i-log industrial logistics università degli studi di modena e reggio emilia facolta’ di...

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

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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


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)


una richiesta.

STi

vj

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6


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


una richiesta.

STi

vj

Analisi delle aziendeAnalisi delle aziende

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Analisi dei dati

Casi di studio: Brevini Comer Industries Landini Lombardini

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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

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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.

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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

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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

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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)


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

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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)


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

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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


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.

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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

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SSODT

Criteri

Flotta aziendale

Flotte esterne

Indicatori

Il Simulatore

Input Output

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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

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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

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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

.

.

.


V2

Vn

.

.

.


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


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Cluster)



indicatori)

C1

C2

Cn

.

.

.



V2

Vn

.

.

.


V2

Vn

.

.

.


V2

Vn

.

.

.


Criteri

Criteri

Criteri

Criteri di calcolo


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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


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Cluster)



indicatori)

C1

C2

Cn

.

.

.



V2

Vn

.

.

.


V2

Vn

.

.

.


V2

Vn

.

.

.


Criteri

Criteri

Criteri

Criteri di calcolo


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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


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Cluster)



indicatori)

C1

C2

Cn

.

.

.



V2

Vn

.

.

.


V2

Vn

.

.

.


V2

Vn

.

.

.


Criteri

Criteri

Criteri

Criteri di calcolo

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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.)


37

Stato 3


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

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Stato 3


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

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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




Cluster)



indicatori)

C1

C2

Cn

.

.

.



V2

Vn

.

.

.


V2

Vn

.

.

.


V2

Vn

.

.

.


Criteri

Criteri

Criteri

Criteri di calcolo


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Descrizione Eventuale Riassegnamento dei Veicoli per un altro Cluster differente da quello

di partenza.


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Cluster)



indicatori)

C1

C2

Cn

.

.

.



V2

Vn

.

.

.


V2

Vn

.

.

.


V2

Vn

.

.

.


Criteri

Criteri

Criteri

Criteri di calcolo


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Descrizione Stato 4 calcolo e visualizzazione dell’insieme degli Indicatori Validità dei soli dati di sintesi, si tratta sempre di simulazione


Diversi criteri opzionabili per la generazione degli Indicatori finali

44


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




Cluster)



indicatori)

C1

C2

Cn

.

.

.



V2

Vn

.

.

.


V2

Vn

.

.

.


V2

Vn

.

.

.


Criteri

Criteri

Criteri

Criteri di calcolo

Il SoftwareIl Software

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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

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Il Software – Progetto ILOG La gestione dei siti permette di inserire, modificare ed eliminare siti presenti nella

rete di nodi dell’azienda

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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

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Il Software – Progetto ILOG Ogni veicolo detiene un proprio assegnamento di percorsi ed una relativa mappa

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Il Software – Progetto ILOG Gli Indicatori permettono di valutare l’andamento della simulazione appena effettuata

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