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

Abstract

This paper discusses the problem of vehicle location or positioning for material handling in automated manufacturing systems. The problem is inspired by a real-life application in semiconductor manufacturing. The main difference between this paper and previous works is the consideration of the unified nature of the transport system in which vehicles can travel from one machine to another without passing through intermediate storage. Since a vehicle fleet size is limited, it is necessary to implement intelligent strategies to satisfy transportation requests. Previous Works have focused on hierarchical mathematical programming and simulation approaches. This paper studies the tactical decision level, in which, based on static demand estimates, the objective is to determine the best distribution of vehicles within the factory so as to minimize the time required to service a transport request. A greedy heuristic procedure is proposed. Experimental tests have been conducted using previous data from the literature based on a real-life automated factory. An improvement in both production metrics and computation time has been obtained.

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.