), con la differenza che rappresentano le istanze vere e proprie di tali classi cioè oggetti reali costituiti come istanza di una classe. CLASSE ATTRIBUTI OPERAZIONI OGGETTO 1OGGETTO 2 CLASSE ATTRIBUTI OPERAZIONI CLASSE ATTRIBUTO DELLA ASSOCIAZIONE OPERAZZIONI OGGETTO 3 PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

64 DIAGRAMMA DEI COMPONENTI 63 Diagramma dei componenti temporalestrutturale Fornisce una visione temporale e strutturale del sistema funzionante. collegamenti Mostra in particolare i collegamenti tra componenti. raggruppare È lecito raggruppare più componenti in un unico insieme (apparato). [NOME PACKAGE] NOME COMPONENTE 1 [NOME PACKAGE] NOME COMPONENTE 3 [NOME PACKAGE] NOME COMPONENTE 2 COMPONENTE RELAZIONE DI DIPENDENZA PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

65 LO STANDARD DI PROGETTAZIONE ESA-PSS05 64 Lo standard di progettazione ESA-PSS05 norme standardserie di norme standard di sviluppo e di ingegneria del software prodotti software dellagenzia spaziale europeaoriginariamente sviluppato per i soli prodotti software dellagenzia spaziale europea (ESA) largamente utilizzatooggi largamente utilizzato anche dalle compagnie private gestione ed un controllo completo e funzionalepermette una gestione ed un controllo completo e funzionale di tutte le fasi di sviluppo regolamenta il progettazioneregolamenta il progettazione di tutti i componenti e di tutte le interfacce del sistema software PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

66 NORMATIVA ESA PER LA PROGETTAZIONE 65 FASE 1: requirements capture process La normativa ESA si articola nella seguenti fasi: FASI 2 & 3: analysis & design FASI 4 & 5: realizzazione e prove per la validazione PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

67 INDIVIDUAZIONE DEI REQUISITI 66 FASE 1: REQUIREMENTS CAPTURE PROCESS INFORMAZIONI SU STRUTTURA E FUNZIONAMENTO INFORMAZIONI SULL INTEGRAZIONE CON SISTEMI GIÀ ESISTENTI INFORMAZIONI SULLE PRESTAZIONI DESIDERATE INFORMAZIONI SULLA QUALITÀ DESIDERATA INFORMAZIONI SUI TEMPI DI CONSEGNA INFORMAZIONI SUI MOMENTI E SULLE MODALITÀ DI VERIFICA INOLTRE, PER OGNI MODULO SI RISCONTRA: ALTA COESIONE BASSO ACCOPPIAMENTO INTERFACCIAMENTO ESPLICITO RISERVATEZZA DELLE INFORMAZIONI DIPENDENTI DAGLI ACCORDI CON IL CLIENTE PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

68 ANALISI E PROGETTAZIONE 67 FASI 2 & 3: ANALYSIS & DESIGN 1)DEFINIZIONE ATTIVITÀ (ACTIVITY DIAGRAM) 2)ANALISI SISTEMA (CLASS DIAGRAM) 3)CORRELAZIONE TRA SISTEMI (DISTRIBUTION DIAGRAM) 4)COMPRENSIONE UTILIZZO (USE CASES DIAGRAM) 5)ANALISI TRANSIZIONI DI STATO (STATE CHART DIAGRAM) 6)INTERAZIONE TRA OGGETTI (SEQUENCE&COLLABORATION DIAGRAM) 7)INTEGRAZIONE CON SISTEMI PRE-ESISTENTI (DISTRIBUTION DIAGRAM) 8)DEFINIZIONE OGGETTI (OBJECTS DIAGRAM) 9)DEFINIZIONE COMPONENTI (COMPONENT DIAGRAM) IN OGNI FASE NON BISOGNA MAI PERDERE IL CONTATTO CON IL CLIENTE! RELAZIONI & VERIFICHE PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

69 REALIZZAZIONE E PROVE DI VALIDAZIONE 68 FASI 4 & 5: REALIZAZIONE E PROVE PER LA VALIDAZIONE QUESTE FASI COMPRENDONO: -LA REALIZZAZIONE DEI SINGOLI SISTEMI -LE PROVE DEI SINGOLI SISTEMI REALIZZATI -LINTEGRAZIONE TRA DI LORO E CON SISTEMI ESISTENTI -LE PROVE DI INTEGRAZIONE, PER VERIFICARE IL FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA COMPLESSIVO SONO PARTICOLARMENTE IMPORTANTI IN QUANTO DANNO GRANDI INFORMAZIONI AL CLIENTE SULLA QUALITÀ E SULLA QUANTITÀ DEL LAVORO SVOLTO. CONSENTONO DI... TIRARE LE SOMME! PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

70 NORME ESA E UML 69 LO STANDARD ESA PSS-05 SI INTERFACCIA TOTALMENTE CON IL CICLO DI SVILUPPO UML UML PUÒ QUINDI ESSERE EFFICACEMENTE UTILIZZATO NELLA PROGETTAZIONE USER REQUIREMENTS DEFINITION FASE 1: REQUIREMENTS CAPTURE PROCESS SOFTWARE REQUIREMENTS DEFINITION ARCHITECTURAL DESIGN PHASE FASE 2: ANALYSIS FASE 3: DESIGN DETAILED DESIGN & PRODUCTION TRASFER & TESTS OPERATION & MAINTENACE FASI 4 & 5: REALIZZAZIONE PROVE DI VALIDAZIONE ESA PSS-05 UNIFIED MODELLING LANGUAGE FASE 3: DESIGN PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

71 SOFTWARE INGEGNERIA DI SISTEAMA PROCEDURA SISTEMATICA DI PROGETTAZIONE 70 DEFINIZIONE DELLE FINALITÀ E DELLE PRESTAZIONI MODELLO FUNZIONALE DELLA NUOVA REALIZZAZIONE ARCHITETTURA DELLA NUOVA REALIZZAZIONE REALTÀ VIRTUALE DELLA NUOVA REALIZZAZIONE REALIZZAZIONE DELLE PARTI IN SOFTWARE REALIZZAZIONE DELLE PARTI IN HARDWARE INTEGRAZIONE DELLE PARTI HARDWARE E SOFTWARE PROVE DI FUNZIONALITÀ INTEGRAZIONE IN SOTTOSISTEMI PROVE DI FUNZIONALITÀ INTEGRAZIONE DELLA NUOVA REALIZZAZIONE PROVE DI FUNZIONALITÀ ACCETTAZIONE MESSA IN ESERCIZIO PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

72 71 DOCUMENTAZIONE DELLA PROGETTAZIONE UML DIAGRAMMA DEI CASI DUSO UML DIAGRAMMA DEI COMPONENTI DEFINIZIONE DELLE FINALITÀ E DELLE PRESTAZIONI MODELLO FUNZIONALE DELLA NUOVA REALIZZAZIONE ARCHITETTURA DELLA NUOVA REALIZZAZIONE REALTÀ VIRTUALE DELLA NUOVA REALIZZAZIONE REALIZZAZIONE DELLE PARTI IN SOFTWARE REALIZZAZIONE DELLE PARTI IN HARDWARE INTEGRAZIONE DELLE PARTI HARDWARE E SOFTWARE PROVE DI FUNZIONALITÀ INTEGRAZIONE IN SOTTOSISTEMI PROVE DI FUNZIONALITÀ INTEGRAZIONE DELLA NUOVA REALIZZAZIONE PROVE DI FUNZIONALITÀ ACCETTAZIONE MESSA IN ESERCIZIO UML DIAGRAMMA DELLE ATTIVITÀ UML DIAGRAMMA DEGLI STATI UML DIAGRAMMA DELLE CLASSI UML DIAGRAMMA DELLE DISTRIBUZIONI UML DIAGRAMMA DELLE COLLABORAZIONI UML DIAGRAMMA DEGLI OGGETTI ESA PSS-05 DOCUMENTAZIONE DEL SOFTWARE UML DIAGRAMMA DELLE SEQUENZE PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

73 LIVELLO FISICOLIVELLO CONCETTUALE PUNTI DI VISTA MODELLAZIONE UML 72 ATTIVITÀ DA SVOLGERE INTEGRATORE DI SISTEMA PRESTAZIONI COMPORTAMENTO REQUISITI FUNZIONALI REALIZZAZIONE UTENTE FINALE FUNZIONALITÀ PROGRAMMI PER LA GESTIONE UTILIZZAZIONE CASO DUSO UNA APPLICAZIONE VISTA DELLUTENTE IL FUNZIONAMENTO INGEGNERIA DI SISTEMA ISTALLAZIONE COMUNICAZIONE PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

74 PANNELLO DI CONTROLLO COMANDO POSIZIONE SLITTA COMANDO MOVIMENTO TRAPANO ESEMPIO DI APPARATO 73 APPROCCIO OBJECT ORIENTED DISPOSITIVO DI CONTROLLO SLITTA DISPOSITIVO DI CONTROLLO TRAPANO RETE DI COMUNICAZIONE TRA I DISPOSITIVI DI CONTROLLO PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

75 FASI DELLA LAVORAZIONE 74 APPROCCIO OBJECT ORIENTED LA LAVORAZIONE PUÒ INIZIARE IL PEZZO È CARICATO SULLA SLITTA IL PEZZO È PORTATO SOTTO IL TRAPANO IL TRAPANO PUÒ INIZIARE LA LAVORAZIONE IL TRAPANO EFFETTUA LA LAVORAZIONE IL TRAPANO HA CONCLUSO LA LAVORAZIONE IL TRAPANO È ALLONTANATO DAL PEZZO IL PEZZO È SCARICATO DALLA SLITTA LA LAVORAZIONE È CONCLUSA PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

76 ESEMPIO DI APPARATO 75 APPROCCIO OBJECT ORIENTED CICLO DI LAVORO MOVIMENTO PEZZO 1.IL PEZZO DA LAVORARE VIENE POSIZIONATO SULLA SLITTA MOVIMENTO SLITTA 2.LA SLITTA VIENE POSIZIONATA SOTTO IL TRAPANO MOVIMENTO TRAPANO 3.VIENE ABBASSATO IL TRAPANO MOVIMENTO TRAPANO 5.TERMINATA LA LAVORAZIONE, IL TRAPANO VIENE SOLLEVATO MOVIMENTO SLITTA 6.ILTRAPANO VIENE FERMATO LAVORAZIONE 4.VIENE AVVIATA LA LAVORAZIONE 7.VIENE MOVIMENTATA LA SLITTA PER SCARICARE IL PEZZO MOVIMENTO PEZZO INIZIO CICLOFINE CICLO PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

77 PANNELLO DI CONTROLLO COMANDO POSIZIONE SLITTA COMANDO MOVIMENTO TRAPANO MOVIMENTO PEZZO MOVIMENTO TRAPANO ESEMPIO DI APPARATO 76 APPROCCIO OBJECT ORIENTED DISPOSITIVO DI CONTROLLO SLITTA DISPOSITIVO DI CONTROLLO TRAPANO BASSO PRONTOCARICAATTESA ALTO COMUNICAZIONE DATI SENSORI COMUNICAZIONE DATI SENSORI RETE DI COMUNICAZIONE TRA I DISPOSITIVI DI CONTROLLO PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

78 UNITA DI FORATURA AUTOMATICA DIAGRAMMA DEI CASI DUSO 77 ESEMPIO MODELLAZIONE UML LAVORAZIONE NORMALE FUNZIONAMENTO OPERATORE/ IMPIANTO CONTROLLO TRAPANO CONTROLLO SLITTA > PROGETTISTA SETUP > OPERATORE ARRESTA SISTEMA RIAVVIA SISTEMA GESTIONE ALLARMI MANUTENZIONE PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

79 È COMPOSTA DA DIAGRAMMA DELLE CLASSI 78 ESEMPIO MODELLAZIONE UML CONTROLLORE - ATTESA - CONTROLLO + INVIA SEGNALE () + RICEVE SEGNALE () TRAPANO - POSIZIONE - OPERATIVITÀ + TRASLA () + RUOTA () SLITTA - POSIZIONE - OPERATIVITÀ + TRASLA () + RUOTA () UNITÀ DI FORATURA + ESEGUI LAVORAZIONE () COLLABORA CON PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

80 DIAGRAMMA DELLE CLASSI 79 ESEMPIO MODELLAZIONE UML PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

81 DIAGRAMMA DEGLI OGGETTI 80 ESEMPIO MODELLAZIONE UML CONTROLLO TRAPANO CONTROLLO SLITTA TRAPANOSLITTA UNITÀ DI FORATURA PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

82 CONTROLLO SLITTA CONTROLLO TRAPANO 1: INIZIA 2: CARICA PEZZO 3: CARICATO 4: A SINISTRA 5: PRONTO 9: ABBASSA 10: LAVORAZIONE 8: AVVIARE TRAPANO 6: PEZZO IN POSIZIONE 7: INIZIO CICLO DI LAVORAZIONE ? DIAGRAMMA DELLE SEQUENZE OPERATORE 81 PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

83 DIAGRAMMA DELLE SEQUENZE 82 CONTROLLO SLITTA 11: SOLLEVA 12 : IN ALTO OPERATORE 13: FINE LAVORAZIONE 14: A DESTRA 15 : IN ATTESA 16 : SCARICA 17 : SCARICATO 18: FINITO TRAPANO CONTROLLO TRAPANO APPROCCIO OBJECT ORIENTED ESEMPIO MODELLAZIONE UML PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

84 LAVORAZIONE DIAGRAMMA DI STATO83 APPROCCIO OBJECT ORIENTED ESEMPIO MODELLAZIONE UML SLITTA IN ATTESA SCARICA SLITTA IN ATTESA CARICA INIZIO FINE CICLO TRAPANO SLITTA IN PRONTO TRAPANO ALTO FERMO TRAPANO ALTO ROTAZIONE TRAPANO BASSO LAVORAZIONE PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

85 DIAGRAMMA DELLE ATTIVITÀ 84 SLITTA SLITTATRAPANO AZIONA COMANDO SLITTA LAVORAZIONE TRAPANO IN BASSO CARICAMENTO PEZZO SLITTA A SINISTRA AVVIAMENTO TRAPANO AZIONA COMANDO TRAPANO INIZIO CICLO APPROCCIO OBJECT ORIENTED OPERATORE PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

86 APPROCCIO OBJECT ORIENTED TRAPANO IN ALTO TRAPANO FERMO SLITTA A DESTRA SCARICA IL PEZZO FINE CICLO DIAGRAMMA DELLE ATTIVITÀ 85 ESEMPIO MODELLAZIONE UML OPERATORE SLITTA SLITTATRAPANO PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

87 DIAGRAMMA DI DISTRIBUZIONE86 NODO 1 CONTROLLO SLITTA NODO 2 CONTROLLO TRAPANO RETE DI COMUNICAZIONE DATI ESEMPIO MODELLAZIONE UML PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

88 UML IN SINTESI MODELLAZIONE UML UML IN SINTESI UML È COMPLESSO E VA ADATTATO ALLE ESIGENZE DEI PROGETTISTI E AL CONTESTO DEL PROGETTO PRENDENDO IN CONSIDERAZIONE I SEGUENTI FATTORI: SETTORE DI ATTIVITÀ TIPOLOGIA DI PROGETTO ESIGENZE DI CONFORMITÀ A NORME COMUNICAZIONE CON COMMITTENTI E FORNITORI COMPOSIZIONE E DISTRIBUZIONE DEL GRUPPO DI LAVORO 87 PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

89 UML IN SINTESI88 UML IN SINTESI UML NON SUGGERISCE NÉ PRESCRIVE UNA SEQUENZA DI REALIZZAZIONE DEI DIVERSI DIAGRAMMI UML OFFRE UNAMPIA GAMMA DI POSSIBILI MODALITÀ DI UTILIZZO TRA LE QUALI I PROGETTISTI SONO LIBERI DI SCEGLIERE NON TUTTI I DIAGRAMMI SONO UGUALMENTE UTILI IN OGNI CIRCOSTANZA IN OGNI APPLICAZIONE BISOGNA INDIVIDUARE QUALI DIAGRAMMI SONO EFFETTIVAMENTE NECESSARI PER LA REALIZZAZIONE DEL MODELLO MODELLAZIONE UML PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

90 CONCLUSIONI89 Le metodologie di progetto orientate agli oggetti sono state adottate con successo nellautomazione industriale per far fronte alle seguenti esigenze: CONCLUSIONI ridurre i tempi che intercorrono tra la progettazione e la realizzazione di un sistema sviluppare architetture software ad oggetti, che offrono maggiori possibilità di integrazione tra sistemi eterogenei realizzare sistemi di produzione, impianti ed apparati con strutture modulari che permettono: una semplice configurazione del sistema una manutenzione più rapida ed economica la possibilità di riconfigurazione la possibilità di inserimento di nuove unità PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

91 CONCLUSIONI90 standard IEC e ISA Lesistenza degli standard IEC e ISA fornisce le linee guida per la progettazione di architetture software orientate agli oggetti. approccio perdente Progettare sistemi con struttura non conforme agli standard si rivela un approccio perdente, perchè porta alla realizzazione di soluzioni proprietarie senza possibilità di integrazione con altri sistemi e non riutilizzabili, quindi più costose. PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

92 A discipline that does not lead to a compassionate practice may be said to have failed. Robert Fripp The tendency in evolution is toward greater and greater specialization. Man's society is an ecology that forces adaptation to it. Continued complexity makes it impossible for us to know anything outside our own personal field. Philip K. Dick Below every tangled hierarchy lies an inviolate level. Douglas Hofstadter Lingvo internacia de la venontaj generacioj estos sole kaj nepre nur lingvo arta. Ludoviko Zamenhof CONCLUSIONI91 PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO

93 CONCLUSIONI92 PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLESSO QUANDO NOÈ COSTRUÌ LARCA, DICEVA LUOMO CON LA CLAVA: ANCORA NON PIOVEVA DEVO FARE LA GUERRA, NON HO TEMPO PER CONOSCERE LE NUOVE TECNOLOGIE E MORÌ INCENERITO DA UN MISSILE


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