A methodology for the evaluation of automation solutions in foundry processes. A Brembo case study

The foundry industry plays a key role in the Italian and European manufacturing industry. Due to their peculiar nature, foundry processes present a strong interaction between manual operations carried out by operators and automatic operations carried out by machines and robots. The foundry processes, as a matter of fact, are for a large majority poorly automated. However, the automation of foundry processes is an hot topic. Evaluating the automation of part of a foundry process, however, results complicated since it is difficult to estimate a priori with good approximation the impact of an automation solution on the performance of the manufacturing process. The objective of this thesis work is to provide a methodology, applicable to a wide range of foundry processes, which allows to evaluate the impact of an automation element in a foundry production process. Moreover, the methodology allows to compare and evaluate different automation solutions, helping to identify the optimal one. The tool at the base of the methodology is an hybrid simulation model that combines discrete event simulation and agent based simulation. The proposed methodology is tested on a case study. This case study is an industrial project proposed by Brembo and carried out in the aluminium foundry of the Mapello plant.

L’industria della fonderia ricopre un ruolo chiave all’interno dell’industria manufatturiera italiana ed europea. I processi di fonderia per la loro particolare natura presentano una grande interazione fra le operazioni manuali svolte dagli operatori e le operazioni automatiche svolte da macchine e robot. I processi di fonderia, infatti, risultano per una grande maggioranza scarsamente automatizzati. L’automazione dei processi di fonderia è però un tema molto attuale. Valutare l’automazione di parte di un processo di fonderia, però, risulta complicato dal momento che è difficile stimare a priori con buona approssimazione l’impatto di una soluzione di automazione sulle performance del processo produttivo. Questa tesi si pone l’obiettivo di fornire una metodologia, utilizzabile in un vasto range di processi di fonderia, che permetta di valutare l’impatto di un elemento di automazione inserito in un processo produttivo di fonderia. La metodologia, inoltre, permette di confrontare e valutare diverse soluzioni di automazione aiutando ad individuare quella ottima. Lo strumento alla base della metodologia è un modello di simulazione ibrido che unisce la simulazione ad eventi discreti e la simulazione agent-based. La metodologia proposta viene testata su un caso studio. Questo caso studio consiste in un progetto aziendale proposto da Brembo e svolto nella fonderia di alluminio dell’impianto di Mapello.