I-LOG Industrial Logistics Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia FACOLTA’ DI...
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I-LOGI-LOGIndustrial LogisticsIndustrial Logistics
Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia
FACOLTA’ DI INGEGNERIA Sede di Modena
Laurea Specialistica in Ingegneria Informatica – NOD
Corso di Sistemi Informativi della Produzione
Anno Accademico 2004 - 2005
Ing. Nicola Sponghi email: [email protected]
2
Materiale
http://digilander.iol.it/sponghi/i-log.htm
3
L’ambito dell’attività
Logistica
Fornitura di beni e servizi da un punto di approvvigionamento ad un punto dove si ha
una richiesta.
Il passo più oneroso del processo di produzione è costituito dai costi di distribuzione: 16% del prezzo di vendita di un bene
Lo studio del problema della distribuzione non coinvolge solo le aziende private, ma i trasporti in generale
Di conseguenza si avranno diversi obiettivi: aziende private minimizzazione dei costi settore pubblico sicurezza e convenienza (ambientale, etc.)
4
L’ambito dell’attività
Logistica
Obiettivi: Fattore di crescita economica Strumento strategico per garantire sviluppo
in tutti i distretti industriali
Quale logistica?
1. Logistica tradizionale (Trucks and Warehouses)
2. Finanza applicata alla logistica (banche, fiduciarie e consulenti)
3. Nuova Logistica (Megabytes al posto di Megapallets)
Fornitura di beni e servizi da un punto di approvvigionamento ad un punto dove si ha
una richiesta.
STi
vj
5
L’ambito dell’attività
6
L’ambito dell’attività
Logistica
Obiettivi: Fattore di crescita economica Strumento strategico per garantire sviluppo
in tutti i distretti industriali
Quale logistica?
1. Logistica tradizionale (Trucks and Warehouses)
2. Finanza applicata alla logistica (banche, fiduciarie e consulenti)
3. Nuova Logistica (Megabytes al posto di Megapallets)
Attività dello studio per valutare lo stato delle aziende coinvolte
Raccolta dati Sintesi risultati su definiti indicatori analitici
comuni Progetti pilota
Fornitura di beni e servizi da un punto di approvvigionamento ad un punto dove si ha
una richiesta.
STi
vj
Analisi delle aziendeAnalisi delle aziende
8
Analisi dei dati
Casi di studio: Brevini Comer Industries Landini Lombardini
9
Brevini Riduttori S.p.A. I Dati forniti
Flotta
di Automezzi e relative TariffeNodi della Rete
I Flussi ed i Trasporti ricorrenti
Completi
Trasporti in giornata materiale necessario caricato al mattino presso fornitori e terzisti e trasportato in sede durante la giornata
Eccezioni caricare il materiale alla sera per trasportarlo in nottata o il giorno seguente (rare)
Politica dal 1998 non si lavora più franco fabbrica Flotta 2 fornitori (padroncini) Magazzino 1 sede (Villaggio Crostolo)
Metodologia di lavoro
www.brevini.it
10
Brevini Riduttori S.p.A.Le Regole: le tariffe
Tariffa Fino a km Prezzo Prezzo Percorso
Trasporto a ore 70 x hTrasporto a forfait (carico andata+ritorno) 100 x
150 x200 x250 x300 x350 x
Trasporto a forfait (carico sola andata) 100 x150 x200 x250 x300 x350 x
Trasporto a forfait (carico andata+ritorno) Oltre x kmTrasporto a forfait (carico sola andata) Oltre x km
Servizi locali min. tass 8 h Oltre xTrasporto a ore min. tass. 8 h 20 x
Trasporto a forfait 100 x150 x200 x250 x300 x350 x420 x
Traporto a km Oltre x kmTrasporto a ore 70 x h
Autotreni cent. t. 28
Motrice cassonata t 10
Motrice cassonata t 14
Es.
11
Brevini Riduttori S.p.A.
Tariffe automezzo 280 q.li
Distanza (km)
Co
sto
(eu
ro)
Brevini a-r
Brevini a
Trasporto a ore Trasporto a forfait
Le Regole: le tariffe
12
Brevini Riduttori S.p.A.
I Trasporti si riferiscono a carichi e scarichi di materiale (colli) Politica degli Automezzi (5+1)
A1) Allocato esclusivamente per viaggi nei pressi dello Stabilimento
viaggi non oltre i 45 min dalla sede madre
A2A5) Allocati in base alle necessità ed i vincoli a coprire la rete dei Siti
A6) Bilico impiegato (eventualmente) in funzione della necessità
Le Regole
I camionisti lavorano di norma più di 8h/die Assegnamento in base alla zona limitrofa per il veicolo A1 Assegnamento in base a vincoli capacitivi e limiti di consegna temporale
per gli altri automezzi tempo di consegna teorico per le 17 Da una analisi geografica svolta sui flussi si è dedotto un assegnamento in
base a “zone”
CLUSTERIZZAZIONE
13
Brevini Riduttori S.p.A.
I Cluster:
Piemonte Lombardia Veneto e
Trentino Emilia-
Romagna A14 Sud
Stabilimento
14
Comer Industries I Dati forniti
Trasporti in giornata svolto uno al giorno per ogni veicolo (di norma) Stima dei tempi di handling (in base ai tempi di realizzazione bolle,
attesa in coda e tempo di servizio) Analizzato il numero medio di tappe per ogni “zona di lavoro” Non vi sono vincoli particolarmente stringenti sugli orari dei fornitori Flotta fornitori (padroncini) + 1 interno Magazzino 5 sedi (Cavriago, Gaggio in Piano, Moglia, Pegognaga, Reggiolo)
Metodologia di lavoro
Elenco fornitori con trasporto a carico di Comer Flussi 4 trimestri del 2004 Entrate contenitori 2004 Sistemi di movimentazione interna ricavabili quantità peso/vol Programma giornaliero dei trasporti (trasporti ricorrenti)
www.comerindustries.com
15
Comer Industries
Le Regole determinate
I Trasporti si riferiscono a carichi e scarichi di materiale (contenitori) Politica degli Automezzi (Flotta esterna (5) + Flotta Interna (1)) In base ai vincoli ed essendo distanze non eccessive gli assegnamenti si
basano principalmente sulle distanze (percorso più breve) I pochi siti distanti hanno visite sporadiche Nel caso si generino eccezioni non servite un automezzo specifico
(furgone) è assegnato per adempierle I viaggi in generale sono brevi e la frequenza varia con il periodo
dell’anno la politica aziendale deve tenere conto dei 6 mesi di maggiore carico lavorativo (dovuta alle esigenze di mercato)
Da una prima analisi geografica dei flussi si è dedotto assegnamento in base a “zone” CLUSTERIZZAZIONE
16
Comer Industries
I Cluster:
Bologna Modena
Reggio-Emilia
Mantova Guastalla
Presso i magaz.
Stabilimenti
17
Landini I Dati forniti
Flotta di Automezzi
assenti le TariffeNodi della Rete
I Flussi
Dubbi:
mancano i dati di quali veicoli sono assegnati ai
relativi flussi ed i flussi ricorrenti
I trasporti avvengono durante tutte le 24 ore giornaliere Distinzione materiale trasportato necessita analisi di compatibilità Flotta 1 veicolo proprio (35 q.li) + Flotta esterna (15 automezzi) Magazzino 1 sede (Fabbrico)
Metodologia di lavoro
Porto assegnato Porto francowww.landini.it
18
Landini
Le Regole
Se il materiale da ritirare < 30 q.li viene impiegato l’automezzo proprio da 35 q.li
Se l’automezzo è già impegnato utilizzo veicolo 50 q.li con abbinamenti a ritiri per ottimizzare il riempimento del veicolo
Ottimizzazione analoga per veicoli di capacità superiore Caso di grandi distanze fra Siti utilizzo di più Automezzi Dall’insieme dei flussi a disposizione ipotesi sugli assegnamenti
secondo la precedente politica determinazione zone
CLUSTERIZZAZIONEDubbi
Turnistica camionisti (di notte, più autisti sullo stesso mezzo, ecc.) Modalità di Assegnamento veicoli calcolo dei trasporti
19
Landini
I Cluster:
Piemonte Lombardia Veneto-
Trentino-Friuli
Emilia-Romagna
Sud
Stabilimento
20
Lombardini S.r.l. I Dati forniti
Flotta
di Automezzi e relative TariffeNodi della Rete
I Flussi ed i Trasporti ricorrenti
Completi
Trasporti in giornata materiale caricato al mattino presso fornitori e terzisti e trasporti durante la giornata
Ora di partenza : 3h00-4h00 Piemonte, 5h00 Veneto, 8h00 Reggio E. Politica di lavoro durante alcuni periodi mese/anno i carichi di lavoro
possono essere diversi per necessità di mercato I camion generalmente si tende a non farli girare con bassi carichi Risulta rilevante la capacità volumetrica importanza dei contenitori Le zone di lavoro direzionalità concordata con il camionista Criterio principale basato sulle distanze fra i Nodi
Metodologia di lavoro
www.lombardini.it
21
Le Regole
Se è possibile di norma si fa svolgere i trasporti inizialmente al veicolo da 15 q.li (A5) e alla motrice da 140 q.li
Se l’automezzo è già impegnato ottimizzazione analoga per veicoli di capacità superiore
Gli automezzi che vengono utilizzati: 3 automezzi dedicati svolgono solo giri prefissati (A4/A8/A9) 6 automezzi svolgono giri fissi + variabili di giorno in giorno I restanti solo utilizzati per giri variabili
CLUSTERIZZAZIONE
Lombardini S.r.l.
22
I Cluster:
Sede Reggio Emilia - Parma
Emilia: MO/BO Zona Brescia Veneto Lombardia Piemonte Sud
Stabilimento
Lombardini S.r.l.
23
Regola generale degli assegnamenti
In generale (per ogni caso di studio affrontato) la suddivisione in cluster prevede sempre che gli automezzi abbiano facoltà di recarsi:
Al cluster a cui sono destinati
+
Al cluster della sede
Possibile intersezione di diversi cluster
Il SimulatoreIl Simulatore
25
SSODT
Criteri
Flotta aziendale
Flotte esterne
Indicatori
Il Simulatore
Input Output
26
Il SimulatoreInput Dati persistenti da inserire inizialmente (modificabili successivamente)
es. Nodi della Rete, Distanze fra i Nodi Dati giornalieri per la pianificazione ODT
I Parametri Matrice Triangolare (L) rappresenta l’insieme delle distanze fra i Siti Numero dei Veicoli presenti in ogni flotta aziendale (Ki)
Capacità dei singoli veicoli (CKi)
Tempi di disponibilità (tdisp)
Tempi di consegna (tcons)
Tempi di handling (thandling)
Tempi di pausa (tcons) Vincoli di precedenza sulle consegne da effettuare
27
Il SimulatoreCondizioni al contorno (1)
Un ODT non può essere diviso su più viaggi Un singolo ordine di trasporto quindi prevede sempre una quantità di
materiale da trasportare inferiore alla capacità del camion che lo ritira L’insieme dei quantitativi trasportati dalla serie di fornitori serviti con un
veicolo lungo un determinato route non può superare la capacità del veicolo
Assumiamo per semplicità che i costi d’arco del grafo della Rete sono considerati simmetrici (cij= cji)
Eventuale priorità nel caso in cui non sia possibile servire tutti i fornitori/terzisti, ed eventuale penale associata alla parziale o totale mancanza di servizio
28
Il SimulatoreCondizioni al contorno (2)
I veicoli possono realizzare uno o più route ogni giorno Si prevede solo la possibilità di gestire la logistica inbound compresi
eventuali contenitori Ogni località dove è presente un Fornitore/Terzista è un Nodo della
Rete e fa parte di uno o più cluster Un Cluster è un insieme di Nodi
Percorsi Km CostiTempi
29
Stato 0(Inizializzazione)
Stato 1(Acquisizione ODT)
Stato 2(Assegnamento Veicoli a
Cluster)
Stato 3(Algoritmo di routing)
Stato 4(Generazione e calcolo
indicatori)
C1
C2
Cn
.
.
.
Gestioneper ogni Cluster
Gestioneper ogni Veicolo V1
V2
Vn
.
.
.
Gestioneper ogni Veicolo V1
V2
Vn
.
.
.
Gestioneper ogni Veicolo V1
V2
Vn
.
.
.
Pochi criteri (ma possibili)
Criteri
Criteri
Criteri
Criteri di calcolo
Gli Stati del Simulatore
30
Descrizione Stato 0 setting iniziale: gestione informazioni riguardanti i dati sensibili Si sottintende in questa prima fase anche il caricamento dei dati relativo alla
distanza fra i Siti nel caso di inserimento di nuovi Siti si deve ricalcolare le distanze reciproche con i Siti già presenti (nell’ambito del cluster)
E’ possibile inserire anche nuovi Cluster
Gli Stati del Simulatore
31
Stato 0(Inizializzazione)
Stato 1(Acquisizione ODT)
Stato 2(Assegnamento Veicoli a
Cluster)
Stato 3(Algoritmo di routing)
Stato 4(Generazione e calcolo
indicatori)
C1
C2
Cn
.
.
.
Gestioneper ogni Cluster
Gestioneper ogni Veicolo V1
V2
Vn
.
.
.
Gestioneper ogni Veicolo V1
V2
Vn
.
.
.
Gestioneper ogni Veicolo V1
V2
Vn
.
.
.
Pochi criteri (ma possibili)
Criteri
Criteri
Criteri
Criteri di calcolo
Gli Stati del Simulatore
32
Descrizione Stato 1 viene passato al Simulatore l’insieme degli ODT (es. file Excel) Gli ODT possono essere dati reali del passato o del presente, o dati
immaginari (what-if) L’insieme di ODT può essere modificato a piacere per ottenere nuove
simulazioni
Gli Stati del Simulatore
33
Stato 0(Inizializzazione)
Stato 1(Acquisizione ODT)
Stato 2(Assegnamento Veicoli a
Cluster)
Stato 3(Algoritmo di routing)
Stato 4(Generazione e calcolo
indicatori)
C1
C2
Cn
.
.
.
Gestioneper ogni Cluster
Gestioneper ogni Veicolo V1
V2
Vn
.
.
.
Gestioneper ogni Veicolo V1
V2
Vn
.
.
.
Gestioneper ogni Veicolo V1
V2
Vn
.
.
.
Pochi criteri (ma possibili)
Criteri
Criteri
Criteri
Criteri di calcolo
Gli Stati del Simulatore
34
Descrizione Stato 2 assegnamento dei veicoli delle flotte ai rispettivi cluster Ottimizzazione dell’assegnamento diversi criteri di assegnamento Es. ordine prestabilito di utilizzo dei veicoli, crescente in base alla capacità del
veicolo, per giri fissi, etc. Possibile inserire progressivamente nuovi criteri
Gli Stati del Simulatore
35
Gli Stati del Simulatore
Stato 0(Inizializzazione)
Stato 1(Acquisizione ODT)
Stato 2(Assegnamento Veicoli a
Cluster)
Stato 3(Algoritmo di routing)
Stato 4(Generazione e calcolo
indicatori)
C1
C2
Cn
.
.
.
Gestioneper ogni Cluster
Gestioneper ogni Veicolo V1
V2
Vn
.
.
.
Gestioneper ogni Veicolo V1
V2
Vn
.
.
.
Gestioneper ogni Veicolo V1
V2
Vn
.
.
.
Pochi criteri (ma possibili)
Criteri
Criteri
Criteri
Criteri di calcolo
36
Descrizione Stato 3: algoritmo di routing insieme di sottoprocessi che assegnano
parallelamente i carichi ai mezzi per ogni singolo Cluster Vari obiettivi della simulazione (es. minimo numero di km, minima durata, etc.) Vari criteri di assegnamento (es. al nodo più vicino, etc.)
Gli Stati del Simulatore
37
Stato 3
Gli Stati del Simulatore
Inizialmente per ogni Cluster è generata in memoria una matrice con le relative distanze.
Un sottoprocesso di startup provvede a gestire l’avvio dei veicoli nei loro transiti all’interno del Cluster a cui sono assegnati.
Procede l’algoritmo di routing. I Siti che saranno visitati da parte dei veicoli transiteranno attraverso un insieme di stati. In primo luogo nell’algoritmo a fronte dell’ODT che si ritrova ogni giorno si ritroverà dei Siti da visitare, altri no.
Obiettivo finale dell’algoritmo minimizzazione dei costiminimizzazione dei costi
Sito
Da non visitare Da visitare
38
Stato 3
Gli Stati del Simulatore
I Siti da visitare cambiano il loro stato durante l’esecuzione dell’algoritmo
Gli Stati dei Siti: Non Attivo: ancora da considerare da parte
dell’algoritmo durante l’assegnamento e del percorso per i veicoli assegnati a quel determinato Cluster
Attivo: Sito che viene reso assegnabile in base ai vincoli posti nell’ODT
Visitato: assegnato ad un determinato Veicolo terminato il relativo ODT ad esso associato (n-pla degli ODT eliminabile)
Non Attivo
Attivo
Visitato
Sito da visitare
39
Magazzini
L’algoritmo di routing
Fornitori
M1
Cluster
M2
F/T
F/T
F/T
F/T
F/T
F/T
F/T
F/T
F/T
F/T
F/T
F/TF/T
F/TF/T
F/T
F/T
La Rete
40
Stato 0(Inizializzazione)
Stato 1(Acquisizione ODT)
Stato 2(Assegnamento Veicoli a
Cluster)
Stato 3(Algoritmo di routing)
Stato 4(Generazione e calcolo
indicatori)
C1
C2
Cn
.
.
.
Gestioneper ogni Cluster
Gestioneper ogni Veicolo V1
V2
Vn
.
.
.
Gestioneper ogni Veicolo V1
V2
Vn
.
.
.
Gestioneper ogni Veicolo V1
V2
Vn
.
.
.
Pochi criteri (ma possibili)
Criteri
Criteri
Criteri
Criteri di calcolo
Gli Stati del Simulatore
41
Descrizione Eventuale Riassegnamento dei Veicoli per un altro Cluster differente da quello
di partenza.
Gli Stati del Simulatore
42
Stato 0(Inizializzazione)
Stato 1(Acquisizione ODT)
Stato 2(Assegnamento Veicoli a
Cluster)
Stato 3(Algoritmo di routing)
Stato 4(Generazione e calcolo
indicatori)
C1
C2
Cn
.
.
.
Gestioneper ogni Cluster
Gestioneper ogni Veicolo V1
V2
Vn
.
.
.
Gestioneper ogni Veicolo V1
V2
Vn
.
.
.
Gestioneper ogni Veicolo V1
V2
Vn
.
.
.
Pochi criteri (ma possibili)
Criteri
Criteri
Criteri
Criteri di calcolo
Gli Stati del Simulatore
43
Descrizione Stato 4 calcolo e visualizzazione dell’insieme degli Indicatori Validità dei soli dati di sintesi, si tratta sempre di simulazione
Gli Stati del Simulatore
Diversi criteri opzionabili per la generazione degli Indicatori finali
44
Gli Stati del Simulatore
Da questo Sistema si può affrontare una
campagna simulativa a partire dai dati iniziali
Si possono dunque analizzare i Costi al variare dei parametri
proposti nell’insieme delle simulazioni svolte
Stato 0(Inizializzazione)
Stato 1(Acquisizione ODT)
Stato 2(Assegnamento Veicoli a
Cluster)
Stato 3(Algoritmo di routing)
Stato 4(Generazione e calcolo
indicatori)
C1
C2
Cn
.
.
.
Gestioneper ogni Cluster
Gestioneper ogni Veicolo V1
V2
Vn
.
.
.
Gestioneper ogni Veicolo V1
V2
Vn
.
.
.
Gestioneper ogni Veicolo V1
V2
Vn
.
.
.
Pochi criteri (ma possibili)
Criteri
Criteri
Criteri
Criteri di calcolo
Il SoftwareIl Software
46
La strutturaLa struttura
del softwaredel software
47
Questo form permette l’accesso all’applicativo
Il Software – Progetto ILOG
48
Il Software – Progetto ILOG Il menu permette di navigare attraverso i passi previsti dal software secondo la
struttura del simulatore
49
Il Software – Progetto ILOG La gestione degli automezzi disponibili risulta fondamentale per l’assegnamento dei
viaggi
50
Il Software – Progetto ILOG La gestione dei siti permette di inserire, modificare ed eliminare siti presenti nella
rete di nodi dell’azienda
51
Il Software – Progetto ILOG La gestione degli Ordini di Trasporto prevede una fase di inizializzazione. Il
caricamento giornaliero degli ODT può avvenire tramite file (Excel, XML, ASCII, etc.)
52
Il Software – Progetto ILOG La gestione degli Ordini di Trasporto carica dunque la serie di Ordini che sono da
svolgere in giornata
53
Il Software – Progetto ILOG
La base di dati è ora pronta. A questo punto è dunque possibile eseguire il calcolo per gli assegnamenti dei veicoli ai viaggi e gestire i viaggi stessi
54
Il Software – Progetto ILOG Ogni veicolo detiene un proprio assegnamento di percorsi ed una relativa mappa
55
Il Software – Progetto ILOG Ogni veicolo detiene un proprio assegnamento di percorsi ed una relativa mappa
56
Il Software – Progetto ILOG Gli Indicatori permettono di valutare l’andamento della simulazione appena effettuata
57