Layout and routing optimization of AGV systems through virtual simulation: the case of Lamborghini urus assembly line

The automotive industry is facing one of the most turbulent transitions in its history. Increasing global competition, rising production complexity and the uncertain shift toward electrification have placed unprecedented pressure on established manufacturers which are forced to pursue greater efficiency and adaptability. Within this environment, lean manufacturing has become not just a philosophy but a necessity, especially in the luxury segment, where product customization and quality must coexist with operational excellence. This thesis takes place within the Lamborghini Urus assembly line, where the focus was to optimize the routing and layout of Automated Guided Vehicles (AGVs) that sustain the material flow of the plant. However, the purpose of this work extends beyond a single application: it aims to define a replicable methodology for future manufacturing systems that combines lean principles with digital simulation tools. Using AutoCAD and FlexSim, three alternative scenarios were virtually modeled and compared against the current state: (1) the introduction of a dedicated AGV corridor, (2) the optimization of mission sequencing and (3) the relocation of charging pads beneath trolley positions. Results show a 45% reduction in travel distance, a 38% decrease in fleet saturation and greater resilience under stress conditions, therefore, they proved that process redesign alone can yield substantial efficiency gains without any hardware investment. Beyond the quantitative improvements, the study demonstrates how a “simulation-first” approach can support managerial decisions through a Total Cost of Ownership (TCO) perspective, which allows cost–benefit evaluation prior to physical implementation. The resulting framework serves as a strategic foundation for future plants, such as the upcoming Lanzador and as a scalable approach for other industries which seek data-driven, lean and sustainable systems.

Il settore automotive sta affrontando uno dei momenti più turbolenti della sua storia. La crescente competizione globale, l’aumento della complessità produttiva e l’incerto passaggio verso l’elettrificazione hanno posto una pressione senza precedenti sulle case automobilistiche, costringendole a perseguire livelli sempre maggiori di efficienza e adattabilità. In questo contesto, la lean manufacturing non rappresenta più soltanto una filosofia, ma una vera e propria necessità, soprattutto nel segmento del lusso, dove personalizzazione del prodotto e qualità devono convivere con l’eccellenza operativa. La presente tesi è ambientata all’interno della linea di assemblaggio della Lamborghini Urus, dove l’obiettivo principale è stato quello di ottimizzare il layout e il percorso dei veicoli a guida automatizzata (AGV) che garantiscono il flusso dei materiali all’interno dello stabilimento. Tuttavia, lo scopo di questo lavoro va oltre una singola applicazione: esso mira a definire una metodologia replicabile per i futuri sistemi produttivi, in grado di combinare i principi lean con strumenti di simulazione digitale. Attraverso l’utilizzo di AutoCAD e FlexSim, sono stati modellati e confrontati tre scenari alternativi rispetto allo stato attuale: (1) l’introduzione di una corsia dedicata agli AGV, (2) l’ottimizzazione della sequenza delle missioni e (3) il riposizionamento delle basette di ricarica sotto le postazioni dei trolley. I risultati mostrano una riduzione del 45% della distanza percorsa, una diminuzione del 38% della saturazione della flotta e una maggiore resilienza del sistema in condizioni di stress. Inoltre, l’analisi evidenzia come il solo miglioramento della logica di layout possa generare incrementi significativi di efficienza, senza alcun investimento aggiuntivo sulla tecnologia dei veicoli. Oltre ai miglioramenti quantitativi, lo studio dimostra come un approccio basato sulla simulazione preventiva possa supportare le decisioni manageriali attraverso una prospettiva di Total Cost of Ownership (TCO), consentendo la valutazione dei costi e benefici prima dell’implementazione fisica. Il framework risultante rappresenta una base strategica per i futuri stabilimenti, come quello della Lanzador, e un approccio scalabile per altri settori industriali che mirano a sistemi produttivi più digitali, snelli e sostenibili.