Estensione della data collection per le analisi del cost deployment nello stabilimento di Venegono di Leonardo Divisione Velivoli, secondo la metodologia LPS

LAUREA MAGISTRALEIl presente elaborato di tesi è stato sviluppato in collaborazione con Leonardo Divisione Velivoli, che ha visionato e approvato il materiale contenuto al suo interno. L’esperienza di tirocinio formativo della durata di sei mesi nello stabilimento di Venegono Superiore della Divisione Velivoli di Leonardo si è svolta nell’area Operations & Supply Chain e, nel dettaglio, presso il Controllo Industriale di stabilimento, all’interno dell’Ente di Planning & Control. A partire dal modello LPS - Leonardo Production System – declinazione di stampo aeronautico della metodologia di gestione World Class Manufacturing, lo scopo del presente lavoro è l’estensione della data collection al fine di supportare le analisi del Cost Deployment, pilastro guida della metodologia che ha il compito di definire gli obiettivi di riduzione dei costi di stabilimento, al fine di individuare le macrocategorie di perdite e aiutare gli altri pilastri tecnici nell’assegnazione delle giuste priorità di intervento, seguendo una logica costi/benefici. Durante il tirocinio aziendale, pertanto, sono state analizzate e portate avanti iniziative di miglioramento per alcune delle cinque macrocategorie di perdite. Dopo una contestualizzazione del lavoro, con focus sull’Azienda e, in particolar modo, sulle attività svolte dal Controllo Industriale dello stabilimento di Venegono, segue una descrizione dettagliata del modello LPS e dell’origine del metodo, corredata da una più specifica spiegazione del pilastro del Cost Deployment nel capitolo tre. Vengono dettagliati i sette step del pilastro CD e la loro implementazione nel Plant di Venegono. Il capitolo quattro, fulcro del lavoro di tesi, riguarda il processo di estensione della data collection a supporto delle analisi del Cost Deployment. Per ogni macrocategoria di perdita evidenziata infatti, si illustra il processo di formalizzazione dei dati e si esplicitano i progetti e i processi messi in atto allo scopo di ampliarne la raccolta, con l’obiettivo di ottenere una data collection granulare e dettagliata. Lo scopo è fornire agli altri pilastri, le informazioni e gli strumenti più idonei per poter attuare processi di miglioramento e di aggressione delle singole perdite evidenziate nello stabilimento. L’elaborato si conclude con un’analisi dei benefici e degli impatti sui processi dopo l’attuazione delle singole iniziative realizzate per le voci di Equipment, Labor, Material, Energy & Environment e Logistic.This thesis was developed in collaboration with Leonardo Aircraft Division, which reviewed and approved the material contained within. The six-month training internship at the Venegono Superiore plant of Leonardo's Aircraft Division took place in the Operations & Supply Chain area, specifically within the Plant Industrial Control, part of the Planning & Control Department. Based on the LPS model (Leonardo Production System), an aeronautical adaptation of the World Class Manufacturing management methodology, the purpose of this work is to extend data collection to support Cost Deployment analysis. This analysis is a key pillar of the methodology, tasked with defining plant cost reduction objectives, identifying major categories of losses, and assisting other technical pillars in prioritizing interventions based on a cost/benefit analysis. During the corporate internship, improvement initiatives were analyzed and implemented for some of the five major categories of losses. After contextualizing the work, with a focus on the company and on the activities carried out by the Plant Industrial Control at the Venegono plant, a detailed description of the LPS model and the origin of the method follows, accompanied by a more specific explanation of the Cost Deployment pillar in chapter three. The seven steps of the CD pillar and their implementation at the Venegono plant are detailed. Chapter four, the core of the thesis, concerns the process of extending data collection to support Cost Deployment analysis. For each highlighted loss category, the data formalization process is illustrated, and the projects and processes implemented to expand data collection are explained, with the aim of obtaining granular and detailed data collection. The goal is to provide other pillars with the most suitable information and tools to implement improvement processes and address the individual losses identified at the plant. The thesis concludes with an analysis of the benefits and impacts on processes after the implementation of the individual initiatives carried out for Equipment, Labor, Material, Energy & Environment, and Logistics

AI-enhanced learning dashboards for Video-Based Learning: a new form of analysis

LAUREA MAGISTRALEIl Video-Based Learning (VBL) è ampiamente adottato nell’educazione, offrendo agli studenti la flessibilità di fruire dei contenuti didattici al proprio ritmo. Tuttavia, la sua natura asincrona pone sfide per i docenti, che non hanno visibilità diretta sulla comprensione degli studenti e faticano a identificare le principali difficoltà di apprendimento. I metodi tradizionali di learning analytics si basano principalmente su metriche aggregate di coinvolgimento, come i tassi di completamento dei video e i modelli di visualizzazione, che non riescono a cogliere le reali cause delle difficoltà degli studenti. Questa ricerca propone un nuovo framework, integrato all’interno di una learning dashboard, che combina feedback auto-riferiti dagli studenti e learning analytics, potenziati dal Large Language Model (LLM), per offrire un’analisi più approfondita delle difficoltà nel VBL. Il framework elabora sia feedback diretti degli studenti sia dati comportamentali impliciti, identificando le zone di interesse, ovvero i segmenti chiave in cui gli studenti incontrano difficoltà. Grazie all’uso del LLM, il sistema sintetizza queste informazioni, trasformando i dati grezzi in insight strutturati e interpretabili per i docenti. Lo studio di validazione è stato condotto utilizzando i dati del corso di Fisica del Nucleo presso il Politecnico di Milano, dove l’efficacia del framework è stata esplorata in collaborazione con un docente. L’insegnante è stato intervistato e le sue risposte sono state utilizzate per effettuare un’analisi tematica. I risultati suggeriscono che questo approccio può migliorare la capacità del docente di individuare le difficoltà degli studenti in modo più efficiente, riducendo la necessità di revisioni manuali delle lezioni e consentendo interventi più mirati. Lo studio evidenzia anche sfide e direzioni future, tra cui considerazioni sulla privacy dei dati, il miglioramento dell’accuratezza delle trascrizioni nelle lezioni basate su lavagna e l’espansione della scalabilità del sistema. Questa ricerca avanza oltre le tradizionali learning analytics integrando feedback espliciti degli studenti, fornendo una comprensione più profonda dei processi di apprendimento e migliorando la capacità dei docenti di monitorare e supportare gli studenti in ambienti educativi asincroni attraverso learning dashboards potenziate dall’intelligenza artificiale.Video-Based Learning (VBL) is widely adopted in education, offering students the flexibility to engage with instructional content at their own pace. However, its asynchronous nature poses challenges for instructors, who lack direct visibility into student comprehension and struggle to identify critical learning difficulties. Traditional learning analytics approaches primarily rely on aggregated engagement metrics, such as video completion rates and viewing patterns, which fail to capture the underlying reasons behind student struggles. This research proposes a novel framework, integrated within a learning dashboard, that combines self-reported student feedback and learning analytics, enhanced by Large Language Model (LLM), to provide deeper insights into student difficulties in VBL. The framework processes both direct student feedback and implicit behavioral data to identify zones of interest—key segments where students encounter challenges. By leveraging LLM, the system synthesizes this information, transforming raw data into structured, interpretable insights for instructors. A validation study was conducted using data from the Nuclear Physics course at the Politecnico di Milano, where the framework’s effectiveness was explored in collaboration with a faculty member. The instructor was interviewed, and a thematic analysis of the responses was conducted. The results suggest that this approach may enhance the instructor’s ability to identify student difficulties more efficiently, reducing the need for manual lesson reviews and enabling more targeted interventions. The study also highlights key challenges and future directions, including data privacy considerations, improving transcript accuracy in lecture-based recordings, and expanding the system’s scalability. This research advances traditional learning analytics by integrating explicit student feedback, providing deeper insights into learning processes and enhancing instructors’ ability to monitor and support student learning in asynchronous educational environments through AI-enhanced learning dashboards

Green warehousing in the retail industry: a simulation-driven framework for warehouse decarbonization with real-world applications

LAUREA MAGISTRALEIl tema della decarbonizzazione dei magazzini nell’industria retail sta ricevendo crescente attenzione sia da parte dei ricercatori che dei professionisti, che ne hanno riconosciuto il ruolo cruciale nella riduzione del significativo impatto ambientale del settore. Questa tesi magistrale, parte di un più ampio progetto di ricerca PNRR finanziato dall’Italia “Centro Nazionale per la Mobilità Sostenibile (MOST) - Spoke 10 Logistica Sostenibile”, approfondisce questo tema attraverso l’impiego di diverse metodologie di ricerca in un approccio multi-metodo. Per comprendere lo stato attuale della ricerca accademica sulla sostenibilità ambientale nelle operazioni logistiche del settore retail, è stata condotta una revisione della letteratura seguendo una versione modificata della metodologia PRISMA che permette di includere sia gli articoli peer-reviewd che le fonti secondarie. Il focus è stato rivolto all’esame delle pratiche di green logistics e warehousing più comunemente adottate dai retailers, nonché all’analisi del loro impatto quantitativo sulla performance ambientale. Data la natura emergente del tema, l’analisi ha rivelato delle lacune che hanno orientato la formulazione delle domande di ricerca, affrontate mediante le metodologie caso studio e simulazione. Con l’obiettivo di colmare la mancanza di un modello strutturato che possa guidare le aziende nella transizione ecologica dei propri immobili logistici, è stato sviluppato un framework che prevede di valutare le prestazioni energetiche ed emissive di un dato edificio logistico, identificare le aree di miglioramento e, sulla base di queste, definire scenari alternativi che incorporino pratiche di green warehousing, il cui impatto ambientale ed economico è simulato in modo quantitativo. Il framework è stato poi applicato a due casi reali del settore retail, al fine di testarne la validità ed efficacia. Infine, sono stati presentati i risultati principali della tesi, oltre a evidenziare i limiti della ricerca e i possibili sviluppi futuri.The topic of warehouse decarbonization in the retail industry is receiving increasing attention from both researchers and practitioners, who have recognized its crucial role in reducing the significant environmental impact of the sector. This Master Thesis, part of a larger NRRP research project funded by Italy “National Center for Sustainable Mobility (MOST) - Spoke 10 Sustainable Logistics,” explores this topic using various research methodologies within a multi-method approach. To understand the current state of academic research on environmental sustainability in the logistics operations of the retail sector, a literature review was conducted following a modified version of the PRISMA methodology which allows for the inclusion of both peer-reviewed articles and secondary sources. The focus was on the examination of green logistics and warehousing practices most commonly adopted by retailers, as well as on the analysis of their quantitative impact on environmental performance. Given the emerging nature of the topic, the analysis revealed some gaps, that guided the formulation of the research questions, addressed through case study and simulation methodologies. With the aim of filling the lack of a structured model that could guide companies in the ecological transition of their logistics facilities, a framework was developed that involves evaluating the energy and emission performance of a given logistics building, identifying areas for improvement and, based on these, defining alternative scenarios that incorporate green warehousing practices, whose environmental and economic impact is quantitatively simulated. The framework was then applied to two real-world cases in the retail sector to test its validity and effectiveness. Finally, the main results of the thesis were presented, along with the limitations of the research and possible future developments

Adapting robot_localization for differential drive robots: comparing omnidirectional and differential motion models

LAUREA MAGISTRALEIl processo di localizzazione è utilizzato per stimare la posizione e l’orientamento di robot mobili, queste informazioni sono fondamentali in ogni applicazione che coinvolge robot di questo tipo. L’accuratezza della localizzazione dipende, tra gli altri fattori, dal modello di moto, il quale consiste in un insieme di equazioni che descrivono il movimento di un robot in condizioni ideali. Un approccio molto comune in applicazioni riguardanti robot mobili è il pacchetto ROS robot_localization, che utilizza un modello di moto omnidirezionale per garantire flessibilità e adattabilità ad ogni scenario. Tuttavia, questa strategia può introdurre imprecisioni quando applicata a robots non olonomici, ad esempio quelli a guida differenziale o skid-steering. Questa Tesi analizza l’impatto della scelta del modello di moto sull’accuratezza della localizzazione. In particolare, valuta se l’uso di un modello di moto omnidirezionale in robot_localization possa generare errori significativi nella localizzazione quando applicato a robot a guida differenziale, e se l’adozione di un modello di moto più adeguato possa migliorare visibilmente le prestazioni. Lo studio inizia con un’analisi dettagliata del processo che stima lo stato del robot all’interno del pacchetto, con particolare attenzione all’implementazione dell’Extended Kalman Filter (EKF). Successivamente, viene sviluppata e implementata una versione di robot_localization che incorpora un modello di moto differenziale. Infine, viene condotta un’analisi comparativa tra il modello standard omnidirezionale, il nuovo modello differenziale e una versione modificata del modello omnidirezionale ottenuta attraverso una configurazione particolare dei parametri di stato. L’efficacia di ciascun modello su un robot a guida differenziale viene valutata attraverso una serie di simulazioni progettate per evidenziare le differenze di prestazioni in vari scenari: da test teorici fino a condizioni più realistiche che includono rumore nei sensori, suolo scivoloso, e occlusioni del segnale GPS. I principali contributi di questa tesi includono un’analisi dettagliata dell’implementazione del pacchetto robot_localization, un adattamento del pacchetto all’integrazione di un modello di moto differenziale, e una valutazione, basata su simulazioni, dell’impatto della scelta del modello di moto sulla localizzazione. I risultati evidenziano come l’uso di un modello generico possa causare errori di localizzazione, soprattutto in applicazioni in cui i sensori esterocettivi, come il GPS, non siano disponibili o affidabili. Le conclusioni sottolineano l’importanza di adottare un modello di moto che rappresenti fedelmente la cinematica del robot, mettendo in luce i limiti di un approccio generico nei sistemi con cinematica vincolata. Infine, l’estensione di robot_localization per supportare un modello di moto differenziale fornisce indicazioni utili per migliorare la precisione della localizzazione nei robot a guida differenziale, contribuendo a una stima dello stato più affidabile nelle applicazioni reali.The localization process enables a mobile robot to estimate its position and orientation, fundamental requirements for any application. Localization accuracy depends, among other factors, on the motion model, which is a set of equations describing how a robot is expected to move in ideal conditions. A widely adopted approach in robotic software frameworks is the ROS package robot_localization which adopts an omnidirectional motion model for flexibility and generalization. However, this approach may introduce inaccuracies when applied to machines with constrained movement, such as differential drive or skid-steering robots. This thesis investigates the impact of motion model selection on localization accuracy. Specifically, it evaluates whether using an omnidirectional motion model in robot_localization leads to significant localization errors when applied to differential drive robots, and whether a more accurate motion model can improve localization performance. Initially, the study provides a detailed examination of the package’s state estimation process, focusing on its Extended Kalman Filter (EKF) implementation. Subsequently, a modified version of robot_localization incorporating a differential motion model is developed and implemented. Finally, a comparative analysis is conducted between the standard omnidirectional model, the newly developed differential one, and a modified version of the standard omnidirectional model obtained through a particular configuration of state parameters. The effectiveness of each model on a differential drive robot is studied through a series of simulations designed to highlight differences in performance across various scenarios ranging from theoretical tests to more realistic conditions involving sensor noise, slippery surfaces, and GPS occlusions. The primary contributions of this thesis include an in-depth examination of the implementation of the robot_localization package, an extension of the package incorporating a differential drive motion model, and a simulation-based evaluation of the impact of motion model selection. The results demonstrate that using a generalist motion model can lead to localization errors, particularly in applications where exteroceptive sensors like GPS are neither available nor reliable. The findings underscore the importance of selecting a motion model that accurately represents a robot’s kinematics, also highlighting the limitations of a generic motion model in constrained kinematics. By adapting robot_localization to support a differential motion model, this work also provides insights into improving localization accuracy for differential drive robots, contributing to a more reliable localization in real-world applications

Internet of Things for industry 5.0: unlocking the potential behind Italy's transition 5.0 Plan

LAUREA MAGISTRALELe sfide e le opportunità generate dalla quarta rivoluzione industriale hanno dato origine all’Industria 5.0 e alla Società 5.0, due paradigmi interconnessi che gettano le loro fondamenta nei concetti di sostenibilità, responsabilità sociale e reintegrazione dei lavoratori al centro del sistema produttivo. Questa nuova prospettiva evidenzia l’urgenza di far fronte alle sfide ambientali globali, quali il cambiamento climatico, l’esaurimento delle risorse e la transizione verso un’economia a basse emissioni di CO2. In questo contesto, iniziative come il Green Deal europeo, che mira a rendere l'Europa il primo continente climaticamente neutro entro il 2050, e l'Agenda 2030 delle Nazioni Unite, che promuove lo sviluppo sostenibile sotto il profilo ambientale, economico e sociale, giocano un ruolo cruciale. Per rispondere a questa esigenza, nel 2024 il governo italiano ha introdotto il Piano Transizione 5.0, una misura finanziaria inclusa nel PNRR e volta a supportare il processo di “Twin Transition” delle imprese, integrando l'efficienza energetica con la trasformazione digitale per la promozione di processi produttivi più intelligenti e sostenibili. Il piano prevede uno schema che concede alle aziende un beneficio sotto forma di credito d'imposta, basato sulla spesa sostenuta per l’investimento e sulla riduzione energetica ottenuta. Tuttavia, l'impatto che questa iniziativa potrebbe generare sul panorama industriale italiano non è ancora noto. La revisione della letteratura sulla trasformazione del settore manifatturiero abilitata dall’Internet of Things (IoT) ha messo in luce l’emergere di nuovi modelli di business, in cui la servitizzazione digitale, la cooperazione negli ecosistemi e le piattaforme sono elementi di spinta. Nonostante ciò, alcuni autori ritengono necessaria un’analisi più approfondita sull’adozione dell’Industrial IoT, distinguendo tra PMI e grandi imprese, mentre altri sottolineano l’importanza di esaminarne il contributo al raggiungimento degli obiettivi di sostenibilità. Inoltre, la mancanza di un’analisi quantitativa dell’impatto ambientale e di una visione complessiva dell’industria manifatturiera italiana evidenziano l’urgenza di colmare questa lacuna. Pertanto, la seguente tesi presenta un processo di ricerca basato su un sondaggio su oltre 160 aziende manifatturiere italiane, 19 interviste con referenti aziendali e lo sviluppo di un modello quantitativo capace di stimare le riduzioni di emissioni di CO2 raggiungibili a livello nazionale, in base a diversi scenari di adesione al Piano Transizione 5.0. In conclusione, il potenziale profitto e il tempo di recupero dell’investimento in questa iniziativa vengono valutati attraverso un caso studio teorico, fornendo alle aziende un supporto concreto per decisioni strategiche che bilancino gli obiettivi economici e ambientali.The challenges and opportunities brought by the fourth industrial revolution have led to the emergence of Industry 5.0 and Society 5.0, two interconnected paradigms that base their pillars on sustainability, social responsibility and the reintegration of workers at the heart of the production system. This new view recognises the urgent need to cope with global environmental challenges, such as climate change, resource depletion and the transition to a low-carbon economy. In this context, a crucial role is played by initiatives like the European Green Deal, which aims to make Europe the first climate-neutral continent by 2050, and the United Nations 2030 Agenda for the promotion of environmentally, economically and socially sustainable development. In 2024, the Italian government sought to address this need with the introduction of the Transition 5.0 Plan, a financial measure included within the PNRR and designed to support the process of “Twin Transition” of companies, integrating energy efficiency with digital transformation for the promotion of smarter and greener manufacturing processes. The plan introduces a scheme granting a benefit to companies in the form of a tax credit, based on the expenditure incurred for the investment and the energy reduction achieved. However, there is still a lack of clear understanding regarding the potential impact that this plan could have on the Italian industrial landscape. The literature review on the transformation of the manufacturing sector enabled by the Internet of Things (IoT) has highlighted the emergence of new business models, where the concepts of digital servitization, cooperation in ecosystems, and platforms are driving forces. Nevertheless, some authors suggest the need for a deeper analysis of Industrial IoT adoption, differentiating between SMEs and large enterprises, while others stress the importance of examining its contribution to sustainability goals. Moreover, the lack of quantitative analysis of the environmental perspective and a missing comprehensive view of the Italian manufacturing industry, require bridging this gap. Therefore, this dissertation propose a research process based on a survey conducted on more than 160 Italian manufacturing companies, 19 interviews with firms’ representatives, and the development of a quantitative model capable of estimating the achievable reductions in CO2 emissions at the national level, based on different scenarios of participation in the Transition 5.0 Plan. Ultimately, the obtainable economic return and payback time of investing in this initiative are assessed through a theoretical case study, providing companies with concrete support for strategic decisions that balance economic and environmental objectives

Blockchain access protocols in cloud computing: implementation framework and standardization challenges

LAUREA MAGISTRALEIl cloud computing ha rivoluzionato le infrastrutture IT moderne, offrendo risorse scalabili e disponibili su richiesta. Tuttavia, i protocolli di controllo degli accessi tradizionali presentano difficoltà nel garantire la sicurezza dei dati in ambienti altamente dinamici e decentralizzati. La tecnologia blockchain, grazie alle sue caratteristiche di decentralizzazione, trasparenza e immutabilità, si configura come una soluzione promettente per il miglioramento dei meccanismi di controllo degli accessi nei sistemi cloud. Questa tesi esplora le sfide di interoperabilità tra blockchain e cloud computing, con un focus specifico sui processi di autenticazione e autorizzazione. Attraverso un'analisi sistematica della letteratura, vengono esaminati diversi modelli di controllo degli accessi basati su blockchain, mettendone in evidenza i vantaggi, le limitazioni e il potenziale per un'adozione su larga scala. Lo studio introduce un framework comprensivo per l’integrazione della blockchain nei protocolli di accesso al cloud, valutando le metodologie esistenti, gli sforzi di standardizzazione e le loro applicazioni nel mondo reale. Particolare attenzione è dedicata ai Decentralized Identifiers (DIDs), agli Smart Contracts, ai meccanismi di crittografia basati sugli attributi e alle architetture di oracoli, analizzandone l'efficacia nel migliorare la sicurezza e le politiche di accesso ai dati. Inoltre, la ricerca indaga come i diversi protocolli di accesso basati su blockchain si allineino con le varie infrastrutture cloud, proponendo un framework strutturato che supporti gli stakeholder nella scelta dei meccanismi di autenticazione e autorizzazione più adeguati. I risultati evidenziano le principali sfide nella standardizzazione dei protocolli di accesso per l'integrazione tra blockchain e cloud, fornendo una valutazione critica delle soluzioni attualmente disponibili. In ultima analisi, questo studio rappresenta un riferimento per i futuri sviluppi di modelli di accesso ai sistemi cloud che siano sicuri, scalabili e interoperabili.Cloud computing has revolutionized modern IT infrastructure by providing scalable, ondemand resources. However, traditional access control protocols struggle to ensure data security in highly dynamic and decentralized environments. Blockchain technology, with its decentralized, transparent, and immutable characteristics, presents a promising solution for enhancing access control mechanisms in cloud systems. This thesis explores the interoperability challenges between blockchain and cloud computing, focusing on authentication and authorization processes. Through a systematic literature review, various blockchain-based access control models are analyzed, highlighting their advantages, limitations, and potential for large-scale adoption. The study introduces a comprehensive framework for integrating blockchain with cloud access protocols, evaluating existing methodologies, standardization efforts, and real-world applicability. Special attention is given to Decentralized Identifiers (DIDs), Smart Contracts, attribute-based encryption mechanisms, and oracle architectures, assessing their effectiveness in improving security and access control policies. Additionally, the study investigates how different blockchain-based access protocols align with various cloud infrastructures, offering a structured framework to assist cloud stakeholders in selecting the most suitable authentication and authorization mechanisms. The findings highlight the key challenges in standardizing access protocols for blockchain-cloud integration and provide a critical evaluation of current solutions. Ultimately, this research serves as a reference for future advancements in secure, scalable, and interoperable access control models in cloud computing environments

A feasibility study on the integration of a Linear Fresnel system for the coverage of heating and cooling demand in a rural settlement in Cyprus

LAUREA MAGISTRALELa crescente domanda di riscaldamento e raffrescamento nel settore delle costruzioni richiede l'esplorazione di nuove fonti di energia. Le tecnologie dell'energia solare concentrata (CSP) rappresentano un'alternativa promettente alla generazione di energia da combustibili fossili. Tuttavia, persiste un potenziale non sfruttato nell'integrazione di queste tecnologie per il raffrescamento degli edifici. Questa ricerca è stata condotta durante un periodo di visita presso the Cyprus Institute a Nicosia, promosso dal programma di finanziamento Erasmus+ dell'UE. Lo studio esplora la fattibilità dell'integrazione di un sistema a collettore lineare di Fresnel (LFC) in un ipotetico insediamento in legno a Cipro, scelta che affronta anche la discrepanza tra le moderne pratiche edilizie di Cipro e i suoi requisiti climatici e ambientali. La tesi segue un approccio in due fasi: un'analisi di sensibilità dal lato della domanda e un'analisi parametrica dal lato della fornitura energetica. La prima fase si concentra sull'individuazione dei parametri più impattanti nei consumi energetici dell'edificio, fornendo uno strumento di supporto alle scelte progettuali preliminari. La seconda fase ha l'obiettivo di valutare, attraverso una serie di simulazioni parametriche, l'efficacia e la fattibilità economica di molteplici configurazioni insediative nel soddisfare la domanda di energia. I risultati dell'analisi di sensibilità mostrano che, tra quelli analizzati, i parametri di progettazione che più influenzano i carichi energetici annuali negli edifici residenziali sono il tasso di infiltrazione dell'aria e la trasmittanza termica delle pareti. I risultati dell'analisi parametrica del sistema, invece, mostrano che, se adeguatamente dimensionato e integrato, un LFC può fornire una fonte di energia affidabile ed economica per il condizionamento degli ambienti, evidenziando il potenziale delle tecnologie CSP nel contesto mediterraneo e offrendo approfondimenti sulla loro più ampia applicazione in regioni con condizioni climatiche simili. Sfruttando strumenti di simulazione come IES-VE e TRNSYS, lo studio fornisce informazioni fondamentali sulla fattibilità tecnico-economica dell'integrazione CSP-LFC nel mondo delle costruzioni, contribuisce all’attuale discussione sulla progettazione energetica sostenibile ed efficiente e offre un riferimento per i responsabili politici, i ricercatori e gli stakeholder del settore che mirano a ottimizzare l'integrazione delle energie rinnovabili nel clima mediterranei.The increasing demand for heating and cooling in the built environment requires the exploration of new energy sources. Concentrated solar power (CSP) technologies represent a promising alternative to fossil fuel energy generation. However, untapped potential persists in the integration of these technologies for building cooling. This research was conducted as part of a visiting period at the Cyprus Institute in Nicosia, supported by the EU’s Erasmus+ funding scheme. The study explores the feasibility of integrating a linear Fresnel collector (LFC) system into a hypothetical timber-based settlement in Cyprus, choice that also addresses the mismatch between Cyprus' modern building practices and its climatic and environmental requirements. The thesis follows a two-phase approach: a demand-side sensitivity analysis and a supply-side parametric analysis. The first focuses on identifying the most impactful parameters in the building's energy consumption, providing support for preliminary design choices, while the second aims to evaluate, through a series of parametric simulations, the effectiveness and economic feasibility of multiple settlement configurations in meeting energy demand. The results of the building sensitivity analysis show that, among those analysed, the most sensitive design parameters affecting annual energy loads in residential buildings are air infiltration rate and wall thermal transmittance. The findings of the system parametric analysis show that, when properly sized and integrated, a LFC can be a reliable and cost-effective energy source for space conditioning, highlighting the potential of CSP technologies in the Mediterranean context and offering insights into their broader application in regions with similar climatic conditions. By leveraging simulation tools such as IES-VE and TRNSYS, the study provides fundamental insights on the techno-economic feasibility of CSP-LFC integration in the built environment. It contributes to the ongoing discussion on sustainable and efficient energy design and offers a reference for policymakers, researchers, and industry stakeholders aiming to optimise renewable energy integration in the Mediterranean climate

REvivere in quota : cultura, ricerca, tradizione e innovazione per un nuovo territorio resiliente nel Comune di Averara

LAUREA SPECIALISTICA A CICLO UNICOI territori montani custodiscono storie, tradizioni e culture che, con il passare del tempo, rischiano di scomparire, sia a causa dello sviluppo tecnologico che dei rischi ambientali ai quali sono sottoposti. Un tempo strategici per il commercio, molti di questi luoghi hanno perso il loro ruolo centrale, ma conservano intatto il loro fascino e offrono nuove opportunità per il presente. In questi territori, dove l’ambiente natu¬rale si interseca con le dinamiche quotidiane, è possibile riscoprire il valore del paesaggio, comprendere come le generazioni precedenti lo abbiano rispettato e valorizzato, e riflettere sulle sue potenzialità future. Il rischio di stravolgere un territorio dalle profonde radici ancorate alla propria storia e tradizione può portare a scelte e valutazioni incoerenti che generano interventi effimeri nel territorio. Al contrario, un approccio ragionato può far nascere un circolo virtuoso che porta all’esaltazione della storia passata e alle opportunità future, generando così un meccanismo funzionale all’adattamento del borgo alle nuove esigenze. La Valle Brembana, segnata dallo spopolamento dovuto a fattori sociopolitici, rappresenta un perfetto caso studio dove attuare strategie di riqualificazione attraverso interventi mirati che tengono conto delle caratteristiche intrinseche del territorio. Attraverso la conoscenza della cultura locale, l’analisi delle problematiche del territorio e il confronto diretto con chi lo vive, si arriva a de¬finire l’obiettivo della tesi che è la riattivazione del circuito economico e sociale del territorio attraverso strategie che nascono dall’identità stessa di queste terre, integrato con interventi resilienti rispetto alle problematiche ambientali. Le strategie sono state scaturite dalla vocazione artistica del territorio e suggerite dalla volontà di porre freno ai rischi ambientali ai quali è costantemente sottoposto: l’arte e la resilienza saranno le parole alla base del progetto. Il progetto è incentrato sul borgo di Averara, situato nell’Alta Valle Brembana, al confine con la Valtellina. La storia, il fascino del luogo e il legame con la sua comunità hanno ispirato l’idea di riqualificare questo antico comune. Un luogo caratterizzato da rischi ambientali legati al territorio impervio su cui nasce e padrone di tradizioni. L’applicazione delle strategie individuate arriva a concretizzarsi nel rudere Bastianelli, che diventa il fulcro del progetto. Il suo recupero si basa su principi di sostenibilità, rapporto con il contesto e risposta ai bisogni della comunità. Lo spazio Re:Lab nasce con l’intento di coniu¬gare le ambizioni del progettista con le necessità del territorio: uno spazio di aggregazione per la comunità e sviluppo artistico ma anche un spazio sicuro che permetta di vivere la quotidianità a seguito di disagi ambientali. Il recupero del rudere inizia con una fase preliminare di diagnosi dell’edificio esistente e il suo consolidamento strutturale, si è sviluppato quindi, un progetto che trasforma questo spazio in un motore di riqualificazione. La connessione con il contesto è stata valorizzata attraverso una scelta attenta dei materiali, il rispetto della preesistenza nella composizione architettonica e la duplice funzione dell’edificio. Questo approccio ha permesso di approfondire aspetti fondamentali legati alla struttura, al comfort interno e alla sostenibilità. L’aspetto della sostenibilità viene supportato dalla scelta del legno, elemento chiave dell’intervento, che è stato impiegato in modo innovativo in diversi ambiti: non solo per gli elementi strutturali e le finiture, ma anche nei pacchetti tecnologici. Questa scelta ha contribuito a ridurre le emissioni di CO2, come evidenziato dall’analisi LCA. La duplice funzione, invece, viene assecondata da spazi permeabili e adattabili all’esigenza attraverso duplici ingressi, arredi mobili e impianti di backup.Mountain territories hold histories, traditions and cultures that, over the years, are in danger of disappearing, because both of the tecno¬logy development and the enviromental risks to which they are subjected. Once strategic for the trade, most of these places have lost their central role, but they still have their charm and they offer new opportunity for the future. In these territories, where the natural en-viroment intersects with daily life, it’s possible to rediscover the value of the landscape, understand how previous generations respected and enhanced it, and reflect on its future potential. The risk of distorting an area with deep roots anchored to its history and tradition can lead to inconsistent choices and evaluations that generate ephemeral interventions in the territory. On the contrary a more reasoned ap-proach can foster a virtuous cycle that highlights the past and the future opportunites, thus creating a functional mechanism for adapting the village to new needs. The Valle Brembana, affected by the depopulation due to socio-politics factors, represents a perfect case study for implementing riqualifica¬tions strategy through targeted that take into account the intrinsic characteristics of the place. Through the kwowledge of the local culture, the analysis of the analysis of area’s problems and the direct comparison with those who lives in this place, we get to define the thesis aims that is the reactivatio of the area’s economic and social circuit through strategies that are born from the identity of the place, integrated with resilient actions related to enviromental problems. The strategies have been developed from the artistic calling of the territory and are driven by the need to mitigate the environmental risks it constantly faces: art and resilience will be the words behind the project. The project is focused on the Averara village, located in Alta Valle Brembana, on the border within Valtellina. The history, the charm of the pla¬ce and the bond with its community inspired the idea to revitalizing this ancient settlement. A place characterised by environmental risks related to the impervious terrain on which it was born and mastered by traditions. The application of the identified strategies comes to fruition in the rudere Bastianelli, that is the focus of the project. Its refurbishment is based principles of sustainabilty, relationship with enviroment and response to community needs. The Re:Lab space born from the will of coniugat the designer’s vision with the demands of the territory: serving as both a community hub for social interaction and artistic deve¬lopment and a safe space where daily life can continue even after a environmental emergency. The refurbishment starts with a preliminary where the focus is the diagnosis of the building and in its structural consolidation, and then we developed a project that represents a driver for territorial redevelopment. The connection with the surrounding context has been enhanced through careful material selection, respect for the architectural preexistence, and a dual-purpose design. This approach has allowed for a deeper exploration of key aspects such as structural integrity, interior comfort, and sustainability. The sustainability is supported by the use of wood, key element of the project. That material has been used in innovative ways: not only for the structural elements and the finishes but also for the tecnhnological con¬nections. This choice reduce the CO2 emission, as highlighetd from the LCA analyses. The dual-purpose design is supported by permeable and adactable spaces in fuction of the needs and backup system for the redundacy of the electricity

A review of synthetic data generation for fraud detection systems

LAUREA MAGISTRALELe frodi si verificano in diversi settori, dalla sanità alle telecomunicazioni, e la diffusione dell’online banking, delle transazioni "card-not-present" e di altri metodi di pagamento digitali ha favorito la loro proliferazione nel settore finanziario. Nonostante l’enorme quantità di dati generati, ottenere dataset di qualità adatti al rilevamento delle frodi rimane una sfida a causa delle normative sulla privacy (ad esempio, GDPR e procedure antifrode) e della natura sensibile dei dati finanziari. In questo contesto, la generazione di dati sintetici è emersa come una valida soluzione, spesso risultando più adatta dei dati reali per l’addestramento e il testing dei sistemi di rilevamento delle frodi. Grazie alla capacità di affrontare problematiche fondamentali come lo sbilanciamento delle classi e le restrizioni legate alla privacy, i dati sintetici consentono lo sviluppo di modelli di prevenzione delle frodi più efficaci e robusti. Questa tesi offre una revisione approfondita dello stato dell’arte nella generazione di dati sintetici, analizzandone i punti di forza e le limitazioni e esplorando le loro applicazioni per il miglioramento dei sistemi di rilevamento e prevenzione delle frodi.Fraud occurs across various domains, from healthcare to telecommunications, with the rise of online banking, card-not-present transactions and other digital payment methods facilitating its proliferation in the financial sector. Despite the vast amounts of data being generated, obtaining high-quality datasets for fraud detection remains challenging due to privacy regulations (e.g.: GDPR, anti-fraud procedures) and the inherent sensitivity of financial data. Given these constraints, synthetic data generation has emerged as a crucial solution, often proving more suitable than real-world data for training and testing fraud detection systems. By addressing key challenges such as class imbalance and privacy concerns, synthetic data enables the development of more robust and effective fraud prevention models. This thesis provides a comprehensive review of the state of the art in synthetic data generation, analyzing the strengths and limitations of various models and exploring their applications in improving fraud detection and prevention systems

BESS control strategy: compensation of delays and inertial response

LAUREA MAGISTRALEIn accordo con la spinta globale verso la decarbonizzazione, la penetrazione di Fonti di Energia Rinnovabile (FER) è cresciuta significativamente, ponendo sfide alla stabilità del sistema elettrico a causa della riduzione dell’inerzia fornita dalle centrali tradizionali. La crescente diffusione delle Risorse Basate su Inverter (IBR) ha ulteriormente impattato la stabilità della rete, poiché gli inverter convenzionali Grid-Following (GFL) non possiedono le caratteristiche delle macchine sincrone, come la capacità di fornire supporto inerziale. Gli inverter Grid-Forming (GFM) sono emersi come una soluzione efficace, in grado di fornire un migliore controllo della tensione e della frequenza, soprattutto in reti con carenza di capacità inerziale. I Sistemi di Accumulo a Batterie (BESS) svolgono un ruolo cruciale in questa transizione, offrendo una risposta rapida a condizioni di carico variabile e migliorando la stabilità della rete. Tuttavia, l’efficacia gli impianti BESS viene ostacolata dalle latenze di comunicazione e dalla corretta gestione del controllo degli inverter. Questa tesi propone un modello di impianto BESS, progettato per analizzare gli effetti dei ritardi di comunicazione e del supporto inerziale sul controllo dell’impianto. In particolare, il Controllore Centrale di Impianto (CCI), responsabile della gestione centralizzata dell’impianto, è stato testato in due configurazioni (Feedforward con stima del ritardo e Smith Predictor) per valutarne l’impatto sulla stabilità nel controllo di un inverter Grid-Following. Inoltre, analizzando l’effetto del supporto inerziale fornito da una Macchina Sincrona Virtuale (MSV) in risposta ad un evento di variazione di frequenza, è stato valutato l’impatto sulla risposta del sistema in presenza di un inverter Grid-Forming Nel caso di studio con inverter Grid-Following, è stato dimostrato che, poiché lo schema Feedforward non è in grado di determinare la stabilità del sistema ad anello chiuso dell’impianto, lo Smith Predictor si dimostra essere più adatto per il controllo di processi affetti da disturbi o ritardi che causano instabilità. Nel caso di inverter Grid-Forming, entrambe le configurazioni dei controllori hanno fornito come risultato un’errata compensazione della potenza di supporto inerziale fornita dalla MSV. Pertanto, una soluzione atta a mascherare al CCI la potenza inerziale della MSV è stata proposta. Attraverso studi di stabilità e analisi di risposta del sistema nei due casi di inverter in Grid-Following e Grid-Forming, questa ricerca mira a fornire uno strumento per migliorare l’efficacia del controllo centralizzato ad opera del CCI all’interno degli impianti BESS.As the global push for decarbonization accelerates, the integration of Renewable Energy Sources (RES) has grown significantly, posing challenges to power system stability due to the decline of synchronous inertia. The increasing presence of Inverter-Based Resources (IBRs) has further impacted grid dynamics, as conventional Grid-Following (GFL) inverters lack synchronous machine characteristics, such as frequency response. To overcome these limitations, Grid-Forming (GFM) inverters have emerged as a viable solution, providing improved voltage and frequency control, particularly in low-inertia conditions. Battery Energy Storage Systems (BESS) play a crucial role in this transition, offering rapid response capabilities and enhanced grid stability. However, real-world BESS plants face performance challenges due to communication latencies and inverter control complexities. This study presents a BESS plant model, designed to analyze the effects of communication delays and inertial support on plant control. Specifically, the Power Plant Controller (PPC), responsible for centralized plant management, has been tested in two configurations (Feedforward with delay estimation and Smith Predictor) to assess its impact on stability when regulating Grid-Following inverters. Additionally, the influence of Virtual Synchronous Machine (VSM) inertial support on plant response has been evaluated, introducing in the model a new input representing the provision of inertial power in response to a Rate of Change of Frequency (RoCoF). In Grid-Following scenario, it has been demonstrated that, since the feedforward scheme is not able to determine the stability of the closed loop system model of the plant, Smith Predictor could be more suitable for controlling processes with uncertainties causing instability. When controlling Grid-Forming inverter, both controllers’ configurations have demonstrated to wrongly compensate for the inertial support of the VSM, therefore a solution to hide the inertial power has been provided. Through stability studies and system response analysis in both Grid-Following and Grid-Forming inverter cases, this research aims to provide a tool to enhance the effectiveness of centralized control by the PPC within BESS plants