Progettazione e ottimizzazione di un magazzino automatico intensivo mediante simulazione ad eventi discreti

In this project thesis, the preliminary design of a new automatic storage system is carried out, combining the traditional design methodologies with the discrete event simulation system, simulating the operation of the system to verify the main design hypotheses and analysis of parameters. The analysis was performed using FlexSim 3D simulation software developed by FlexSim Software Products, Inc. In the first phase, the sizing of the intensive automatic warehouse was carried out, according to the design methods consolidated in the sector and the reference standards contained in FEM 9.851. Starting from the project data and the specific needs, preliminary layout choices were initially made for the definition of the shelving, followed by the calculation of the basic modules, the number of repetitions in the plan and the number of levels in height, to verify the active potential of the project for the different types of loading units. Subsequently, the handling potential offered by the number of stacker cranes was verified, calculating the cycle averages according to the procedures set out in the special in the FEM 9.951 standards, specifically the type 1 case of the legislation and Case 2 of the legislation. In the second phase, the storage facility was modeled by dividing it into two simulation models. For each, the technical specifications of the elements present were set, the logic, the optimization variables and the performance measures were defined. Having identified the main needs in the design of the plant, seven objectives to be achieved were defined, which included the verification of the design hypotheses, the optimization of three parameters and the study of the behavior of the system under maximum regime conditions. To achieve this goal, seven experiments were carried out and the results obtained from the different scenarios and multiple replicas were discussed.

Con il presente lavoro di tesi viene eseguita la progettazione preliminare di un nuovo impianto di immagazzinaggio automatico, affiancando le tradizionali metodologie di progettazione con l’analisi mediante simulazione ad eventi discreti, simulando il funzionamento del sistema per verificare le ipotesi progettuali ed ottimizzare i principali parametri. L’analisi è stata eseguita mediante l’utilizzo del software di simulazione 3D FlexSim sviluppato dalla FlexSim Software Products, Inc. Nella prima fase, è stato eseguito il dimensionamento del magazzino automatico intensivo, secondo le modalità progettuali consolidate nel settore e le norme di riferimento contenute nella FEM 9.851. A partire dai dati di progetto e dalle specifiche necessità, sono state inizialmente operate scelte preliminari di layout per la definizione delle scaffalature, seguite dal calcolo dei moduli base, del numero di ripetizioni in pianta e del numero di livelli in altezza, al fine di verificare le potenzialità ricettive di progetto per le diverse tipologie di unità di carico. Successivamente, sono state verificate le potenzialità di movimentazione offerte dal numero di trasloelevatori identificato, calcolando i tempi medi di ciclo secondo le modalità descritte nelle norme FEM 9.951, nello specifico considerando il Caso tipo 1 ed il Caso speciale 2 della normativa. Nella seconda fase, è stato modellato l’impianto di immagazzinaggio suddividendolo in due modelli di simulazione. Per ciascuno, sono state impostate le specifiche tecniche degli elementi presenti, definite le logiche, le variabili di ottimizzazione e le misure di prestazione. Individuate le principali necessità nella progettazione dell’impianto, sono stati definiti sette obbiettivi da raggiungere, i quali hanno compreso la verifica delle ipotesi di progetto, l’ottimizzazione di tre parametri e lo studio del comportamento del sistema nelle condizioni di massimo regime. Per raggiungere lo scopo, sono state progettate sette sperimentazioni e discussi i risultati ottenuti dai diversi scenari e dalle molteplici replicazioni eseguite.