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Uso de abordagens operacionais para prever o desempenho de sistemas de mini-carga de veículos de transporte em larga escala como sistemas de Rs

Written by Simio Staff | 12/mar/2026 18:16:01

O desafio

por Rie Gaku, Soemon Takakuwa

Conforme apresentado na Conferência de Simulação de Inverno de 2019

Como cada vez mais sistemas automatizados de armazenamento e recuperação (AS/RSs) são usados com frequência em ambientes logísticos dinâmicos em todo o mundo, o uso de várias abordagens operacionais para avaliar o desempenho do AS/RS se torna um desafio mais complexo para os gerentes de logística. Neste documento, são desenvolvidos modelos de simulação considerando as abordagens de prioridades operacionais e alocação de locais de armazenamento. Os objetivos são visualizar facilmente os processos dinâmicos de operação e fornecer uma avaliação rápida do desempenho de AS/RSs de minicarga do tipo shuttle vehicle em um ambiente logístico dinâmico. Os resultados da simulação mostram que os indicadores de desempenho, como o tempo de fluxo total médio para operações de armazenamento e recuperação sob diferentes regras de prioridade operacional, são aplicáveis a métodos para aumentar a satisfação do cliente, reduzindo o tempo de espera entre o pedido de mercadorias e a entrega ao cliente.

Introdução

Os sistemas automatizados de armazenagem e recuperação de minicargas (SVM-AS/RSs) permitem a armazenagem e a recuperação rápidas, melhorando, assim, a função de buffer das operações flexíveis de armazenagem e classificação. O projeto e o controle cuidadosos das operações, incluindo abordagens de alocação de locais de armazenamento (SLAAs) e prioridades operacionais (OPs), podem resultar em melhorias consideráveis no desempenho do SVM-AS/RS.

Um exemplo de um SVM-AS/RS é mostrado na Figura 1. Os sistemas considerados no presente estudo compreendem (i) veículos leves de transporte instalados em cada nível de armazenamento, (ii) elevadores de armazenamento e recuperação, (iii) transportadores de camadas que conectam os elevadores e os veículos de transporte e (iv) transportadores de corredor de entrada e saída.

O SLAA usado no presente estudo representa como os itens são atribuídos aos locais de armazenamento. Os SVM-AS/RSs usam dois SLAAs principais, a saber, a atribuição aleatória de locais de armazenamento (RSLA) e o armazenamento mais próximo dos transportadores de camada de saída (COLCS). Em geral, o RSLA tem a melhor utilização de espaço e o COLCS tem o menor tempo de fluxo esperado para operações de recuperação. Duas estratégias gerais de OP são consideradas no presente estudo. Primeiro, nas operações de armazenamento, as minicargas que chegam recebem tratamento preferencial em relação às minicargas que saem. Consequentemente, as operações de recuperação são iniciadas apenas uma vez quando as operações de entrada são concluídas. Por outro lado, na operação alternada (AO), as operações podem se alternar ciclicamente entre recuperação e armazenamento.

Figura 1: Exemplo de um SVM-AS/RS.

A solução

Estudo de caso

Tradicionalmente, as simulações têm sido usadas como uma ferramenta de tomada de decisão para operações logísticas a fim de garantir que as operações contínuas sejam mantidas (Takakuwa 1994; Gaku e Takakuwa 2018). Os dois conjuntos a seguir de especificações SVM-AS/RS apropriadas são considerados para garantir pelo menos 500 racks:

  • Tipo A: 2 bancos, 50 baias, 5 níveis = 500 racks;
  • Tipo B: 2 bancos, 45 baias, 6 níveis = 540 racks.

Quando as operações de armazenamento ou recuperação sofrem congestionamento, os OPs e SLAAs devem ser considerados. Com base em (Gaku e Takakuwa 2018), o presente estudo tem como objetivo fornecer uma avaliação rápida do desempenho de SVM-AS/RSs em um ambiente logístico dinâmico, considerando tanto OPs quanto SLAAs. A Figura 2 mostra o intervalo de confiança de 95% no tempo de fluxo total médio para operações de armazenamento e recuperação, considerando duas estratégias gerais de OP e dois SLAAs diferentes. Observe que a AO com RSLA oferece o menor tempo de fluxo esperado para as operações de armazenamento e recuperação.

Figura 2: intervalo de confiança de 95% sobre o tempo de fluxo total médio para operações de armazenamento e recuperação.

O impacto nos negócios

Conclusão

Foi demonstrado como os experimentos de simulação podem ser realizados para examinar o desempenho dinâmico de diferentes layouts, levando em consideração OPs e SLAAs. Quando as operações de armazenamento e recuperação sofrem congestionamento, o AO com RSLA oferece o menor tempo de fluxo esperado para as operações de armazenamento e recuperação.

Agradecimentos

Esta pesquisa foi parcialmente apoiada pela Sociedade Japonesa para a Promoção da Ciência (JSPS) KAKENHI Grant Numbers 17K1380, 17KK0078 e 19K01921.

Referências

Gaku R. e S. Takakuwa. 2018. "Análise de simulação de sistemas AS/RS de mini-carga do tipo veículo de ônibus espacial em grande escala". Em Proceedings of the 2018 Winter Simulation Conference, editado por M. Rabe, A.A. Juan, N. Mustafee, A. Skoogh, S. Jain e B. Johansson, 2966-2976. Piscataway, Nova Jersey: Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.

Takakuwa, S. 1994. "Precise Modeling and Analysis of Large-scale AS/RS" (Modelagem e análise precisas de AS/RS em grande escala). Em Proceedings of the 1994 Winter Simulation Conference, editado por J. D. Tew, S. Manivannan, D. A. Sadowski e A. F. Seila, 1001-1007. Piscataway, Nova Jersey: Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.