Valutazione dell'impatto del layout sulla produttività di un'isola robotizzata collaborativa

Collaborative robotics allows you to optimize a production process by combining the repeatability of the robot and the flexibility of the human operator. In this thesis work, after a bibliographic research phase to evaluate the state of the art, a simulation is carried out in an environment for numerical calculation in order to determine the best layout of the production environment in order to minimize a performance index that takes taking into consideration the energy spent by the operator in carrying out the tasks and the unit production cost, both depend in fact on the allocation of the tasks. As regards the optimization of task allocation, the TSP (the traveling salesman problem) is used. Thanks to it, the best path in terms of distance is obtained for all combinations of tasks to be assigned to the robot and operator. Thanks to the distance travelled, it is possible to evaluate the cycle time and unit production cost of each allocation and therefore define the best layout to minimize the performance index. Following the simulation in the Matlab environment, an experimental apparatus is designed to carry out experimental tests.

La robotica collaborativa permette di ottimizzare un processo produttivo unendo la ripetibilità del robot e la flessibilità dell’operatore umano. In questo lavoro di tesi dopo una fase di ricerca bibliografica per valutare lo stato dell’arte, viene fatta una simulazione in ambiente per il calcolo numerico allo scopo di determinare il miglior layout dell’ambiente produttivo al fine di minimizzare un indice di performance che tiene in considerazione l’energia spesa dall’operatore nell’esecuzione dei task ed il costo unitario di produzione, entrambi dipendono infatti dall’allocazione dei task. Per quanto riguarda l’ottimizzazione dell’allocazione dei task viene utilizzato il TSP (the travelling salesman problem). Grazie ad esso si ricava il miglior percorso in termini di distanza per tutte le combinazioni di task da assegnare a robot ed operatore. Grazie alla distanza percorsa è possibile valutare il tempo ciclo ed il costo unitario di produzione di ogni allocazione e quindi definire il miglior layout per minimizzare l’indice di performance. In seguito alla simulazione in ambiente Matlab vi è la progettazione di un apparato sperimentale in modo da effettuare dei test sperimentali.