Otimização de rotas de coleta em armazéns com colaboração humano-robô: uma abordagem computacional

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Zorraski, Fabrício
• Orientador(a): Chiwiacowsky, Leonardo Dagnino
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Engenharia de produção; Armazéns gerais; Veículos autônomos; Sistemas de separação de pedidos - Automação; Logística; Tecnologia
• Palavras-chave em Inglês: Production engineering; Warehouses; Automated vehicles; Order picking systems - Automation; Logistics; Technology
• Link de acesso: https://repositorio.ucs.br/11338/14355

O processo de picking é uma das operações mais críticas nos Centros de Distribuição (CDs), representando uma parcela significativa dos custos operacionais, devido ao tempo despendido em deslocamentos dos operadores. A inclusão de robôs móveis, como AMRs e AGVs, vem sendo desenvolvida como uma opção para aprimorar essas operações. Esses robôs têm o potencial de reduzir deslocamentos desnecessários, se aplicados de forma eficaz, aumentando a eficiência e a produtividade dos CDs. O presente estudo concentra-se no desenvolvimento de uma ferramenta computacional que utiliza técnicas de otimização para definir rotas mais eficientes para operadores humanos em um sistema de coleta do tipo picker-to-parts assistido por robôs. A metodologia envolve a modelagem virtual das áreas de armazenagem dos CDs e a aplicação de uma estratégia de agrupamento para consolidar múltiplos endereços em pontos de coleta, visando a otimizar a matriz de distâncias e a movimentação dos robôs. Além disso, utiliza métodos exatos e heurísticos para solucionar problemas de roteamento, por meio da associação com os modelos do Problema do Caixeiro Viajante (PCV) e do Problema do Caixeiro Viajante Aberto (PCVA). O estudo avalia diferentes estratégias de execução das rotas de coleta, nas quais os operadores permanecem na área de picking enquanto os robôs retornam ao depósito central. Os resultados demonstram que, ao aplicar essas estratégias, foi possível reduzir os deslocamentos dos operadores em até 33, 61%, com a estratégia de otimização alcançando 96,15% de eficácia, apresentando um gap global de 3,85% para atingir a otimização total de cada rota. A ferramenta foi validada por meio de experimentos em um cenário real, permitindo a comparação das rotas otimizadas com as rotas reais atualmente utilizadas pela empresa, mostrando um ganho na performance do processo de coleta. [resumo fornecido pelo autor]