{Simulazione ad Eventi Discreti, Ottimizzazione basata sulle Colonie di Formiche e Realtà Virtuale}
“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 as, for example, the new resources introduction, new production cycles, the layout modification, tasks reallocation to resources.”
{La possibilità di analizzare un sistema produttivo e la sua evoluzione nel tempo attraverso strumenti virtuali permette di valutare tempestivamente l'impatto dei cambiamenti del modello come, ad esempio, l'introduzione di nuove risorse, nuovi cicli di produzione, la modifica del layout, la riallocazione dei compiti alle risorse.}
(cit. 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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