POLITesi - Archivio digitale delle tesi di laurea e di dottorato (Politecnico di Milano)
Not a member yet
68660 research outputs found
Sort by
Analysis of a trigeneration application for LNG plants
No full textLAUREA MAGISTRALEIl seguente lavoro è stato svolto in collaborazione con Eni e Baker Hughes, e analizza l'integrazione di un sistema trigenerativo su impianti di liquefazione del gas naturale con tecnologia a refrigerante misto (MR). Il ciclo frigorifero ad assorbimento è alimentato dal calore di scarto proveniente dalle turbine a gas per produzione di energia elettrica e raffredda l'aria in ingresso delle turbine a gas nei circuiti del MR. L'obiettivo è incrementare la potenza erogata dalle turbine e la produzione di gas naturale liquefatto (GNL) in zone ad alta temperatura, dove il funzionamento dei cicli a gas viene penalizzato dalle calde condizioni ambientali.
Un modello di simulazione per il ciclo ad assorbimento è stato sviluppato in Aspen Plus® e validato tramite diverse fonti di letteratura, con un'analisi di sensitività che ha consentito di approfondire il legame tra le prestazioni del refrigeratore e le sue variabili operative. L’intero sistema di recupero è stato analizzato tramite l’uso di dati reali e simulazioni.
Il modello del ciclo ad assorbimento risulta utile e accurato per una prima analisi di design; lo studio approfondito permette una scelta ottimale dei suoi parametri operativi al fine di ottenere migliori prestazioni. L'implementazione del ciclo ad assorbimento in un impianto GNL permette di aumentare la potenza di ciascuna turbina a gas MR, con un carico elettrico richiesto dal refrigeratore ad assorbimento piccolo e trascurabile, permettendo di ottenere un aumento di produzione di GNL e di profitti economici.
Il lavoro dimostra il potenziale di recupero del calore di scarto dalle turbine a gas negli impianti di GNL e il possibile effetto della trigenerazione su un caso studio reale.This thesis has been performed in collaboration with Eni and Baker Hughes, and focuses on the integration of a trigeneration system in Liquefied Natural Gas (LNG) plants with a Mixed Refrigerant (MR) technology. An absorption refrigeration cycle is powered by waste heat from power generation gas turbines, and it is aimed to cool the intake air of MR gas turbines. The objective is to increase gas turbine power output and LNG production in high-temperature environments where gas turbine performance is strongly affected.
A simulation model for the absorption chiller has been developed and validated in Aspen Plus® , using different sources from literature and a sensitivity analysis has been carried out to study the relation between chiller performance and operative parameters. A thermodynamic analysis of the whole system has been conducted using real operational data and simulations.
The absorption chiller model has been demonstrated useful and accurate for a first design analysis, with a thorough study of the operational variables influencing its performance. The implementation of an absorption cycle into an LNG plant can increase each MR gas turbine power with a small and negligible electrical load required by the absorption chiller. These results can lead to possible higher LNG production rates and increased profits.
These outcomes demonstrate the potential of waste heat recovery applied to LNG plants and the possible effect of trigeneration application on a real case study
Little Red Riding Hood revisited: contemporary adaptations and the evolution of gender, sexuality, and predation in visual media
No full textLAUREA MAGISTRALEQuesta tesi esamina come gli adattamenti contemporanei di Cappuccetto Rosso nel cinema, nella televisione e nei media interattivi reinterpretino i motivi tradizionali attraverso il design della comunicazione, utilizzando un’antropologia della comunicazione e un approccio intermediale per esplorare i temi del genere, della sessualità e della predazione. Nonostante l’ampia ricerca sugli adattamenti delle fiabe, pochi studi hanno combinato queste prospettive per analizzare come gli elementi visivi e narrativi trasformino gli archetipi, plasmino la percezione del pubblico e rivelino il ruolo del design della comunicazione nello strutturare e presentare le reinterpretazioni attraverso i media. Lo scopo di questo studio è considerare i simboli e i motivi chiave di Cappuccetto Rosso ed esaminare come vengono ridisegnati nei vari adattamenti mediatici. Esplora poi come l’intertestualità e la narrazione intermedia rimodellino la narrazione per il pubblico moderno. Infine, attraverso un’ottica femminista, si indaga su come i quadri psicoanalitici informino le rappresentazioni delle dinamiche di potere, del trauma e dell’agency, nonché le rappresentazioni di genere e di predatore-preda.
Utilizzando un’analisi comparativa dei media, questo studio esamina le rielaborazioni femministe (La camera di sangue), gli adattamenti cinematografici e televisivi (Cappuccetto Rosso, Into the Woods, C’era una volta, Raccontami una storia) e le reinterpretazioni interattive (Il sentiero). Queste rielaborazioni contemporanee mettono in discussione le tradizionali dualità di innocenza e predazione, posizionando Cappuccetto Rosso e il Lupo come figure fluide piuttosto che archetipi fissi, ridefinendo al contempo l’agenzia e il coinvolgimento del pubblico nella narrazione.
Questo articolo contribuisce al campo del design della comunicazione dimostrando come le fiabe funzionino come testi culturali in evoluzione. Collegando la semiotica, gli studi sui media e l’antropologia della comunicazione, offre un quadro di riferimento per analizzare i futuri adattamenti delle fiabe e il loro ruolo nella narrazione.This thesis examines how contemporary adaptations of Little Red Riding Hood in film, television, and interactive media reinterpret traditional motifs through communication design, using an anthropology of communication and intermedial approach to explore themes of gender, sexuality, and predation. Despite extensive research on fairy tale adaptations, few studies have combined these perspectives to analyse how visual and narrative elements transform archetypes, shape audience perception, and reveal the role of communication design in structuring and presenting reinterpretations across media.
The purpose of this study is to consider the key symbols and motifs in Little Red Riding Hood, and examine how they are redesigned across various media adaptations. It then explores how intertextuality and intermedia storytelling reshape the narrative for modern audiences. Finally, through a feminist lense, it investigates how psychoanalatic frameworks inform portrayals of power dynamics, trauma, and agency, along with gender and predator-prey representations.
Using a comparative media analysis, this study examines feminist retellings (The Bloody Chamber), cinematic and televisual adaptations (Red Riding Hood, Into the Woods, Once Upon a Time, Tell Me a Story), and interactive reinterpretations (The Path). These contemporary reworkings challenge traditional dualities of innocence and predation by positioning Red and the Wolf as fluid figures rather than fixed archetypes, while redefining agency and audience engagement in storytelling.
This paper contributes to the field of communication design by demonstrating how fairy tales function as evolving cultural texts. By bridging semiotics, media studies, and anthropology of communication, it offers a framework for analysing future fairy tale adaptations and their role in storytelling
Interaction design for second-hand book circular reading from service experience perspective in China
No full textLAUREA MAGISTRALEQuesta tesi esplora il fenomeno del circular reading di libri usati in Cina dal punto di vista del service e interaction design. Con la crescente consapevolezza della tutela ambientale a livello globale, l'economia dell'usato ha mostrato un significativo potenziale di crescita nel mercato cinese, soprattutto nel settore dei libri di seconda mano. Attraverso una revisione della letteratura, l'analisi di casi e la ricerca sugli utenti, questo studio approfondisce le esigenze degli utenti, i fattori che influenzano gli acquisti e il modo in cui il l'interaction design dell'interazione può migliorare l'interazione sociale e la fiducia degli utenti. Lo studio propone Loopy, un sistema di servizi che integra comunità online e dispositivi interattivi offline, con l'obiettivo di promuovere l'interazione degli utenti e la creazione di fiducia attraverso meccanismi di gamification e sistemi di valutazione. Attraverso la progettazione del prototipo e il relativo test degli utenti, sono state convalidate le prestazioni del progetto in termini di usabilità ed efficacia. I risultati indicano che Loopy può effettivamente migliorare la fiducia e l'impegno degli utenti all'interno della comunità virtuale dei libri di seconda mano.This thesis explores the phenomenon of second-hand book circular reading in China from the service and interaction design perspective. With the increasing global environmental protection awareness, the second-hand economy has shown significant growth potential in the Chinese market, especially in the second-hand book sector. Through a literature review, case analysis, and user research, this study delves into user needs, transaction influencing factors, and how interaction design can enhance users' social interaction and trust. The study proposes Loopy, a service system that integrates online communities with offline interactive devices, aiming to foster user interaction and trust building through gamification mechanisms and trust rating systems. Through prototype design and user testing, the design's performance in terms of usability and effectiveness was validated. The results indicate that Loopy could effectively enhance users' trust and engagement within the second-hand book virtual community
Modelling green hydrogen development in Egypt: a techno-economic and energy system analysis
No full textLAUREA MAGISTRALEL'idrogeno verde è emerso come un elemento fondamentale nella transizione energetica globale, offrendo un'alternativa sostenibile ai combustibili fossili per il raggiungimento degli obiettivi di azzeramento delle emissioni di carbonio. L'Egitto si sta posizionando come un importante produttore di idrogeno verde, sfruttando l'abbondanza di risorse solari ed eoliche, una posizione geografica strategica e politiche di supporto. Con oltre 64 miliardi di dollari di investimenti pianificati e 32 accordi internazionali, il paese punta a produrre 1,5 milioni di tonnellate di idrogeno all'anno entro il 2030.
Questo tesi analizza il ruolo dell'idrogeno nel settore energetico egiziano attraverso un'analisi di scenario utilizzando il modello di ottimizzazione del sistema energetico Hypatia (ESOM). La ricerca integra diversi percorsi di produzione dell'idrogeno—grigio, verde, blu e rosa—valutandone la convenienza economica, la sostenibilità e le esigenze infrastrutturali. Lo studio estende il modello Hypatia sviluppando un quadro multi-regionale per ottimizzare la selezione dei siti in base alla disponibilità delle risorse rinnovabili. Esamina due scenari di domanda—uno scenario di domanda moderata di idrogeno e uno scenario di domanda ambiziosa—per valutare l'impatto economico e ambientale dell'idrogeno all'interno di un quadro di ottimizzazione multi-obiettivo (minimizzazione dei costi e delle emissioni di CO2).
Nello scenario di domanda moderata di idrogeno, i risultati suggeriscono che le turbine a gas a ciclo combinato, l’energia eolica, il fotovoltaico e le centrali a biomasse siano le tecnologie più economicamente ottimali per il futuro mix di generazione elettrica dell’Egitto. Sebbene il solare e l’eolico svolgano un ruolo cruciale nel raggiungimento dell’obiettivo REN42 dell’Egitto, la loro integrazione comporta un aumento dell’8,11% dei costi totali del sistema rispetto a uno scenario di business-as-usual (BAU). Tuttavia, il raggiungimento dell'obiettivo di produzione di idrogeno dell'Egitto in questo scenario richiederebbe un aumento del 30,05% dei costi del sistema per garantire una quota di idrogeno pulito del 75,76% entro l'orizzonte del modello.
Nello scenario di domanda elevata di idrogeno, i risultati indicano una forte dipendenza dall'energia nucleare per soddisfare la crescente domanda di idrogeno, con l'idrogeno rosa che contribuisce per oltre il 41% alla fornitura totale di idrogeno. Questo evidenzia la necessità di una maggiore diversificazione delle fonti energetiche per bilanciare la fattibilità economica con gli obiettivi di sostenibilità.
Sfruttando tecniche di modellazione basate sui dati, questa ricerca fornisce approfondimenti basati su evidenze per guidare le decisioni politiche e di investimento. I risultati contribuiscono alla Vision 2030 dell’Egitto, supportando l’espansione delle energie rinnovabili, la crescita economica e gli obiettivi climatici globali, rafforzando infine la posizione del paese come hub di riferimento per la produzione di idrogeno e lo sviluppo dell’energia pulita.Green hydrogen has emerged as a pivotal element in the global energy transition, offering a sustainable alternative to fossil fuels in achieving net-zero carbon goals. Egypt is positioning itself as a major green hydrogen producer, leveraging abundant solar and wind resources, a strategic geographic location, and supportive policies. With over USD 64 billion in planned investments and 32 international agreements, the country aims to produce 1.5 million tons of hydrogen annually by 2030.
This thesis explores hydrogen’s role in Egypt’s power sector through scenario analysis using the Hypatia energy system optimization model (ESOM). The research integrates various hydrogen production pathways—grey, green, blue, and pink—while assessing cost-effectiveness, sustainability, and infrastructure needs. The study extends the Egypt reference energy system by developing a multi-regional framework to optimize site selection based on renewable resource availability. It evaluates two demand scenarios—a moderate hydrogen demand scenario and an ambitious hydrogen demand scenario—to assess hydrogen’s economic and environmental impact within a multi-objective optimization framework (minimizing costs and CO2 emissions).
Under the moderate hydrogen demand scenario, the findings suggest that combined-cycle gas turbines, wind, photovoltaic solar, and bio waste power plants are the most cost-optimal technologies for Egypt’s future power generation mix. While solar and wind play a crucial role in meeting Egypt’s REN42 target, their integration results in an 8.11% increase in total system costs compared to a business-as-usual (BAU) scenario. However, achieving Egypt’s hydrogen production target under this scenario would require a 30.05% increase in system costs to secure a 75.76% clean hydrogen share within the model horizon.
In the high hydrogen demand scenario, the results indicate a significant reliance on nuclear power to meet the growing hydrogen demand, with pink hydrogen contributing over 41% of the total hydrogen supply. This highlights the need for further diversification of energy sources to balance economic feasibility with sustainability goals.
By leveraging data-driven modelling techniques, this research provides evidence-based insights to guide policy and investment decisions. The findings contribute to Egypt’s Vision 2030, supporting renewable energy expansion, economic growth, and global climate goals, ultimately reinforcing the country’s position as a leading hub for hydrogen production and clean energy development
Multi-state models with intermittent observation scheme in the aging research field
Full text linkLAUREA MAGISTRALEI modelli multi-stato sono strumenti potenti per l'analisi dei processi di storia della vita, ampiamente utilizzati nella ricerca medica ed epidemiologica per catturare la progressione delle malattie e le transizioni biologiche nel tempo. Tuttavia, quando applicati ai dati panel, dove le osservazioni avvengono a intervalli discreti, l'incertezza nei tempi di transizione complica l'inferenza. Questo aspetto è particolarmente rilevante negli studi sulle malattie croniche, come la demenza, dove le valutazioni sono limitate a visite programmate anziché a monitoraggi continui.
Questa tesi analizza le limitazioni degli approcci esistenti nei modelli multi-stato in presenza di incertezze nei tempi di transizione, proponendo una strategia innovativa per affrontare tali difficoltà. Iniziamo valutando i modelli semi-parametrici e parametrici tradizionali, che assumono transizioni esatte, evidenziandone l'applicabilità e i limiti nell'analisi di dati panel. Successivamente, esploriamo modelli tempo-omogenei e tempo-inomogenei, che considerano esplicitamente la censura intervallare, analizzando le loro proprietà teoriche e l'implementazione computazionale.
Un contributo significativo di questo lavoro è lo sviluppo di Multiple Imputation for Panel Data (MIPD), progettato per un modello illness-death in cui la demenza rappresenta lo intermedio. MIPD sfrutta l'imputazione multipla per inferire l’esatto momento di insorgenza della demenza nei pazienti diagnosticati e stimare lo stato della malattia nei casi in cui la progressione non sia osservata. In questo modo, elimina la necessità di modellare esplicitamente l’incertezza, colmando il divario tra i metodi tradizionali a transizioni esatte e quelli per dati censurati per intervallo, mantenendo la trattabilità della funzione di verosimiglianza.
Per valutare le performance e l’affidabilità, conduciamo uno studio di simulazione approfondito, esaminando l'accuratezza delle stime in contesti con schemi di osservazione variabili e processi generativi dei dati differenti. I risultati mostrano che MIPD supera i metodi tradizionali in scenari con programmi di osservazione irregolari e intervalli ampi. Tuttavia, emerge che non esiste una strategia universale ottimale, poiché l’impatto dell’incertezza nei tempi di transizione dipende dalla struttura dei dati e dal disegno dello studio. Pertanto, offriamo raccomandazioni pratiche per i ricercatori che utilizzano modelli multi-stato applicati ai dati panel, guidandoli nella scelta dell’approccio più adatto in base ai dati disponibili e agli obiettivi del modello.Multi-state models are powerful tools for analyzing life history processes, widely used in medical and epidemiological research to capture disease progression and biological transitions over time. However, when applied to panel data, where observations occur at discrete time points, uncertainty in transition timing complicates inference. This issue is particularly relevant in chronic disease studies, such as dementia research, where assessments occur at scheduled visits rather than continuously.
This thesis examines the limitations of existing multi-state modeling approaches under such uncertainty and proposes a novel strategy to address them. We first evaluate traditional semi-parametric and parametric multi-state models that assume exact transition times, highlighting their applicability and constraints when applied to panel data. We then explore time-homogeneous and time-inhomogeneous models, which explicitly account for interval censoring, analyzing their theoretical properties and computational implementation.
A key contribution of this work is the development of Multiple Imputation for Panel Data (MIPD), designed for an illness-death model where dementia represents the intermediate disease state. MIPD leverages multiple imputation to infer the exact onset of dementia in patients diagnosed with the disease and to estimate disease status in cases where progression remains unobserved. By doing so, it eliminates the need to explicitly model uncertainty, bridging the gap between traditional exact-transition methods and interval-censored approaches, while preserving the tractability of the likelihood function.
To assess performance and reliability, we conduct an extensive simulation study, evaluating estimation accuracy under varying observational schemes and data-generating processes. Results show that MIPD outperforms traditional methods in settings with irregular observation schedules and wide intervals. However, findings also reveal that no single strategy is universally optimal—the implications of ignoring transition-time uncertainty depend on the data structure and study design. Therefore, we provide practical recommendations for researchers applying multi-state models to panel data, offering guidance on selecting the most appropriate approach based on the available data and modeling objectives
Designing for care : towards a new paradigm for technology in the context of technology-enabled intimate partner violence
No full textLAUREA MAGISTRALEL’elaborato esplora il duplice ruolo della tecnologia rispetto al fenomeno dell’intimate partner violence (IPV), esaminando come essa possa al tempo stesso essere veicolo di perpetrazione dell’abuso, quanto supportare il processo di emancipazione delle survivors. Attraverso un’ampia revisione della letteratura e un’etnografia digitale, la ricerca investiga come le sopravvissute si confrontino con l’abuso facilitato dalle tecnologie attraverso tre diverse fasi: physical control, escape e life apart. Pone l’attenzione sia sull’uso pervasivo da parte dei soggetti abusanti dei dispositivi tradizionali, dei servizi cloud e dei sistemi IoT per ampliare le proprie modalità di controllo; che sulle strategie di tutela messe in atto dalle survivors, come ad esempio la registrazione di prove, la ricerca di canali di supporto e il garantirsi sicurezza digitale. Lo studio identifica le principali sfide che le survivors affrontano; tra esse emergono la sofferenza emotiva, l’isolamento sociale, le restrizioni finanziarie, e le barriere sistemiche che queste si trovano a fronteggiare nel momento in cui ricercano aiuto. La tesi analizza con approccio critico gli attuali strumenti, i sistemi di supporto e le pratiche della comunità HCI (Human-Computer Interaction), che troppo spesso sottopongono le survivors ad un carico di responsabilità eccessivo e falliscono nell’integrare all’interno dei processi di design riflessioni adeguate rispetto alla sicurezza degli utenti.
Attraverso un approccio trasformativo, la presente tesi sostiene la necessità di introdurre principi di design che abbiano le proprie radici nei concetti di fiducia, cura e sintonia, e che enfatizzino la trasparenza, l’agency dell’user e misure di sicurezza proattive. Presenta il design speculativo e le attività di co-design come metodologie efficaci per progettare e creare tecnologie che abbiano la sicurezza e l’empowerment delle survivors come loro priorità. Ponendo in collaborazione queste pratiche, la tesi mira a spostare il discorso da soluzioni reattive ad approcci proattivi centrati sulla cura. I contributi presenti nell’elaborato includono mappature tematiche, una call to action per affrontare l'IPV facilitata dalla tecnologia come problema sistemico e spunti attuabili per designer e sviluppatori per creare ambienti digitali più sicuri ed empatici. In definitiva, questo lavoro cerca di ispirare la comunità HCI a dare priorità ai concetti di sicurezza, fiducia e autonomia, assicurandosi che la tecnologia funga da strumento di prevenzione e supporto piuttosto che da facilitatore di violenza.The study explores the dual role of technology in intimate partner violence (IPV), examining how it can both perpetuate abuse and empower survivors. Through an extensive literature review and digital ethnography, the research investigates how survivors navigate technology-facilitated abuse across three phases: physical control, escape, and life apart. It highlights the pervasive use of traditional devices, cloud services, and IoT systems by abusers to exert control, while also analysing survivors’ strategies for resistance, such as recording evidence, seeking support, and securing digital safety. The study identifies key challenges, including emotional harm, social isolation, financial constraints, and the systemic barriers survivors face in seeking help. It critiques current support services and HCI (Human-Computer Interaction) practices for placing undue burden on survivors and failing to integrate safety considerations into design processes.
Proposing a transformative approach, the thesis advocates for design principles centred on trust, care, and attunement, emphasizing transparency, user agency, and proactive safety measures. It introduces speculative design and co-design workshops as methodologies to envision and create technologies that prioritize survivors’ safety and empowerment. By merging these practices, the thesis aims to shift the discourse from reactive solutions to proactive, care-centred approaches. Contributions include visual theme mappings for practitioners, a call to action to address technology-facilitated IPV as a systemic issue, and actionable insights for designers and developers to create safer, more empathetic digital environments. Ultimately, this work seeks to inspire the HCI community to prioritize safety, trust, and agency in their designs, ensuring that technology serves as a tool for prevention and support rather than a facilitator of harm
Costing framework and 5D BIM approach : a protocol proposal for a proactive and continous client engagement
No full textLAUREA MAGISTRALEQuesto elaborato di tesi esplora l'ampia disciplina della stima dei costi di costruzione, concentrandosi su come si sia evoluta con il Building Information Modeling (BIM) e su come si stia aprendo a nuove prospettive, come l'integrazione con le metodologie di Intelligenza Artificiale (AI).
Lo studio si sviluppa attorno a tre temi principali. In primo luogo, viene fornita una panoramica completa delle metodologie tradizionali di stima dei costi, dettagliando i concetti fondamentali, i criteri e le procedure. Particolare attenzione è dedicata al contesto edilizio italiano e alle sue caratteristiche, analizzando le linee guida normative, in particolare in relazione al Nuovo Codice dei Contratti Pubblici D. Lgs. 36/2023 e il suo correttivo.
In secondo luogo, questa ricerca esamina il potere trasformativo del BIM nella pianificazione dei costi, evidenziando i risultati raggiunti, previsti e le criticità. A partire da come l'approccio 5D BIM (quinta dimensione del BIM) possa risolvere le problematiche relative all’attività tradizionale di stima e facilitarle, i risultati chiave della ricerca hanno evidenziato l'importanza di una leadership forte e della partecipazione proattiva del cliente nel migliorare l'efficienza e l'accuratezza dei costi nei progetti guidati dal BIM.
Il risultato di questa prima sezione della ricerca è stata la proposta di un quadro strutturato sui costi del progetto. Il protocollo proposto è pensato per il committente come strumento per definire aspettative riguardo ai dati e alle richieste di informazioni 5D BIM e come questi possano variare a seconda del Project Delivery Method (PDMs), del tipo di contratto e del profilo del committente.
Il terzo tema chiave è l'esplorazione del ruolo dell'IA nel migliorare le capacità predittive della stima dei costi basata sulla metodologia BIM, esplorandone le potenziali applicazioni e le prospettive future. La ricerca valuta come l'IA, in particolare i modelli di deep learning, possa migliorare l'accuratezza predittiva e ottimizzare il processo decisionale nei progetti di costruzione, riducendo così i rischi e migliorando i risultati complessivi del progetto.
Per condurre parte della ricerca, si è deciso di utilizzare l'Ucraina come contesto di riferimento aggiuntivo oltre a quello italiano. Il settore delle costruzioni ucraino è attualmente focalizzato su una ricostruzione urgente e massiccia del patrimonio immobiliare a causa del contesto bellico che devasta la nazione da febbraio 2022.
Lo studio segue un approccio di content analysis, una metodologia di ricerca qualitativa basata su dati estrapolati da: pubblicazioni, documenti contrattuali, libri e articoli accademici e tesi di dottorato, per cogliere la natura sfaccettata della disciplina di stima dei costi.This dissertation explores the wide landscape of construction cost estimation, focusing on how this discipline has evolved with Building Information Modeling (BIM), and how it is opening up to new perspectives, such as integrating with Artificial Intelligence (AI) methodologies.
The study develops around three core themes. First, it establishes a comprehensive overview of traditional cost estimation methodologies, detailing fundamental concepts, criteria, and procedures. Particular attention is given to the Italian construction context and its characteristics, analyzing deeply the regulatory guidelines, especially in relation to the New Public Procurement Code D. Lgs. 36/2023 and its amendments.
Second, this research study investigates the transformative power of BIM in cost planning, highlighting achieved, projected, and critical outcomes. Starting from how the 5D BIM (fifth dimension of BIM) approach can resolve traditional cost concerns and facilitate costing activities, key findings highlighted the importance of strong leadership and proactive client participation in improving cost efficiency and accuracy within BIM-driven projects.
The result of this first section of the research was the proposal for a structured costing framework. The proposed protocol is designed for clients as a tool to define expectations regarding 5D BIM data and information requests, and how these can change according to the Project Delivery Method (PDMs), contract type, and client profile.
Third key focus is the exploration of AI's role in enhancing the predictive capabilities of BIM-based cost estimation, exploring potential applications and future prospects of AI-driven construction cost estimation. The research assesses how AI, particularly deep learning models, can enhance predictive accuracy and optimize decision-making in construction projects, thereby mitigating risks and improving overall project outcomes.
To conduct part of the research, it was decided to use Ukraine as an additional reference context aside from the Italian one. This is a construction sector currently
7
focused on urgent and massive reconstruction of the real estate assets due to the wartime situation that has been ravaging the nation since February 2022.
The study methodology follows a content analysis approach, a qualitative methodology based on data extracted from a range of sources, including publications, contractual documents, academic books and papers, and PhD dissertations, to understand the multifaceted aspects of cost estimation discipline
Solution algorithms for the electric bus charge scheduling problem
Full text linkLAUREA MAGISTRALEConsiderando gli effetti irreversibili del cambiamento climatico, è assolutamente necessario un passaggio alla sostenibilità. Il settore dei trasporti è uno dei più rilevanti per quanto riguarda il cambiamento climatico e l'inquinamento. Per questo motivo, in molti Paesi il trasporto pubblico si sta orientando verso l'utilizzo di veicoli elettrici al posto di quelli convenzionali. In questo scenario, è di grande importanza avere una programmazione ottimizzata per la ricarica di una flotta di autobus elettrici, non solo per garantire il corretto svolgimento delle loro attività, ma anche per ridurre i costi operativi.
In questo lavoro, proponiamo una formulazione MILP migliorata per la programmazione della ricarica di una flotta di autobus elettrici con tecnologie Vehicle-to-Grid (V2G). Il nostro modello tiene conto dei costi relativi al piano energetico Time-of-Use, del costo della potenza massima richiesta alla rete e del costo di degrado della batteria.
Inoltre, sviluppiamo un'euristica costruttiva per generare una soluzione iniziale fattibile, che utilizziamo in un'euristica di diramazione locale. Un insieme di istanze basate sulle condizioni operative realistiche di Milano viene utilizzato. Infine, conduciamo esperimenti approfonditi per validare il modello e confrontiamo i risultati della nostra euristica proposta con quelli generati da un risolutore commerciale e un'altra euristica alternativa. In particolare, il nostro algoritmo è in grado di trovare una soluzione fattibile per tutte le istanze, comprese quelle con una flotta di dimensione fino a 100, ottenendo un gap medio del 2,85%. Al contrario, il risolutore standard è in grado di ottenere una soluzione fattibile solo per istanze con una dimensione massima della flotta pari a 20.Considering the irreversible effects of climate change, a shift towards sustainability is absolutely necessary. The transportation sector is one of the most important sectors affecting climate change and pollution. Therefore, public transport in many countries is shifting towards using electric vehicles instead of conventional ones. In this scenario, it is of great importance to have an optimized schedule for charging a fleet of electric buses not only to ensure proper execution of their tasks but also to reduce operational costs.
In this work, we propose an improved MILP formulation for charge scheduling of a fleet of electric buses with Vehicle-to-Grid (V2G) technologies. Our model takes into account the costs related to the Time-of-Use energy plan, the cost for maximum power requested from the grid and battery degradation cost. Furthermore, we develop a constructive heuristic to generate an initial feasible solution, which we use in a local branching heuristic. A set of instances based on the realistic operational conditions in Milan is used. Finally, we run extensive experiments to validate the model and compare the results of our proposed heuristic with the results generated by a commercial solver and another alternative heuristic. Notably, our algorithm is able to find a feasible solution for all instances, including those with a fleet size of up to 100, achieving an average gap of 2.85%. In contrast, the standard solver is only able to obtain a feasible solution for instances with a maximum fleet size of 20
Selecting last-mile delivery solutions in B2C e-commerce: a decision-making model with cost and emission insights
No full textLAUREA MAGISTRALEIl settore dell’e-commerce B2C sta vivendo una crescita continua anno dopo anno,
portando a un aumento delle sfide logistiche, soprattutto nella fase finale della
consegna. La fase di last-mile delivery risulta critica a causa della frammentazione
delle spedizioni, della dispersione geografica delle destinazioni e dell’elevate
aspettative dei consumatori in termini di velocità e flessibilità. La crescente
complessità di queste operazioni sta incentivando le aziende a investire sempre più in
soluzioni innovative e sostenibili per migliorarne l’efficienza e ridurne l’impatto
ambientale.
Questa ricerca si propone di sviluppare un modello decisionale che aiuti gli operatori
del settore a identificare la soluzione di last-mile delivery più adatta in base al contesto
applicativo specifico. A tal fine, lo studio ha individuato le variabili chiave che
influenzano la scelta, come la prossimità della merce al punto di consegna, il livello di
servizio richiesto, le caratteristiche dell’area servita e le specifiche del pacco. Questi
fattori sono stati integrati in un albero decisionale, concepito per orientare la selezione
delle alternative disponibili. Successivamente, è stata condotta un'analisi comparativa
per valutare le diverse soluzioni dal punto di vista economico ed ambientale,
determinando l’opzione ottimale in termini di costo ed emissioni per pacco. Tra le
opzioni più promettenti, le cargo bike si sono rivelate altamente efficienti nei contesti
urbani, mentre i droni hanno mostrato vantaggi significativi in aree extra-urbane,
riducendo tempi di consegna e impatto ambientale. Infine, i parcel locker hanno
dimostrato un buon equilibrio tra sostenibilità ed efficienza operativa.
I risultati confermano che non esiste una soluzione universale, ma piuttosto un insieme
di alternative da selezionare in base al contesto specifico. L’integrazione di tecnologie
innovative e strategie di consegna sostenibili è essenziale per migliorare la
competitività delle aziende e affrontare le sfide dell’e-commerce. Questo studio
fornisce un framework metodologico utile per valutare le soluzioni disponibili ed
integrare considerazioni economiche e ambientali nel processo decisionale, favorendo
un’adozione più consapevole e sostenibile delle nuove tecnologie nel settore delle
consegne.The B2C e-commerce sector is experiencing continuous growth year after year, leading
to an increase in logistical challenges, especially in the final stage of delivery. The last
mile delivery phase is particularly critical due to the fragmentation of deliveries, the
geographical dispersion of destinations, and the high consumer expectations in terms
of speed and flexibility. The growing complexity of these operations is encouraging
companies to invest more and more in innovative and sustainable solutions to improve
efficiency and reduce the environmental impact of deliveries.
This research aims to develop a decision-making model to help industry operators
identify the most suitable last-mile delivery solution based on the specific application
context. To this end, the study has identified key variables influencing the choice, such
as the proximity of the goods to the delivery point, the required service level, the
characteristics of the served area, and the specifications of the parcel. These factors
have been integrated into a decision tree designed to guide the selection of available
alternatives. Subsequently, a comparative analysis was conducted to evaluate the
different solutions from an economic and environmental perspective, determining the
optimal option in terms of cost and emissions per parcel. Among the most promising
options, cargo bikes have proven to be highly efficient in urban contexts, while drones
have shown significant advantages in extra-urban areas, significantly reducing both
delivery times and environmental impact. Finally, parcel lockers have demonstrated a
good balance between sustainability and operational efficiency.
The results confirm that there is no universal solution but rather a set of alternatives
that should be selected based on the specific context. The integration of innovative
technologies and sustainable delivery strategies is essential to improve companies'
competitiveness and address the challenges of e-commerce. This study provides a
methodological framework useful for evaluating the available solutions and
integrating economic and environmental considerations into the decision-making
process, promoting a more conscious and sustainable adoption of new technologies in
the last-mile delivery sector
Towards a digital twin for optimal control strategies in wind farms
Full text linkLAUREA MAGISTRALEQuesto lavoro presenta una ricerca in corso che ha l'obiettivo principale di sviluppare un modello di Gemello Digitale (GD) per una strategia di controllo ottimale di un parco eolico. Poiché il Wake Steering ha mostrato risultati molto promettenti per layout "congelati", lo scopo di questo studio è fornire ai progettisti uno strumento compatto e affidabile, capace di prevedere la strategia di controllo dello yaw di ciascuna turbina in un parco eolico con una determinata storia del vento.
Per scegliere lo strumento di simulazione più adatto, il primo passo è stata un'esaustiva validazione numerica della campagna in galleria del vento del progetto europeo CL-Windcon, condotta dal Politecnico di Milano. Gli strumenti utilizzati per la validazione sono stati FLORIS, FAST.Farm e FLORIDyn; l’ultimo è stato scelto come base per il nuovo GD, grazie al suo basso costo computazionale e alla capacità di gestire simulazioni dinamiche per descrivere il comportamento della scia.
La metodologia del nuovo strumento, denominato FLOWARESC, si basa sulla costruzione di un database dinamico per la tecnica di Wake Steering, permettendo l'implementazione di un algoritmo elementare per ricavare la combinazione ottimale del disallineamento di yaw delle turbine che massimizza l’output di potenza del parco.
Sebbene non sia completamente ottimizzata, la strategia di FLOWARESC migliora sia la tecnica "greedy" (in cui ogni turbina utilizza un controllo individuale dello yaw per avere zero disallineamento per ogni direzione del vento) sia una look-up table da FLORIS, usata nel progetto europeo.
Le ricerche future punteranno a risolvere l'inefficienza dell'algoritmo per grandi cluster, superando la complessità esponenziale con alternative come gli algoritmi genetici o modelli surrogati tramite tecniche di Deep Learning Technique, e a implementare un'interfaccia tra FLORIS e FLOWARESC per ottenere una pre-inizializzazione al fine di ottimizzare il layout e poi avviare il ciclo dello strumento qui presentato.This work shows an ongoing activity with the main goal of developing a Digital Twin (DT) model to be applied to a wind farm optimal control strategy. Since Wake Steering has shown very promising results for ‘freeze’ layouts, the aim of this study is to give wind farm designers a compact and reliable tool able to predict the control strategy for the yaw of each turbine in a wind farm with a given wind history.
In order to choose the proper simulation tool, the first step has been doing an exhaustive numerical validation of the wind tunnel campaign for the EU Project performed by Politecnico di Milano, CL-Windcon. The tools used for the validation have been FLORIS, FAST.Farm and FLORIDyn; the last one has been chosen as a foundation for the new DT, thanks to its low computational cost and ability to handle dynamic simulations to describe the behavior of the wake.
The methodology for this new tool, called FLOWARESC, leads to the construction of a dynamic database for the Wake Steering technique, allowing the implementation of a very basic algorithm to extract the optimal combination of yaw misalignment of all the turbines that maximizes the power output of the farm.
Even if the algorithm is not fully optimized, the control technique from FLOWARESC improves the greedy technique (each turbine uses an individual yaw control to have zero yaw misalignment for each wind direction), but also a static look-up table from FLORIS, used in the EU Project.
Future research will aim to solve the inefficient algorithm for big clusters, overcoming the exponential complexity by introducing alternatives such as genetic algorithms or surrogate models with Deep Reinforcement Learning techniques, and to implement an interface between FLORIS and FLOWARESC to achieve a pre-initialization in order to obtain the optimal layout and then start the loop of the new tool presented in this work