Un procedimiento greedy para el problema de posicionamiento de vehículos en sistemas complejos de transporte automatizado para manufactura

A Greedy Procedure for Vehicle Positioning in Complex Automated Transportation Systems used in Manufacturing

Este artículo analiza el problema de localización o posicionamiento de vehículos para el transporte de producto en proceso en una fábrica automatizada de producción. El problema tratado está inspirado en una aplicación real en la industria de los semiconductores. La principal diferencia con respecto a trabajos precedentes en la literatura radica en la naturaleza unificada del sistema de transporte, con la cual es posible disminuir el número de movimientos por vehículo y transportar el producto en proceso directamente de una máquina a la siguiente, sin necesidad de pasar por almacenamientos intermedios temporales. Puesto que el número de vehículos es limitado, se hace necesario implementar estrategias inteligentes para satisfacer eficientemente las demandas de transporte. Para resolver este problema, en trabajos anteriores se ha propuesto un enfoque de toma de decisiones basado en la optimización y simulación según la jerarquía de decisiones tácticas y operativas, respectivamente. En este trabajo se estudia sólo la parte táctica, donde gracias a estimaciones estáticas, el objetivo es determinar la mejor manera de distribuir los vehículos dentro de la fábrica, con el fin de satisfacer las demandas en el menor tiempo posible. Se propone un procedimiento heurístico de resolución basado en el principio greedy con estrategia de búsqueda local. Se realiza un estudio experimental comparativo empleando juegos de datos de una planta de manufactura automatizada. Los resultados muestran la pertinencia del método propuesto, a través del mejoramiento de los indicadores de gestión del sistema productivo y del tiempo de cálculo para la toma de decisiones en tiempo real.

INTRODUCCIÓN

Dadas las condiciones actuales de competencia en un mercado cada vez más globalizado, las empresas están viendo la automatización de todos sus procesos de manufactura (operaciones de fabricación y de transporte y manipulación de los productos) como una muy buena alternativa para incrementar los rendimientos del sistema productivo. Este artículo se ocupa de las operaciones de transporte del producto en proceso entre las etapas de fabricación. Esta es una parte importante en todo sistema de fabricación, tanto en términos de costos como en tiempo de producción.

Estudios empíricos muestran que únicamente un 5% del tiempo total de manufactura de un producto corresponde a las actividades que le agregan valor (Askin y Goldberg, 2002); el resto, al tiempo que el producto permanece tanto en las filas de espera como en actividades de transporte entre las operaciones de manufactura. En consecuencia, se han efectuado grandes esfuerzos en la industria, referidos en la literatura al diseño y operación eficiente de los sistemas de transporte automatizado (AMHS, por su sigla en inglés de Automated Material Handling Systems).