La complessita’ dei sistemi ingegneristici moderni rende necessario un approccio sistemico e l’impiego di metodologie formali per la valutazione dell'affidabilita' e per l'analisi del rischio. In tal senso, il corso si pone l'obiettivo di fornire gli adeguati strumenti computazionali per affrontare il problema con rigore tecnico e scientifico. Le competenze offerte sono quelle richieste per la formazione di esperti della affidabilita' di sistemi e della sicurezza industriale, nell'accezione piu' ampia del termine, comprendendo quindi la progettazione affidabilistica e protezionistica dei sistemi, la tutela della salute e gli aspetti ambientali.

Programma del corso

Il corso e' costituito da due moduli, di 5 crediti ciascuno, che devono essere seguiti in successione.

n                  Modulo I

n      Rischio: Definizione qualitativa e quantitativa, valutazione e accettabilità, normativa.

n      Valutazione probabilistica del rischio: Identificazione dei pericoli (Metodi speditivi, Analisi Funzionale, Hazrard Identification Analysis, Hazard Operability Analysis, Failure Modes and Effects Analysis); Identificazione e quantificazione delle sequenze incidentali (albero degli eventi/albero dei guasti); Curve e matrici di rischio; l'analisi di rischio quale strumento di supporto per la Valutazione di Impatto Ambientale.

n      Algebra degli eventi, calcolo probabilistico e procedure statistiche di stima dei parametri affidabilistici (approccio frequentista e bayesiano).

n      Affidabilita' di sistemi semplici: Serie; Parallelo; Ridondanza n-su-m; Standby.

n      Affidabilita', disponibilita' di sistemi complessi soggetti a realistiche procedure di ispezione, manutenzione, riparazione e rinnovo.

n      Il metodo di simulazione Monte Carlo per analisi di affidabilita’ e sicurezza: Il concetto di simulazione; Estrazione di numeri casuali da una distribuzione uniforme in (0,1]; Estrazione di numeri casuali da una distribuzione qualsiasi; Valutazione di integrali definiti; Tecniche di riduzione della varianza per aumentare l’efficienza della simulazione; Calcolo dell'affidabilita' e disponibilita' di un sistema complesso (teoria del trasporto di sistema).

n                  Modulo II

n      Processi di Markov per l’analisi di affidabilita' e disponibilita' di sistemi complessi.

n      Rotture dipendenti.

n      Misure di importanza dei componenti di un sistema.

n      Analisi di sensitivita’ ed incertezza.

n     Tecniche di intelligenza computazionale in analisi di sicurezza: Algortmi genetici per l’ottimizzazione della progettazione affidabilistica di un impianto o sistema; reti neurali e sistemi di logica fuzzy per diagnostica, prognostica e manutenzione on condition.

Il corso e’ ereogato in lingua inglese. Le lezioni sono fortemente supportate da testi scritti dal docente. Durante il corso sono previste esercitazioni e progetti a supporto della comprensione della materia sviluppata durante le lezioni. Nelle esercitazioni vengono presentate in dettaglio le principali tipologie di sistemi ingengeristici ed impianti industriali che necessitano di un'analisi del rischio associato, evidenziandone i diversi livelli di approfondimento richiesto. Un aspetto molto curato e’ quello relativo allo sviluppo di esempi numerici degli aspetti teorico/formali presentati a lezione. Verranno inoltre schematicamente presentati casi pratici di analisi di rischio in impianti reali appartenenti alle tipologie suddette.

Non sono previste prove in itinere. E’ prevista una prova finale orale.

For the first part A of the course

For the second part B of the course

Exercises, useful for preparing the written test for the exam

For the specific part on Monte Carlo methods, in the first part A of the course