Presentazione
Il Corso di Dottorato in Ingegneria Industriale ha l’obiettivo di formare ricercatori altamente qualificati, capaci di analizzare e affrontare problemi complessi, anche di natura multidisciplinare, sia in ambito industriale che di ricerca, nei settori delle scienze e tecnologie aerospaziali, chimiche e dei materiali, meccaniche, nucleari, della sicurezza industriale e dei veicoli terrestri. Il percorso mira a fornire conoscenze e competenze avanzate per lo svolgimento di attività di ricerca e sviluppo nell’ambito dell’Ingegneria Industriale, dalla progettazione alla sperimentazione, dalla produzione all’esercizio di macchine, impianti, processi e sistemi.
Il Corso promuove inoltre lo sviluppo di competenze trasversali, quali capacità comunicative, problem solving e project management, ritenute fondamentali per l’attività scientifica e professionale. Parallelamente, il percorso formativo favorisce l’acquisizione di elementi di didattica e di divulgazione scientifica, utili per l’eventuale inserimento in ambito scolastico/accademico e per una comunicazione efficace dei risultati della ricerca.
Il Corso incoraggia lo svolgimento di soggiorni di ricerca all’estero da parte delle dottorande e dei dottorandi, l’attivazione di partnership in cotutela per la preparazione della tesi di dottorato, nonché le procedure per il conseguimento della certificazione di Doctor Europaeus, insieme a ogni altra iniziativa volta a promuovere e rafforzare l’internazionalizzazione della ricerca.
Le tematiche affrontate nella ricerca spaziano in settori diversi, rispecchiati dai cinque curricula del corso:
Progetto Formativo
Il Progetto formativo del Corso di Dottorato in Ingegneria Industriale si articola su tre anni. Generalmente la formazione viene concentrata nei primi due, lasciando al terzo anno il completamento della ricerca e alla scrittura della tesi.
La formazione comprende sia attività obbligatorie che facoltative: è ritenuta obbligatoria la frequenza ai corsi organizzati specificatamente per gli studenti del Dottorato in Ingegneria Industriale, mentre facoltativi altri corsi/seminari/workshop più specifici. In considerazione dell'ampiezza e della varietà delle tematiche trattate nei cinque curricula in cui è articolato il Dottorato, il percorso di formazione comune a tutti i dottorandi è focalizzato su argomenti trasversali utili per la ricerca e tuttavia mancanti nei percorsi di laurea. Ad esempio, negli ultimi anni sono risultati di particolare interesse corsi su problemi di ottimizzazione, gestione degli aspetti di incertezza nei dati e nelle misure, statistica, elementi di programmazione. I corsi vengono definiti ogni anno sulla base delle richieste degli studenti e della disponibilità dei docenti. La verifica dell'apprendimento in questi corsi viene fatta attraverso esempi applicativi, spesso attinenti la ricerca specifica, in cui vengono utilizzate le competenze acquisite. Sono inoltre obbligatori i corsi di inglese accademico per migliorare la scrittura degli articoli e le presentazioni ai congressi.
Ogni dottorando può integrare la sua formazione con altri corsi, non solo tra quelli organizzati dall'Ateneo ma anche corsi intensivi, "Summer School" o workshop, in base alle sue specifiche competenze e a quanto richiesto dalla sua ricerca. Fa parte della formazione anche l'esperienza all'estero, che viene fortemente incoraggiata dal dottorato, facilitata anche dalle numerose collaborazioni internazionali dei membri del collegio. L'internazionalizzazione è promossa inoltre incentivando la partecipazione a congressi e workshop internazionali, che contribuiscono alla disseminazione della ricerca ma permettono anche un confronto con gli esperti del settore e favoriscono la creazione di contatti e network per la ricerca.
Infine, i dottorandi sono stimolati anche a curare la loro formazione su altri aspetti legati all'imprenditorialità, all'innovazione, alle cosiddette “soft skills”, cogliendo le opportunità offerte dall'Università di Pisa con il Contamination Lab.
Il piano formativo individuale di ogni dottorando, così come quello di ricerca, viene definito in accordo con i suoi supervisori e approvato dal Collegio.
Obiettivi del Corso
Lo scopo del Corso di Dottorato in Ingegneria Industriale è quello di formare esperti ad elevata qualificazione, sicuramente competenti nell'ambito specifico della ricerca oggetto del loro percorso di dottorato ma allo stesso tempo formati per saper inquadrare e affrontare problemi complessi anche multidisciplinari, sia in ambito industriale che di ricerca. L'obiettivo del corso è quindi duplice:
1) il conseguimento di risultati rilevanti per la ricerca scientifica, in quanto l'attività di ricerca del dottorando deve contribuire al progresso della conoscenza e all'innovazione in particolare in ambito tecnologico;
2) il perfezionamento della formazione post-laurea, per ricoprire ruoli di esperti ad elevata qualificazione in Università, enti di ricerca ma anche aziende, etc.
Il piano individuale di formazione e ricerca di ciascun dottorando è definito dai suoi supervisori in modo da indirizzarlo e sostenerlo nel raggiungimento di questi obiettivi, con il supporto del Collegio dei docenti.
Per quanto riguarda l'attività di ricerca, il Corso di Dottorato, data la numerosità e la varietà delle competenze presenti nel collegio con i suoi cinque curricula (Ingegneria Aerospaziale, Ingegneria Chimica e dei Materiali, Ingegneria Meccanica, Ingegneria Nucleare e della Sicurezza Industriale, Ingegneria dei Veicoli Terrestri e dei Sistemi di Trasporto), può offrire ai dottorandi un ‘paniere' di argomenti molto ampio tra cui scegliere il tema di ricerca in base alle proprie competenze e preferenze. Grazie alle numerose collaborazioni sia con enti di ricerca che aziende, i dottorandi hanno la possibilità di inserirsi in importanti progetti in ambito nazionale e internazionale. In molti casi riescono anche ad abbinare un'attività teorica o di
simulazione ad una pratica/sperimentale, grazie ai numerosi laboratori presenti nel DICI ed in Ateneo. Come raggiungimento del primo obiettivo, i risultati scientifici sono generalmente presentati a conferenze e devono essere meritevoli di almeno una pubblicazione su rivista qualificata, possibilmente con approccio Open Science.
Il secondo obiettivo, ossia il perfezionamento della formazione dei dottorandi è raggiunto grazie a corsi appositamente organizzati per loro dal Corso stesso o da altri corsi/seminari/workshop individuati in Ateneo o in altre sedi. Ogni curriculum ha selezionato negli anni una serie di opportunità di ampliamento delle competenze sulle specifiche materie, incrementate negli ultimi anni dai numerosi corsi fruibili a distanza.
Le competenze linguistiche sono supportate da due corsi di inglese del Centro Linguistico Interdipartimentale di Ateneo. I dottorandi sono inoltre fortemente incoraggiati a svolgere parte delle loro attività all'estero sia per aspetti inerenti la ricerca ma anche per una loro crescita personale.
I dottorandi hanno l'opportunità di partecipare ai corsi e alle attività del “Contamination lab” dell'Università, concepito e organizzato come un percorso formativo rivolto a ricercatori e studenti finalizzato a promuovere e diffondere la cultura imprenditoriale e dell'innovazione, la valorizzazione delle proprie idee e l'interdisciplinarietà.
Al termine del Dottorato i nostri studenti saranno in grado di operare nella ricerca e sviluppo dei diversi settori dell'ingegneria industriale, spaziando ad esempio dalla progettazione delle macchine e degli impianti, alle tecnologie aeronautiche e spaziali e allo sviluppo di materiali innovativi, con riguardo agli aspetti di innovazione, digitalizzazione e sostenibilità ambientale supportati dal PNRR.
Sbocchi occupazionali e professionali previsti
Considerando la varietà delle competenze associate ai cinque curricula del corso, gli sbocchi professionali e occupazionali del Dottore di Ricerca in Ingegneria Industriale (DRII) sono molteplici. In generale, il corso fornisce competenze di alto livello, che possono permettere ai dottori di ricerca di accedere a posizioni di rilievo in Università, enti di ricerca e grandi aziende. Il DRII può essere qualificato per gestire o condurre attività di ricerca finalizzate alla progettazione di macchine, impianti di vario tipo, allo sviluppo di materiali innovativi, alla simulazione di fenomeni multifisici complessi, etc. In particolare, i possibili sbocchi saranno orientati in base al curriculum seguito dal dottorando: le strutture e i materiali aeronautici, la fluidodinamica, la meccanica del volo e la propulsione aerospaziale (curriculum in Ing. Aerospaziale), le applicazioni della tecnologia nucleare e delle metodologie di sicurezza e protezione ambientale (curriculum in Ingegneria Nucleare e della Sicurezza Industriale), la chimica e i materiali, lo sviluppo sostenibile, la sicurezza e ottimizzazione degli impianti e i processi di produzione di energia da fonti rinnovabili (curriculum in Ingegneria Chimica e dei Materiali), la progettazione avanzata, la sperimentazione, produzione, esercizio, estensione della vita o riciclo di macchine, gli impianti e sistemi meccanici (curriculum in Ing. Meccanica), la progettazione, sperimentazione, realizzazione ed esercizio di veicoli terrestri (stradali, ferroviari) e di sistemi di trasporto (Ingegneria dei Veicoli Terrestri e Sistemi di Trasporto).
L'impostazione multidisciplinare del corso è uno degli elementi caratterizzanti e anche uno dei punti di forza del profilo del dottore di ricerca per cui può trovare sbocco professionale anche in settori diversi da quelli sopracitati.
Coerenza con gli obiettivi del PNRR
Data la sua connotazione scientifico-tecnologica e la sua interdisciplinarità, il Corso di Dottorato in Ingegneria Industriale è perfettamente coerente con molti obiettivi del PNRR, come testimoniano le attività di ricerca descritte sul sito https://dici.unipi.it/ricerca/attivita-di-ricerca/ e i progetti condotti dai membri del collegio dei docenti.
Le numerose collaborazioni con le aziende, che spesso si traducono nel finanziamento di borse o assegni di ricerca, possono essere inquadrate in molti casi nella “Missione 4: Istruzione e ricerca" e in particolare sul tema “M4C2: Dalla ricerca all'impresa”. In alcuni casi queste attività hanno portato alla nascita di laboratori di ricerca condivisi (AM Testing, Baker Hughes). In altri casi, hanno avuto per scopo il miglioramento della competitività delle aziende stesse attraverso una revisione degli impianti, inclusa la digitalizzazione, rientrando nella “Missione 1: digitalizzazione, innovazione, competitività, cultura e turismo”, in particolare riferendosi al punto “M1C2: Digitalizzazione, Innovazione e competitività del sistema produttivo”. La digitalizzazione dell'industria è un intervento molto richiesto e strategico che consente di tenere sotto controllo il riciclo e l'efficienza nell'uso delle materie prime e degli impianti di produzione, e di migliorare notevolmente prestazioni e consumi energetici, riducendo sprechi e quindi emissioni di CO2. Di questo si occupano i membri del collegio docenti per gli impianti sia chimici che meccanici che aerospaziali. Numerose sono pure le ricerche che rientrano nella “Missione 2: Rivoluzione verde e transizione ecologica”, soprattutto sul tema M2C2 “Energia rinnovabile, Idrogeno, e Mobilità sostenibile”. Ad esempio, all'interno del curriculum nucleare ci si occupa dello sviluppo di piccoli reattori nucleari modulari, che permetterebbero di ampliare il mix energetico a basse emissioni di anidride carbonica, o la realizzazione di sistemi per l'individuazione di materiale radioattivo disperso nell'ambiente o nei rottami, che permettono di proteggere la popolazione e i lavoratori da irraggiamenti indebiti, soprattutto nelle zone di frontiera ferroviarie e portuali. Ci sono inoltre ricerche su aspetti legati alla filiera idrogeno, sulle soluzioni meccaniche per migliorare l'efficienza di sistemi eolici. Inoltre, in particolare nei curriculum veicoli terrestri, Chimica e Aerospaziale, sono studiati aspetti di mobilità sostenibile, con sistemi ibridi e elettrici, batterie, cercando soluzioni per l'alleggerimento dei veicoli, ottenuto ad esempio mediante ottimizzazione strutturale per additive manufacturing. Ci sono anche ricerche nell'ambito della linea “M2C1 - Agricoltura sostenibile ed economia circolare”, focalizzate soprattutto al riciclo dei rifiuti, anche ospedalieri. All'interno della tematica energia e green economy si studiano sia tecnologie alimentate con fonti energetiche rinnovabili, che l'implementazione di linee produttive per un minimo spreco nelle varie fasi produttive e un riutilizzo di componentistiche di scarto con una loro nuova valorizzazione e immissione sul mercato.
Infine, ci sono attività anche in campo biomedico, riconducibili alla “Missione 6: Salute”, sulla linea “Ricerca scientifica in ambito biomedico e sanitario” ad esempio sulla diagnostica e dosimetria con MRI e sulla tribologia delle protesi articolari.
L'organizzazione stessa del corso è coerente con le indicazioni del PNRR con particolare riferimento ai seguenti punti:
- Definizione di un percorso di formazione e ricerca prevalentemente incentrato presso il Dipartimento, appoggiandosi ad eventuali altri strutture di Ateneo (CISUP) o a enti/aziende coinvolti nell'attività;
- Incentivazione dei periodi all'estero di almeno 6 mesi;
- Possibilità di usufruire di laboratori e specifiche strutture per le attività di studio e ricerca (https://dici.unipi.it/laboratori/, https://cisup.unipi.it/);
- Supporto e formazione per la valorizzazione dei risultati della ricerca e garantire la tutela della proprietà intellettuale, attraverso corsi tenuti dall'Ateneo o dal Clab (http://contaminationlab.unipi.it/);
- Incentivazione ai principi “Open science” e “FAIR Data”;
- Interdisciplinarità, l'adesione a reti internazionali.
Il Corso di Dottorato sostiene anche le cosiddette priorità trasversali del PNRR soprattutto per quanto riguarda le pari opportunità, dato il limitato numero di dottorande che partecipano al corso.
Collaborazioni e Cotutele
Grazie ai contatti dei docenti del Collegio con aziende, enti di ricerca e Università sia italiane che estere, il Corso di Dottorato ha numerose collaborazioni, come Nuovo Pignone – Baker Hughes, Enea, Dallara, Toyota Material Handling, Ansaldo Nucleare, Nine, Immergas, Linari, NewCleo, Università di Roma Foro Italico, Istituto Ortopedico Rizzoli, etc.
Il Corso di Dottorato ha un accordo di collaborazione con la Lublin University of Technology (2019-2029). Nell’ambito di questo accordo è stata istituita una cotutela per il dottorando Jakub Rzeczkowski. Nel 2024 è stato firmato un accordo per consentire ai dottorandi polacchi di venire a Pisa a seguire dei corsi o fare delle traineeship.
Nel 2022 è stata attivata una cotutela con l’Université libre de Bruxelles per la dottoranda Laura Donato.
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