EXPERIENCES (SZ.2)

Tateo’s Interdisciplinary Lifelong Learning Project

T I L L L

LEARNING - BLOG - COMMUNITY

Learning, knowledge sharing and Communities engagement about: Artificial Intelligence, Augmented / Virtual / Mixed Reality, Automation, Electronics, Computer Science and Information Technology, Mobile Technologies, Problem Solving, Readings, Social Media, Simulation, Artificial Vision, Work and Soft Skills

by Tateo Giovanni Battista

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LEARNING

SIMULATION

My didactic, playful and working experiences regarding simulation

{Le mie esperienze didattiche, ludiche e lavorative a riguardo della simulazione}

Hashtag keywords: #simulation #modelling #discreteEvents #heuristics #optimization #stigmergy #antColonyOptimization #socialInsects #swarmIntelligence #ITIA #KUL #CNR #virtualReality #TILLL #TateoBlog 

Summary. Review of my experiences in which simulation and modeling technologies have played a fundamental role. Some of these experiences have been part of my educational path. Others are part of my professional career. And still others that concern my hobbies and recreational activities. 

{Rassegna delle mie esperienze in cui le tecnologie della simulazione e della modellazione hanno giocato un ruolo fondamentale. Alcune di queste esperienze hanno fatto parte del mio percorso educativo. Altre fanno parte del mio percorso professionale. E altre ancora che riguardano miei hobby ed attività ludiche}

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Content Index

{Indice dei contenuti}

  The topics treated in this article are summarized below by means of the list of the titles of its paragraphs.

  {Gli argomenti trattati in questo articolo vengono di seguito sintetizzati mediante l'elenco dei titoli dei suoi paragrafi}

  1. Modeling and simulation of combinatorial logical networks

      {Modellazione e simulazione di reti logiche combinatorie}

  2. Simulation of a "on/off" type regulator

      {Simulazione di un regolatore di tipo on/off} 
  3. Simulation of an optimization process based on Genetic Algorithms technique
      {Simulazione di un processo di simulazione basato sulla tecnica degli Algoritmi Genetici}
  4. FEM modeling and simulation of carbon fiber products
      {Modellazione FEM e simulazione di manufatti in fibra di carbonio}

  5. Discrete-Event simulation and ants

      {Simulazione ad eventi discreti e formiche}

  6. The simulation into the optimization processes of the image processing algorithms

      {La simulazione nei processi di ottimizzazione degli algoritmi di image processing}

  7. More Generally

      {Più in generale}

  8. Stay up to date

      {Rimani aggiornato}

  9. Let's keep in touch

      {Teniamoci in contatto}

 10. Something about me, the founder and author of Tateo~Blog Project

      {Qualcosa su di me, il fondatore e sull'autore del progetto Tateo~Blog}

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1. Modeling and simulation of combinatorial logical networks

{Modellazione e simulazione di reti logiche combinatorie}

  One of my first experiences in the field of simulation that my memory brings to mind concerns a project that I prepared for the state exam. It was 1988 and I was preparing to obtain a diploma as a Computer Technician at the State Industrial Technical Institute "Ettore Majorana" in Martina Franca (Taranto, Italy).
  The project, to which I gave the name CombiCad, consisted of software for the computer aided design (CAD) of combinatorial logic networks. the simulation of combinatorial networks.
  The system first of all allowed the definition of the layout of the combinatorial network, ie the definition of the gates that constituted it, and the connections between them. Once the combinatorial logic network was defined, and assimilating it to a single functional block (black box), the software made it possible to interactively check the logic state of the output as the logic states of the inputs vary.
  The software also provided a function that allowed to obtain the so-called "truth table" in tabular format, that is the list of the output states corresponding to all the possible combinations of the input logic states.

{Una delle mie prime esperienze nel campo della simulazione che la memoria mi riporta alla mente riguarda un progetto che preparai in occasione dell'esame di stato. Era il 1988 e mi accingevo a conseguire il diploma da Perito Tecnico Informatico, presso l'Istituto Tecnico Industriale Statale "Ettore Majorana" di Martina Franca (Taranto, Italy).
  Il progetto, a cui detti il nome CombiCad, consisteva di un software per la progettazione assistita dal calcolatore (CAD) di reti logiche combinatorie. la simulazione di reti combinatorie.
  Il sistema permetteva innanzitutto la definizione del layout della rete combinatoria, ossia la definizione delle porte che la costituivano, e le connessioni fra di esse. Una volta definita la rete logica combinatoria, ed assimilando la stessa ad un unico blocco funzionale (black box), il software permetteva di verificare in modo interattivo lo stato logico dell'uscita al variare degli stati logici degli ingressi.
  Il software prevedeva anche una funzionalità che permetteva di ottenere in formato tabulare la così detta "tavola della verità", ossia la lista degli stati di uscita corrispondenti a tutte le combinazioni possibili degli stati logici di ingresso}

Hashtag keywords: #simulation #modeling #combinatorial #CAD #truthTable #TILLL #TateoBlog

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2. Simulation of a "on/off" type regulator

{Simulazione di un regolatore di tipo on/off} 

  Un’altra esperienza di simulazione riguarda sempre l'esame di Stato. Questa volta però riguardava un progetto interdisciplinare che avevamo preparato insieme con tutti i miei compagni. L'obiettivo era quello di dimostrare che a conclusione del corso di studi avevamo acquisito le competenze di elettronica, di sistemi per l'elaborazione dell'informazione e di informatica. Per ottenere ciò i docenti ci suggerirono di implementare un regolatore di tipo on/off per controllare la temperatura di un forno affinché mantenesse un valore di set-up prestabilito. L’interazione con il campo, ossia col forno, era simulata nel seguente modo: il sensore di temperatura era simulato da un partitore di tensione, la cui tensione di uscita era convertita in digitale e la misura avvalorava una ben precisa locazione della memoria del PC; la parte di attuazione del comando di regolazione, che in nell'applicazione reale avrebbe comandato l'accensione o lo spegnimento della resistenza del forno, era simulato da un LED, la cui accensione era pilotata da una tensione di uscita ottenuta dal PC per mezzo di una conversione DAC da un'altra locazione di memoria. Il regolatore era implementato per mezzo di una routine in Macro Assembler 8088 che leggeva la "temperatura" dalla prima locazione di memoria, la confrontava con il valore di set-up che era stato prefissato e in riferimento al risultato del confronto, accendeva o spegneva la "resistenza" avvalorando di conseguenza la seconda locazione di memoria.

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3. Simulation of an optimization process based on Genetic Algorithms technique

{Simulazione di un processo di simulazione basato sulla tecnica degli Algoritmi Genetici}

Altri esempi di applicazione della simulazione riguardano il suo utilizzo come verifica di processi di ottimizzazione. Avendo coltivato dai primi anni universitari la passione per le tecniche euristiche di ottimizzazione, ed in particolare quella degli algoritmi genetici, la simulazione rappresentava uno stadio fondamentale del processo: quello appunto di verifica delle performance (misura della fitness) del sistema al variare delle sue caratteristiche. Alcune delle applicazioni che ho realizzato riguardano: l'ottimizzazione delle turbine a gas, l'ottimizzazione della previsione delle estrazioni del gioco del Lotto, la ottimizzazione di architetture di calcolatori pipeline.

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4. FEM modeling and simulation of carbon fiber products

{Modellazione FEM e simulazione di manufatti in fibra di carbonio}

  In una delle mie prime esperienze lavorative ho avuto l'occasione di partecipare ad un progetto internazionale per la progettazione di manufatti in fibra di carbonio. Il progetto si chiamava InComPro che stava per Intelligent Composite Product. L'obiettivo era quello di trovare la composizione della fibra che fornisse le migliori performance meccaniche dell'oggetto che poteva variare dalle alette delle giranti, alle boma delle barche. La piattaforma di progettazione era condivisa in rete tra più utenti partners di progetto, che erano dislocati in vari parti d'Europa. Tutti però condividevano il database dei materiali ed il simulatore basato sulla modellazione ad elementi finiti (Finite Elements Modeling o brevemente FEM) che era installato e "girava” su un potente calcolatore elettronico messo a disposizione da un centro di ricerca francese. L’architettura di comunicazione era molto interessante in quanto si poggiava sul middleware CORBA (Common Object Request Broker Architetture) per permettere ai vari clients di accedere alle risorse condivise in rete, tra cui il database e dei prodotti compositi ed il potente simulatore FEM.

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5. Discrete-Event simulation and ants

{Simulazione ad eventi discreti e formiche}

“The possibility to analyze a production system and its evolution on the time through virtual instruments permits to evaluate early the impact of model changes, such as the introduction of new resources, or new production cycles, the modification of the layout, tasks reallocation to resources, etc.”

{La possibilità di analizzare un sistema produttivo e la sua evoluzione nel tempo attraverso strumenti virtuali permette di valutare anticipatamente l'impatto delle modifiche al modello, come per esempio l'introduzione di nuove risorse, di nuovi cicli produttivi, la modifica del layout, la ri-assegnazione dei compiti alle risorse, eccetera}

(Bao J. S., Jin Y., Gu M. Q., Yan J. Q., Ma D. Z., 2002, Immersive virtual product development, J. of Materials Processing Technology, Vol. 129, Issues 1-3 , 592-596)

  One of more interesting experienced about Simulation refers to the period of time immediately preceding my graduation exam. The work done during this experience has provided me the material for the writing of my experimental graduation thesis. The experience enabled me to collaborate with very important research centers, like for example the Italian Institute for the Industrial and Automation Technologies (briefly ITIA) of the Milan location of the Italian National Research Council (briefly CNR), and the Mechanical Technologies department of the Katholique University of Leuven (briefly KUL) located in Belgium. The experience I am referring to consisted of participation to a research project financed by the European Community whose objective was that to implement a software platform for the modeling, the simulation and the optimization of industrial plants. With reference to the typical nature of a production process, for the modeling of the industrial production plants and the evaluation of their efficiency, Discrete-Event Modeling and Simulation was used. The user interface, for the modeling of the industrial plants and for verifying the simulation results, was implemented using Virtual Reality techniques, which at that time were still experimental and innovative.
  {Una delle esperienze più interessanti sulla simulazione che ho vissuto risale al periodo immediatamente precedente al mio esame di laurea. Il lavoro svolto durante questa esperienza mi ha fornito il materiale per la stesura della mia tesi di laurea sperimentale. L'esperienza mi ha permesso di collaborare con importanti centri di ricerca, come per esempio l'Istituto per le Tecnologie Industriali e dell’Automazione (brevemente ITIA) della sede di Milano del Consiglio Nazionale delle Ricerche (brevemente CNR), ed il dipartimento di Tecnologie Meccaniche della Katholique University di Leuven (brevemente KUL) in Belgio. L’esperienza a cui faccio riferimento è consistita con la partecipazione ad un progetto di ricerca finanziato dalla Comunità Europea il cui obiettivo era quello di realizzare una piattaforma software per la modellazione, simulazione ed ottimizzazione di impianti produttivi. Sulla base della natura tipica di un processo produttivo, per la modellazione degli impianti industriali e la valutazione della loro efficacia è stata utilizzata la Modellazione e la Simulazione ad Eventi Discreti. L’interfaccia utente per la modellazione degli impianti e per la verifica dei risultati della simulazione è stata realizzata utilizzando tecniche di Realtà Virtuale che al tempo erano ancora sperimentali ed innovative}

  As optimization technique for the research of best configurations of the plant, was used the Ant Colony Optimization that is an heuristic optimization technique inspired to the behavior social of the ants, also known as “stigmergy”. In short, the principle on which this technique is based is as follows: ants work together to optimize the food supply process. In order to do this, they modify environment in which they live and search the food, depositing some traces (pheromones) during their movements. These traces, despite their volatile nature, until they evaporate, provide to the ants that follow, suggestions on the path to follow to reach a source of food as quickly as possible and, subsequently, to return to the anthill. The evaporation process ensures that the shorter, and therefore the best, connections remain active longer than the long routes which, on the other hand, stop earlier. In this way the ants are encouraged to follow the shorter paths, and these paths are strengthened by subsequent crossings. And so on, environment change itself in order to suggest always the best path. Moreover, traces automatically adapt when a food source is exhaust and the traffic must be directed towards a new destination.
  {Come tecnica di ottimizzazione per la ricerca di configurazione migliori dell’impianto, è stata utilizzata la Ant Colony Optimization che è una tecnica euristica ispirata al comportamento sociale delle formiche, diversamente nota anche col nome di “Stigmergy”. In sintesi il principio su cui si basa questa tecnica è il seguente: le formiche collaborano tra di loro per ottimizzare il processo di approvvigionamento del cibo. Per fare ciò, esse modificano l'ambiente in cui vivono e ricercano il cibo, depositando delle tracce (feromoni) durante il loro movimento. Tali tracce, sebbene siano volatili, fino a quando non evaporano, forniscono alle formiche che seguono una indicazione sul percorso da seguire per raggiungere il più velocemente possibile una fonte di cibo, ed in seguito per ritornare al formicaio. Il fenomeno dell'evaporazione fa sì che i collegamenti più corti, e quindi i migliori, restino attivi più a lungo rispetto ai percorsi più lunghi che invece si interrompono prima. In questo modo le formiche che seguono sono spinte a seguire i percorsi più corti, e questi percorsi sono rafforzati dagli attraversamenti successivi. E così via, l’ambiente si modifica per suggerire di volta in volta il percorso migliore. Inoltre le tracce si adattano automaticamente quando una fonte di cibo si è esaurita ed il traffico deve essere dirottato verso una nuova meta}

  The participation to this research project, especially regarding the simulation and modeling technologies, enabled me to follow a seminary at the Italian Institute for the Industrial and Automation Technologies (briefly ITIA), at the Milan location of the Italian National Research Council (briefly CNR), thanks to which I acquired the fundamental concepts about Discrete-Events Simulation. And moreover, this experience enabled me to know the Ant Colony Optimization technique by means of a stage at the Mechanical Technologies department of the Katholique University of Leuven (briefly KUL), at Belgian.
  {La partecipazione a questo progetto di ricerca, in particolare per quanto riguarda le tecnologie della simulazione e della modellazione, mi ha permesso di seguire un seminario presso l’Istituto per le Tecnologie Industriali e dell’Automazione (ITIA), presso la sede milanese del Consiglio Nazionale di Ricerca (brevemente CNR), grazie al quale ho acquisito i concetti fondamentali della Simulazione ad Eventi Discreti. Ed inoltre mi ha permesso di apprendere la tecnica di ottimizzazione Ant Colony Optimization per mezzo di uno stage presso il Dipartimento di Tecnologie Meccaniche della Katholique University di Leuven (KUL) in Belgio}

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6. The simulation into the optimization processes of the image processing algorithms

{La simulazione nei processi di ottimizzazione degli algoritmi di image processing}

Attualmente utilizzo la simulazione per ottimizzare dei sistemi di image processing che utilizzano i particolare la tecnica del pattern matching per il riconoscimento degli organi di fissaggio delle rotaie ferroviarie sulle traversine. Il ricorso alla simulazione è giustificato dal fatto che essendo tante le variabili in gioco, per costruire il modello di riconoscimento e per raggiungere le performance richieste è necessario un numero elevato di test. Ho implementato quindi uno strumento di ottimizzazione che crea modelli in modo pseudo-casuale e che poi ne simula il comportamento con un training set preparato all'occorrenza.

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7. More Generally

{Più in generale}

  In this article I have collected my experiences related to simulation and modeling technologies, but if you want to examine these topics from a general point of view, then I invite you to continue consulting the Learning section of Tateo's Interdisciplinary Lifelong Learning (TILLL) with the reading the following article that I have dedicated specifically to this purpose.

  {In questo articolo ho raccolto le mie esperienze inerenti alle tecnologie della simulazione e della modellazione, ma se vuoi esaminare questi argomenti da un punto di vista generale, allora ti invito a proseguire la consultazione della sezione Learning di Tateo's Interdisciplinary Lifelong Learning (TILLL) con la lettura dell'articolo seguente che ho dedicato appositamente a tale proposito}

The modeling and simulation technologies

{Le tecnologie di modellazione e simulazione}

( SZ )

    

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8. Stay up to date

{Rimani aggiornato}

If you are interested in the topics covered in the current article and want to be informed about my most recent updates dealing with them, then I invite you to register

 

on the Facebook page 

"Simulation by Tateo's Interdisciplinary Lifelong Learning" (>), 

and at the Pinterest dashboard 

"Simulation by Tateo's Interdisciplinary Lifelong Learning" (>), 

which I dedicated specifically for sharing the most recent changes made to the corresponding thematic area of TILLL~Learning (>).

{Se sei interessato agli argomenti trattati nell'articolo corrente e vuoi essere informato sui miei aggiornamenti più recenti che trattano di essi, allora ti invito a registrarti 

alla pagina Facebook 

"Simulation by Tateo's Interdisciplinary Lifelong Learning" (>),

 ed alla bacheca Pinterest 

"Simulation by Tateo's Interdisciplinary Lifelong Learning" (>), 

che ho dedicato appositamente per la condivisione delle modifiche più recenti apportate all'area tematica corrispondente di TILLL~Learning (>)}

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9. Let's keep in touch

{Teniamoci in contatto}

  I hope you enjoyed this article, belonging to the Learning (>) section of the Tateo's Interdisciplinary Lifelong Learning (TILLL) project (>), and that the notes and observations I gathered within it meets your interests. 

  If you want stay tuned with the TILLL project evolution, then I invite you to follow the next upgrades that are published on the TILLL's Blog and on the social media pages dedicated to the TILLL community.

  {Spero che questo articolo, appartenente alla sezione Learning (>) del progetto Tateo's Interdisciplinary Lifelong Learning (TILLL) (>), ti sia piaciuto e che le note e le osservazioni che ho raccolto al suo interno soddisfino i tuoi interessi. 

  Se vuoi rimanere aggiornato sull'evoluzione del progetto TILLL, allora ti invito a seguire i prossimi aggiornamenti che vengono pubblicati sul Blog di TILLL e sulle pagine social dedicate alla community TILLL}

  (>) Tateo-Blog, official blog of TILL project

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10. Something about me, the founder and author of Tateo~Blog Project

{Qualcosa su di me, il fondatore e sull'autore del progetto Tateo~Blog}

First of all, thank you for visiting one of the pages of my blog. My name is Giovanni Battista Tateo (shortly Bat) and I am the founder and author of a project of Interdisciplinary Lifelong Learning of which the Tateo~Blog (:::) blog is the means of sharing. I was initially an Information Technology expert, and later I became an electronic engineer, specializing in industrial Automation. I'm passionate about Artificial intelligence, Virtual Reality, Simulation, and I'm an expert in Artificial Vision applied to industrial Automation. Currently, and starting four years ago, I am employed as a Proposal Engineer at Mer Mec S.p.A. (:::) company. Previously, starting in 2004, I was employed, always at the same company, as a Designer of Artificial Vision Systems and Image Processing Algorithms, applied in particular to Railway Diagnostics. I am a supporter and promoter of Lifelong Learning, Social Networking and Knowledge Sharing by means of the web. If you want more details about me, visit the About Me (:::) page.

{Innanzitutto ti ringrazio per aver visitato una delle pagine del mio blog. Mi chiamo Giovanni Battista Tateo (brevemente Bat) e sono il fondatore e l'autore di un progetto Lifelong Learning Interdisciplinare di cui il blog Tateo~Blog (:::) ne è il mezzo di condivisione. Sono stato in principio un esperto di Informatica, e in seguito sono diventato un Ingegnere Elettronico, specializzato in Automazione Industriale. Sono un appassionato di Intelligenza Artificiale, Realtà Virtuale, Simulazione, e sono un esperto di Visione Artificiale applicata all'Automazione Industriale. Attualmente, ed a partire dall'anno 2016, sono impiegato come Proposal Engineer presso la società Mer Mec S.p.A. (:::). Precedentemente, a partire dal 2004, sono stato impiegato, sempre presso la stessa società, come Progettista di Sistemi di Visione Artificiale e di Algoritmi di Elaborazione delle Immagini, applicati in particolare alla Diagnostica Ferroviaria. Sono un sostenitore e promotore dell'apprendimento permanente, dei social network e della condivisione delle conoscenze tramite il web. Se vuoi ulteriori dettagli su di me, visita la pagine About Me (:::)}

  References to contact me. Following you can find my personal references that you can use if you want to contact me directly, and the links to my social accounts that you can use to follow me or to keep in touch with me by means of social media networks.

  {Riferimenti per contattarmi. In seguito puoi trovare i miei riferimenti personali che puoi utilizzare se vuoi contattarmi personalmente, ed i collegamenti ai miei account social che puoi utilizzare per seguirmi e rimanere in contatto con me tramite le reti di social media}

Eng. Tateo Giovanni Battista

    - e-mail: tateogb@libero.it (send e-mail)

    - phone / WhatsApp : (+39) 388 8419726

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TILLL~Learning © September 22, 2021