Layout planning optimization to assess the impact of a vertical storage system on internal logistcs

This Master's Degree thesis presents a study of optimization and layout planning in order to evaluate the impact caused by the installation of an automatic vertical storage in the context of a ropeways company. The case under analysis is a typical problem in the industrial realities in which the optimization of the layout and the flows of materials is becoming more and more important. The problem can be traced back to a cell forming case in which it is necessary to determine the location of the cell (in this case the vertical storage) and to form the corresponding part-family. The interest of the company is to derive economic benefit from the warehouse installation and this benefit can be obtained thanks to two main factors: a saving in logistics times or a saving of physical space that can be reassigned to value additive activities. The problem is therefore defined as a minimization of the logistic times of internal transport and preparation of orders: among the various techniques in the literature on this topic, it was decided to use Linear Programming as it allows to manage a large volume of data without excessive computational costs. The analysis was carried out for different possible positions of the warehouse within the layout, established by studying the material flows and the structural constraints present in the plant. Once the optimal solution has been determined, the resulting economic benefits are assessed, which however are unsatisfactory considering the investment cost. The company has therefore decided to install a traditional shelves in the position that was optimal according to the programming, obtaining the same economic benefits with a much lower investment cost.

Questa tesi di Laurea Specialistica presenta uno studio di ottimizzazione e pianificazione del layout al fine di valutare l’impatto causato dall’installazione di un magazzino verticale automatico nel contesto di un caso aziendale reale. Il caso in analisi è un tipico problema nelle realtà industriali in cui l’ottimizzazione del layout e dei flussi di materiali assume sempre più importanza. Il problema può essere ricondotto a un caso di cell forming nel quale è necessario determinare l’ubicazione della cella (in questo caso il magazzino verticale) e formare la part-family da assegnare a quest’ultima. L’interesse aziendale è quello di trarre un beneficio economico dall’installazione del magazzino e tale beneficio può essere ottenuto grazie a due principali fattori: un risparmio nei tempi logistici o un risparmio di spazio fisico che possa essere riassegnato ad attività che apportano valore. Il problema si definisce quindi come una minimizzazione dei tempi logistici di trasporto interno e preparazione degli ordini: tra le varie tecniche presenti in letteratura a proposito di questo argomento si è scelto di utilizzare la Programmazione Lineare in quanto permette di gestire un grande volume di dati senza eccessivi costi computazionali. L’analisi è stata effettuata per diverse possibili posizioni del magazzino all’interno del layout, stabilite studiando i flussi di materiali e i vincoli strutturali presenti. Una volta determinata la soluzione ottima se ne sono valutati i benefici economici derivanti che risultano però insoddisfacenti considerato il costo di investimento. L’azienda ha quindi deciso di installare una scaffalatura tradizionale nella posizione che è risultata ottimale secondo la programmazione, ottenendo gli stessi benefici economici con un costo di investimento molto minore.