A Performance Measurement System to Manage CEN Operations, Evolution and Innovation

Part 16: Performance Measurement Systems

System Thinking to Understand Networked Innovation

Part 9: Innovation Networks

Collaborative Networked Organizations as System of Systems: A Model-Based Engineering Approach

Part 6: Engineering and Implementation of Collaborative Networks

Challenges and Opportunities in Transforming Laser System Industry to Deliver Integrated Product and Service Offers

Part 4: Transition Towards Product-Service Systems

Optimization of the power electronics system associated with ocean wave electric generators

The present thesis is focused on wave energy, which is a particular kind of ocean energy, and is based on the activity carried out during the EU project SEA TITAN. The main scope of this work is the design of a power electronic section for an innovative wave energy extraction system based on a switched-reluctance machine. In the first chapter, the general features of marine wave energy harvesting are treated. The concept of Wave Energy Converter (WEC) is introduced as well as the mathematical description of the waves, their characterization and measurement, the WEC classification, the operating principles and the standardization framework. Also, detailed considerations on the environmental impact are presented. The SEA TITAN project is briefly described. The second chapter is dedicated to the technical issues of the SEA TITAN project, such as the operating principle, the performance optimization carried out in the project, the main innovations as well as interesting demonstrations on the behavior of the generator and its control. In the third chapter, the power electronics converters of SEA TITAN are described, and the design choices, procedures and calculations are shown, with a further insight into the application given by analyzing the MATLAB Simulink model of the system and its control scheme. Experimental tests are reported in the fourth chapter, with graphs and illustrations of the power electronic apparatus interfaced with the real machine. Finally, the conclusion in the fifth chapter offers a global overview of the project and opens further development pathways.

i sistemi di gestione dell’energia e la previsione dei consumi in ambito industriale ai sensi della norma uni cei en iso 50001

La Tesi nasce a seguito della richiesta da parte di un’Azienda Socia del Consorzio Esperienza Energia di un servizio di supporto per l’ottimizzazione del proprio Sistema di Gestione dell’Energia (SGE/EnMS) ed in particolare per l’implementazione di metodologie di budgeting più efficienti rispetto a quelle attualmente utilizzate. Questo lavoro di Tesi si è sviluppato in due parti: Nella prima parte viene descritto, a livello generale, che cosa si intende per Sistema di Gestione dell’Energia o Energy Management System e quali sono i vantaggi nell’implementazione di tale sistema in una realtà industriale. Successivamente, viene presentata la norma “UNI CEI EN ISO 50001: Sistemi di Gestione dell’Energia – Requisiti e linee guida per l’uso” attraverso una breve introduzione su quelli che sono i requisiti e gli obiettivi descritti nella norma. Nella seconda parte viene descritta l’implementazione pratica di un SGE presso un’Azienda Socia di CEE, partendo dalla raccolta sia dei dati di consumo a livello globale (LIVELLO A) che a livello di Edificio (LIVELLO B), sia dall'individuazione dei principali Energy Drivers (parametri) che veicolano i consumi. Attraverso questi dati è stato creato un Modello di calcolo per la definizione dei consumi di Riferimento (Energy Baseline); tale Baseline traccia i dati di prestazione energetica da cui si parte per andare a costruire per l’azienda i principali Indicatori Energetici (EnPI, Energy Performance Indicators). Il modello energetico così costruito è stato quindi tarato sui consumi energetici misurati al fine di fornire all'Azienda un algoritmo di stima dei propri consumi energetici futuri, sia mensili che annuali. Il processo di taratura ha dimostrato come il modello energetico dell’azienda che è stato costruito in questa Tesi sia da ritenersi uno strumento affidabile per la previsione dei consumi energetici futuri ipotizzando un certo livello di produzione industriale nel corso dell’anno oggetto di simulazione.

Distributed optimization and games over networks: a system theoretical perspective

Several decision and control tasks involve networks of cyber-physical systems that need to be coordinated and controlled according to a fully-distributed paradigm involving only local communications without any central unit. This thesis focuses on distributed optimization and games over networks from a system theoretical perspective. In the addressed frameworks, we consider agents communicating only with neighbors and running distributed algorithms with optimization-oriented goals. The distinctive feature of this thesis is to interpret these algorithms as dynamical systems and, thus, to resort to powerful system theoretical tools for both their analysis and design. We first address the so-called consensus optimization setup. In this context, we provide an original system theoretical analysis of the well-known Gradient Tracking algorithm in the general case of nonconvex objective functions. Then, inspired by this method, we provide and study a series of extensions to improve the performance and to deal with more challenging settings like, e.g., the derivative-free framework or the online one. Subsequently, we tackle the recently emerged framework named distributed aggregative optimization. For this setup, we develop and analyze novel schemes to handle (i) online instances of the problem, (ii) ``personalized'' optimization frameworks, and (iii) feedback optimization settings. Finally, we adopt a system theoretical approach to address aggregative games over networks both in the presence or absence of linear coupling constraints among the decision variables of the players. In this context, we design and inspect novel fully-distributed algorithms, based on tracking mechanisms, that outperform state-of-the-art methods in finding the Nash equilibrium of the game.

La nuova eGovernance sanitaria europea: verso una piena integrazione della digitalizzazione nei sistemi sanitari degli Stati membri

L’elaborato approfondisce il diritto alla salute nell’ordinamento dell’Unione europea, con la consapevolezza che il settore della sanità, nella complessità di una tensione perdurante tra la sua matrice sociale e l’applicazione di logiche europee di mercato, rappresenta un ambito da sempre sottratto all’intervento diretto e vincolante delle istituzioni. Contemporaneamente, prende spunto dall’osservazione della transizione digitale dei sistemi sanitari nazionali per proporre una rilettura dei tradizionali equilibri istituzionali tra ordinamenti e constatare il grado di influenza dell’Unione oltre la dimensione transfrontaliera. Infatti, per le attuali esigenze di sostenibilità dei sistemi di tutela della salute e per il valore aggiunto riconosciuto alle azioni europee nel corso della gestione della pandemia da Covid-19, l’eHealth ha rappresentato l’occasione per una vigorosa intrusione delle istituzioni europee entro prerogative tipicamente statuali, fino all’emersione di una eGovernance sanitaria europea. Pertanto, la trattazione compie un percorso evolutivo che muove dalla Direttiva 2011/24 sull’assistenza transfrontaliera e l’assistenza sanitaria online, in combinato disposto con il complesso degli atti di soft law connessi, per verificarne l’esiguo impatto sui sistemi sanitari degli Stati membri e, alla luce dei recenti investimenti strategici ed interventi normativi rilevanti in tema di tecnologie applicate alla sanità, riconoscerne il sostanziale superamento. In particolare, il confronto tra l’insufficiente livello di digitalizzazione raggiunto finora nei sistemi sanitari degli Stati membri ed il tenore della Proposta di regolamento sullo European Health Data Space suggerisce l’evoluzione dell’impianto di governo dei dati sanitari stabilito nella Direttiva, a partire dalla previsione di una disciplina comune sulla cartella sanitaria. A questo proposito, l’interoperabilità tra tecnologie diviene un presupposto operativo indefettibile, che corrobora la natura ‘tecnologicamente condizionata’ del diritto alla salute e propone l’idea che la sanità digitale rappresenti un passo in avanti verso un’assistenza europea uniforme.

Studio e sperimentazione di missioni autonome di un veicolo terrestre controllato con sistemi inerziali e satellitari

L'argomento del lavoro di tesi svolto ha lo scopo di testare le prestazioni di dispositivi riceventi per Global Navigation Satellite System (GNSS) che utilizzano la tecnologia di posizionamento Real-Time Kinematics (RTK) e valutarne le prestazioni rispetto alle tradizionali riceventi GNSS, nello sviluppo di missioni autonome per veicoli di terra di piccole dimensioni. Per questi esperimenti è stato usato un rover di piccole dimensioni alimentato a batteria, su cui è stato installato un autopilota Pixhawk Cube Orange con firmware Ardupilot, nello specifico Ardurover. Attraverso il software Mission Planner è stato richiesto al rover di effettuare completamente in autonomia delle missioni per testare sia le prestazioni dei sistemi GNSS tradizionali sia dei sistemi RTK. Attraverso i dati raccolti durante le sperimentazioni è stato fatto un confronto tra GNSS e RTK. I dati raccolti sono stati utilizzati per valutare le prestazioni in termini di precisione dei sistemi e non sono state rilevate significative differenze durante l'utilizzo del dispositivo RTK per lo svolgimento della missione richiesta al rover, con l'architettura hardware proposta.

Sistemi integrati per il monitoraggio dell’ambiente e la salvaguardia dei libri nei locali universitari

Negli ultimi anni l’evoluzione tecnologica ha avuto un incremento esponenziale; ogni anno, numerose innovazioni, hanno portato notevoli cambiamenti sulla vita dei consumatori e sul modo in cui essi interagiscono. Al giorno d’oggi, la tecnologia ha raggiunto livelli tali da renderne necessario l’utilizzo per poter soddisfare vari tipi di bisogni. In questa situazione, lo sviluppo di Internet ha consentito di poter entrare in una nuova era, quella dell’Internet of Things (IoT). Questo nuovo modello sarebbe in grado di portare grossi benefici nella vita di tutte le persone, partendo dalle grandi aziende, fino ad arrivare ai singoli consumatori. L’idea di questo progetto di tesi è di posizionare un dispositivo, in grado di poter rilevare temperatura ed umidità dell’ambiente, nei locali universitari nei quali sono immagazzinati i libri, in modo tale da poter monitorare l’andamento termico degli spazi ed eventualmente effettuare delle operazioni di ripristino della temperatura e dell’umidità per evitare il danneggiamento e il deterioramento dei materiali. In questo documento di tesi andremo ad approfondire l’implementazione del dispositivo IoT in grado di rilevare i dati dell’ambiente. Nello specifico analizzeremo l’ambito applicativo di questo dispositivo, l’implementazione del sistema su una scheda Raspberry Pi 4, sfruttando anche un componente aggiuntivo contenente in sensori necessari al funzionamento del sistema, e vedremo nello specifico anche l’implementazione della pagina Web creata per la visualizzazione dei dati. Negli ultimi anni abbiamo vissuto una grande crisi a livello sanitario e oggi stiamo passando un periodo di difficoltà economica dovuta all’aumento del costo di alcune materie prime quali elettricità e gas. I futuri sviluppi su questo progetto potrebbero portare a risolvere in piccolo alcuni di questi problemi.

Progettazione di un sistema per la configurazione centralizzata di intrusion detection system

Il rilevamento di intrusioni nel contesto delle pratiche di Network Security Monitoring è il processo attraverso cui, passando per la raccolta e l'analisi di dati prodotti da una o più fonti di varia natura, (p.e. copie del traffico di rete, copie dei log degli applicativi/servizi, etc..) vengono identificati, correlati e analizzati eventi di sicurezza con l'obiettivo di rilevare potenziali tenativi di compromissione al fine di proteggere l'asset tecnologico all'interno di una data infrastruttura di rete. Questo processo è il prodotto di una combinazione di hardware, software e fattore umano. Spetta a quest'ultimo nello specifico il compito più arduo, ovvero quello di restare al passo con una realtà in continua crescita ed estremamente dinamica: il crimine informatico. Spetta all'analista filtrare e analizzare le informazioni raccolte in merito per contestualizzarle successivamente all'interno della realta che intende proteggere, con il fine ultimo di arricchire e perfezionare le logiche di rilevamento implementate sui sistemi utilizzati. È necessario comprendere come il mantenimento e l'aggiornamento di questi sistemi sia un'attività che segue l'evolversi delle tecnologie e delle strategie di attacco. Un suo svolgimento efficacie ed efficiente risulta di primaria importanza per consentire agli analisti di focalizzare le proprie risorse sulle attività di investigazione di eventi di sicurezza, ricerca e aggiornamento delle logiche di rilevamento, minimizzando quelle ripetitive, "time consuming", e potenzialmente automatizzabili. Questa tesi ha come obiettivo quello di presentare un possibile approccio ad una gestione automatizzata e centralizzata di sistemi per il rilevamento delle intrusioni, ponendo particolare attenzione alle tecnologie IDS presenti sul panorama open source oltre a rapportare tra loro gli aspetti di scalabilità e personalizzazione che ci si trova ad affrontare quando la gestione viene estesa ad infrastrutture di rete eterogenee e distribuite.

Applicazione di un modello bi-obiettivo per la progettazione sostenibile di sistemi produttivi riconfigurabili

Negli ultimi anni la competitività nei mercati è notevolmente cresciuta, la complessità dei prodotti industriali è considerevolmente aumentata e quest’ultimi devono ora essere accuratamente ottimizzati sotto ogni aspetto. I prodotti, oltre ad avere dei cicli di vita più brevi, sono soggetti a un’alta personalizzazione e a una domanda variabile. Per rimanere competitive, le aziende manifatturiere devono possedere nuovi tipi di sistemi di produzione che siano convenienti e molto reattivi a tutti questi cambiamenti del mercato, quali i Sistemi di produzione riconfigurabili (Reconfigurable Manufacturing System - RMS). La particolarità di tali sistemi risiede nella capacità di cambiare rapidamente le loro strutture hardware e software, aspetto che li renda idonei a soddisfare la produzione moderna. Oltre agli aspetti produttivi, l’attenzione odierna è incentrata anche sulle tematiche ambientali legate al risparmio energetico durante i processi produttivi, alla riduzione delle quantità di CO2 emesse e alla sostenibilità ambientale. L’obiettivo di questa tesi è quello di proporre un modello di ottimizzazione multi-obiettivo che tenga conto sia della minimizzazione del tempo complessivo necessario alla movimentazione dei prodotti e alla riconfigurazione delle macchine, e sia della minimizzazione del consumo energetico. Tale modello è stato applicato ad un caso studio realistico che ha permesso di individuare un trade-off tecnico-ambientale individuando la frontiera di Pareto con punto di ottimo (134.6 min; 9346.3 kWh) che si discosta del 57% dal valore trovato ottimizzando la funzione tempo, e dello 0.76% dal valore ottenuto ottimizzando la funzione energia.

Obesity And Inflammation And The Effect On The Hematopoietic System.

Bone marrow is organized in specialized microenvironments known as 'marrow niches'. These are important for the maintenance of stem cells and their hematopoietic progenitors whose homeostasis also depends on other cell types present in the tissue. Extrinsic factors, such as infection and inflammatory states, may affect this system by causing cytokine dysregulation (imbalance in cytokine production) and changes in cell proliferation and self-renewal rates, and may also induce changes in the metabolism and cell cycle. Known to relate to chronic inflammation, obesity is responsible for systemic changes that are best studied in the cardiovascular system. Little is known regarding the changes in the hematopoietic system induced by the inflammatory state carried by obesity or the cell and molecular mechanisms involved. The understanding of the biological behavior of hematopoietic stem cells under obesity-induced chronic inflammation could help elucidate the pathophysiological mechanisms involved in other inflammatory processes, such as neoplastic diseases and bone marrow failure syndromes.

The Value Of The 2005 International Society Of Urological Pathology (isup) Modified Gleason Grading System As A Predictor Of Biochemical Recurrence After Radical Prostatectomy.

To compare time and risk to biochemical recurrence (BR) after radical prostatectomy of two chronologically different groups of patients using the standard and the modified Gleason system (MGS). Cohort 1 comprised biopsies of 197 patients graded according to the standard Gleason system (SGS) in the period 1997/2004, and cohort 2, 176 biopsies graded according to the modified system in the period 2005/2011. Time to BR was analyzed with the Kaplan-Meier product-limit analysis and prediction of shorter time to recurrence using univariate and multivariate Cox proportional hazards model. Patients in cohort 2 reflected time-related changes: striking increase in clinical stage T1c, systematic use of extended biopsies, and lower percentage of total length of cancer in millimeter in all cores. The MGS used in cohort 2 showed fewer biopsies with Gleason score ≤ 6 and more biopsies of the intermediate Gleason score 7. Time to BR using the Kaplan-Meier curves showed statistical significance using the MGS in cohort 2, but not the SGS in cohort 1. Only the MGS predicted shorter time to BR on univariate analysis and on multivariate analysis was an independent predictor. The results favor that the 2005 International Society of Urological Pathology modified system is a refinement of the Gleason grading and valuable for contemporary clinical practice.

The Applicability Of Ordered Mesoporous Sba-15 And Its Hydrophobic Glutaraldehyde-bridge Derivative To Improve Ibuprofen-loading In Releasing System.

The mesoporous SBA-15 silica with uniform hexagonal pore, narrow pore size distribution and tuneable pore diameter was organofunctionalized with glutaraldehyde-bridged silylating agent. The precursor and its derivative silicas were ibuprofen-loaded for controlled delivery in simulated biological fluids. The synthesized silicas were characterized by elemental analysis, infrared spectroscopy, (13)C and (29)Si solid state NMR spectroscopy, nitrogen adsorption, X-ray diffractometry, thermogravimetry and scanning electron microscopy. Surface functionalization with amine containing bridged hydrophobic structure resulted in significantly decreased surface area from 802.4 to 63.0 m(2) g(-1) and pore diameter 8.0-6.0 nm, which ultimately increased the drug-loading capacity from 18.0% up to 28.3% and a very slow release rate of ibuprofen over the period of 72.5h. The in vitro drug release demonstrated that SBA-15 presented the fastest release from 25% to 27% and SBA-15GA gave near 10% of drug release in all fluids during 72.5 h. The Korsmeyer-Peppas model better fits the release data with the Fickian diffusion mechanism and zero order kinetics for synthesized mesoporous silicas. Both pore sizes and hydrophobicity influenced the rate of the release process, indicating that the chemically modified silica can be suggested to design formulation of slow and constant release over a defined period, to avoid repeated administration.