Progettazione e gestione di sistemi produttivi riconfigurabili tramite modelli di ottimizzazione bi-obiettivo

Negli attuali contesti manifatturieri, caratterizzati da elevata variabilità della domanda, riduzione dei cicli di vita dei prodotti e crescente attenzione verso gli obiettivi di sostenibilità ambientale promossi a livello europeo (Green Deal e politiche per la transizione ecologica), i sistemi produttivi tradizionali mostrano limiti strutturali in termini di adattabilità ed efficienza. In tale scenario, i Sistemi di Produzione Riconfigurabili (Reconfigurable Manufacturing Systems – RMS) rappresentano una soluzione tecnologica in grado di coniugare produttività, flessibilità mirata e capacità di evoluzione nel tempo, richiedendo tuttavia strumenti quantitativi avanzati per la gestione della complessità decisionale. Il presente lavoro propone lo sviluppo e l’applicazione di un modello di ottimizzazione bi-obiettivo per la gestione di un RMS, che estende gli approcci tradizionalmente focalizzati su prestazioni temporali ed economiche introducendo in modo esplicito criteri legati all’efficienza energetica e alla sostenibilità ambientale, in linea con le recenti direttive europee. Il modello è finalizzato alla minimizzazione simultanea del tempo complessivo di funzionamento del sistema e del consumo energetico totale associato alle operazioni produttive e di riconfigurazione, integrando aspetti produttivi, logistici ed energetici in una formulazione multi-periodo. L’implementazione computazionale è realizzata in ambiente AMPL e la risoluzione del problema multi-obiettivo è condotta mediante il metodo dei vincoli normalizzati, che consente la costruzione della frontiera di Pareto e l’analisi del trade-off tra prestazioni temporali ed energetiche. L’approccio è validato tramite un caso di studio rappresentativo, che evidenzia il ruolo strategico degli RMS nel paradigma Industry 4.0 per lo sviluppo di sistemi produttivi intelligenti, adattivi e sostenibili, fornendo inoltre un concreto supporto alle decisioni strategiche e operative.