Design of a parts-to-picker robot-based system for the distribution of spare parts

This thesis analyses both conceptually and empirically the adoption and implementation of a technology for the storage of mini-loads named “robot-based compact storage and retrieval system” (RCS/RS), most commonly known under its commercial name Autostore®. This technology is becoming increasingly popular over the years but, despite its numerous implementations, has seldom been a topic of study in scientific literature. The research reported in the thesis details and discusses the design and the application of the Autostore® in comparison with other alternative storage and retrieval technologies for mini-loads: crane-based automated storage and retrieval systems (CBAS/RS) and autonomous vehicle storage and retrieval systems (AVS/RS). The analysis conducted in this thesis benefited from my internship experience as a member of the team of Simco Consulting, a logistics consulting company which had the task of designing a new layout for the central warehouse of a distributor of spare parts for industrial vehicles, fictitiously named Truckparts, for anonymity reasons. The scope of the project for Truckparts was the evaluation of the benefits that automation could bring to the warehouse of the company in terms of increased storage capacity and picking efficiency, which could lead to a superior level of service for the customers. With the purpose of supporting the design process of the Autostore® I created a model to calculate the throughput capacity of such a system. The study conducted in the thesis allowed me to develop a detailed analysis of the conditions and methods of application of the Autostore® technology in specific business contexts. Finally, I identified possible directions for future research on the adoption and implementation of this technology.

Questa tesi analizza dal punto di vista sia teorico che empirico i vantaggi e gli svantaggi dell’adozione della tecnologia RCS/RS (robot-based compact storage and retrieval systems), nota più comunemente come Autostore®, per lo stoccaggio di minuteria in cassette. La tecnologia Autostore® è cresciuta di popolarità negli ultimi anni ed è stata implementata in numerosi magazzini, soprattutto in Europa. Ciononostante, la letteratura scientifica sull’argomento è ancora estremamente limitata. La tesi sviluppa, elabora e discute la progettazione di un sistema Autostore® nel magazzino centrale di un’azienda piemontese ed effettua un confronto con altre due tecnologie alternative di stoccaggio per cassette: i magazzini automatici con trasloelevatori (crane-based – CBAS/RS) ed i magazzini automatici con shuttle (autonomous vehicle-based – AVS/RS). I contenuti della tesi sono basati sulla mia esperienza di tirocinio come membro del team della società di consulenza logistica Simco Consulting incaricato di progettare un sistema di stoccaggio automatizzato per un’azienda che, per obbligo di anonimato, viene chiamata fittiziamente Truckparts, rivenditore italiano di ricambi per veicoli commerciali. Il progetto per Truckparts aveva lo scopo di valutare l’entità dei benefici che l’automazione avrebbe potuto portare all’azienda, in particolare l’aumento della capacità di stoccaggio e dell’efficienza del processo di picking, affinché essa potesse erogare un livello di servizio più elevato ai suoi clienti. Lo studio condotto nella tesi ha consentito di sviluppare un’analisi dettagliata delle condizioni e delle modalità di adozione e applicazione della tecnologia Autostore® e dei pro e contro in determinati contesti di business. Sulla base dell’analisi della letteratura, dei risultati della ricerca e del progetto sviluppato durante il tirocinio quale membro del team di lavoro e grazie ad analisi ed elaborazioni condotte autonomamente, ho proposto un modello di supporto al dimensionamento della tecnologia Autostore® e ho delineato possibili temi di studio specifici su cui indirizzare la ricerca futura sul tema dell’adozione e dell’implementazione della stessa.