Il modulo prende in esame il software che implementa un sistema di automazione nella produzione manifatturiera. L’argomento può essere sviluppato su diversi livelli gerarchici: logistica interaziendale, pianificazione di stabilimento, schedulazione di officina e controllo di macchina. Ad ognuno di questi livelli, un sistema automatizzato deve prevedere un elemento software in grado di ricevere e monitorare le informazioni sullo stato del sistema, elaborarle, in genere per ottimizzarne un qualche indice di prestazione, e fornire comandi al sistema stesso.

Il modulo si concentra sui livelli logistici e di pianificazione della produzione, e ha l'obiettivo di fornire strumenti di supporto alla modellazione, simulazione ed ottimizzazione delle prestazioni tecniche ed economiche dei sistemi produttivi e logistici. Saranno inoltre sviluppati diversi casi reali o realistici su cui verranno utilizzate congiuntamente più tecniche modellistiche allo scopo di arrivare alla risoluzione del problema in esame.

Costruzione e analisi di modelli simulativi di sistemi produttivi.
Modellazione e soluzione di problemi di ottimizzazione combinatoria (con particolare riferimento ai problemi di scheduling della produzione).
Metodi di controllo e pianificazione della produzione.

Sono prerequisiti suggeriti per seguire il corso una cultura generale sui sistemi dinamici ad eventi discreti, quale quella fornita da "Modelli e Sistemi ad Eventi Discreti", la programmazione in un linguaggio di programmazione ad oggetti (C++).

- Simulazione di sistemi produttivi e logistici.
- Omnet++ (http://www.omnetpp.org/): implementazione di modelli di simulazione.
- Ottimizzazione Combinatoria e Modelli di programmazione lineare.
- Software XPress (http://www.fico.com/en/Products/DMTools/Pages/FICO-Xpress-Optimization-Suite.aspx).
- Metodi euristici di soluzione: algoritmi greedy, ricerca locale, meta-euristiche (Tabu search, Simulated Annealing, Algoritmi genetici), mat-euristiche.
- Metodi ed algoritmi specifici per la schedulazione della produzione.
- Problemi multi-obiettivo e analisi di Pareto.
- Simulazione dell’integrazione di uno strumento di ottimizzazione nel sistema reale (dispatching rules, strategie rolling horizon, ri-schedulazioni, ecc.)

Il corso prevede una forte attività sperimentale: verranno utilizzati il software Omnet++ per l’aspetto simulativo, e il software XPress per la risoluzione di modelli di programmazione lineare.
Il corso prevede esercitazioni in aula ed in laboratorio nelle quali si realizzano piccoli progetti software in esempi di automazione di fabbrica

Slides e materiale del corso fornite dal docente.

Specifici per la teoria della simulazione ad eventi discreti:
Carlucci, Menga, "Teoria dei sistemi ad eventi discreti", UTET 1998.
Cassandras, Lafortune, "Introduction to Discrete Event Systems", Springer.
G. Calafiore, "Elementi di Automatica", CLUT.

Modelli e algoritmi di ottimizzazione combinatoria e schedulazione:
Tadei, Della Croce, "Elementi di Ricerca Operativa", Editrice Esculapio.
R. Tadei, F. Della Croce, A. Grosso, "Fondamenti di Ottimizzazione", Editrice Esculapio.
M. Ghirardi, A. Grosso, G. Perboli, "Esercizi di Ricerca Operativa", Editrice Esculapio.

Il corso prevede esercitazioni in aula ed in laboratorio nelle quali si realizzano piccoli progetti software in esempi di automazione di fabbrica. Risultato del corso sarà lo sviluppo di un progetto di gruppo. La verifica dell'apprendimento sarà fatta sia attraverso la discussione di questo progetto, sia attraverso un breve esame scritto sugli argomenti del corso.