Simulazione dinamica di un magazzino verticale automatico: modellazione virtuale di Vertimag di Ferretto Group

La presente tesi nasce nel contesto di uno stage nell’azienda Ferretto Group, specializzata nella produzione di magazzini automatici verticali (VLM), e si focalizza nel suo prodotto di punta, il Vertimag, che attualmente sta attraversando un processo di revisione hardware e software. La tesi mira a fornire nuovi strumenti e prospettive all’azienda per lo sviluppo e l’ottimizzazione dei sistemi di magazzinaggio automatico, riallacciandosi al concetto di digital twin, che sta guadagnando sempre più rilevanza nella rivoluzione industriale in corso (Industria 4.0 e 5.0). Nello specifico, la tesi si propone di sviluppare un simulatore dinamico del magazzino verticale automatico Vertimag, utilizzando software open source e valutando la loro applicabilità nell’ambito industriale, dove la stabilità e affidabilità dei sistemi è fondamentale per il successo a lungo termine degli investimenti e delle soluzioni adottate. È stata pertanto condotta una ricerca preliminare per approfondire il funzionamento del Vertimag e analizzare le esigenze aziendali per stabilire le specifiche di progetto del simulatore. La ricerca è proseguita individuando gli strumenti per la simulazione dinamica di robot e impianti industriali più standard e stabili, che offrano maggiori garanzie in termini di semplificazione nei passaggi di consegna e riduzione dei rischi di incompatibilità del codice a fronte di futuri aggiornamenti ed espansioni. La scelta è ricaduta nel software di simulazione Gazebo, supportato dal middleware ROS, anche perché entrambi sono ampiamente utilizzati per le simulazioni di robotica mobile, predisponendo il modello ad essere integrato in futuro con altri modelli progettati da terze parti. Inoltre, diversi studi recenti confermano il loro utilizzo anche nel campo dei digital twin, confermando che sono adatti per futuri sviluppi del simulatore in quest’ottica. Il simulatore è stato progettato per replicare in modo realistico i movimenti delle parti interne del magazzino, visti dal punto di vista del computer che dovrà controllare il magazzino reale, offrendo così un valido strumento di debugging per il software del softPLC che si vuole introdurre nella revisione in corso. Al fine di massimizzare la sua utilità, ci si è posti l’obiettivo di garantire una leggerezza computazionale che consenta l’esecuzione su computer commerciali di fascia media. Inoltre, è stato progettato con una struttura modulare 1-a-1 con la realtà, pertanto scalabile, che consentirà flessibilità nella modifica di pari passo col prototipo reale.