Lo sviluppo di un Digital Shadow all'interno di un'architettura di Digital Twin di magazzino = The development of a Digital Shadow within a Digital Twin warehouse architecture

Simulazione di un Nel contesto tecnologico attuale, caratterizzato dalle innovazioni dell’Industry 4.0, le aziende puntano sempre più su nuove tecnologie per accrescere la propria competitività e per migliorare l’efficienza dei propri impianti produttivi. Uno dei principali modelli di business dell’Industry 4.0 è il Digital Twin. Quest’ultimo è una rappresentazione virtuale di un oggetto o di un sistema, collegato ad esso per tutto il ciclo di vita. Il Digital Twin, grazie a una costante comunicazione bidirezionale, è sincronizzato con il suo gemello fisico e cambia con esso. Questa tecnologia innovativa si basa sulla raccolta dei dati, l'analisi dei dati acquisiti e l'adozione di azioni specifiche con l’obiettivo di migliorare le prestazioni dell’impianto industriale in cui viene implementata. Questa tesi si pone l’obiettivo di creare un’architettura Digital Shadow, ovvero il collegamento unidirezionale tra sistema reale e modello di simulazione, di un magazzino automatico installato all’interno dei laboratori del Politecnico di Torino. La realizzazione di una Digital Shadow è il primo passo per una futura implementazione di un sistema Digital Twin. La tesi è stata sviluppata in due fasi. La prima parte consiste in una ricerca in letteratura volta a contestualizzare il lavoro di ricerca. I temi affrontati sono l’analisi delle tecnologie abilitanti Internet of Things e Intelligenza Artificiale; l’analisi degli elementi che costituiscono la struttura di un Digital Twin; l’analisi dell’architettura informatica in cui va inserito. Inoltre, sono state presentate delle applicazioni di questa tecnologia in ambito produttivo e logistico. La seconda fase consiste nello sviluppo di un caso studio e l’implementazione di una semplice Digital Shadow tramite il software di simulazione AnyLogic. Inizialmente sono stati descritti tutti gli elementi fisici presenti all’interno del laboratorio; l’analisi dell’infrastruttura informatica che permette loro di comunicare; la spiegazione del funzionamento del modello di simulazione attualmente utilizzato. Successivamente è stato sviluppato un diagramma delle classi UML che descrive in maniera concettuale, l’architettura della Digital Shadow del laboratorio. Al fine di dare evidenza della possibile comunicazione tra il sistema reale e il modello di simulazione, caratteristica fondamentale di un Digital Shadow, è stato poi sviluppato un esempio applicativo di implementazione di un Digital Shadow basato su un modello e un database di prova creati in maniera coerente con i parametri del magazzino reale. Grazie a questa ricerca è stato possibile capire cos’è il Digital Twin, dove si colloca nell’attuale contesto tecnologico e quali sono i vantaggi che si avrebbero nella sua implementazione in ambito produttivo e logistico. Attraverso l’analisi di alcune applicazioni reali di questa tecnologia, questo lavoro ha permesso anche di comprendere quali sono e come interagiscono tra loro tutti gli elementi che costituiscono un’architettura Digital Twin. Questa base teorica è stata importante per riuscire a trattare il caso studio e implementare un sistema Digital Shadow. Quest’ultimo veste un ruolo fondamentale come supporto per le future attività di ricerca perché possiede tutte le caratteristiche proprie di una Digital Shadow. Inoltre, grazie alla descrizione dettagliata delle modalità di configurazione del database e del modello di simulazione, sarà possibile implementare la Digital Shadow anche in sistemi più complessi.sistema logistico