Modelado y resolución del problema de rutas de preparación de pedidos conjuntos

Abstract

En el presente trabajo se abarc a la resolución del problema del agrupamiento de pedidos en lotes y la definición de la ruta para la preparación de los mismos. Este problema es comúnmente conocido como el JOBPRP por sus siglas en ingles (Joint Order Batching and Picker Routing Problem). Este problema supone una alta contribución a los costes logísticos de un almacén por lo que las empresas se preocupan cada vez más por optimizar dicho proceso. Para ello, entre los posibles métodos existentes de resol ución de este tipo de problemas se propone la implementación de un modelo matemático para la obtener una solución exacta del mismo. El caso de estudio se centra en almacenes de compra online, haciendo uso de una base de datos disponible en internet que rec oge pedidos de usuarios reales , además de un simulador que genera relaciones entre los productos y las posiciones de almacenaje generadas según el lay out que se establece como dato de partida. Para la implementación de este modelo matemático se programa l a formulación del mismo en el lenguaje de programación Python, haciendo uso del intérprete Spyder. Se elige este lenguaje de programación debido a la sencillez del mismo y otras características que lo convierten en un lenguaje de fácil aprendizaje. E l códi go del modelo matemático se desarrolla con el fin de ser posteriormente ejecutado con el solver de optimización Gurobi. Del análisis llevado a cabo para el desarrollo del presente trabajo y la implementación para varios ejemplos, se determina que el probl ema JO BPRP , resulta difícil de resolver de manera exacta debido a su naturaleza, ya que se trata de una combinación de dos problemas complejos. El tiempo computacional para resolver este problema a través de un método exacto de resolución aumenta exponenci almente con el tamaño del problema por lo que se determina que sería más conveniente abordar este problema mediante métodos de resolución aproximados.

The aim of this p roject is to investigate and solve the Joint Order Batching and Picker Routing Problem (JOBPRP ). This problem represents a high contribution to the logistics costs of a warehouse and companies are increasingly concerned with optimizing this process. I n order to achieve a solution for it , among the possible existing methods of solving this type of problem, in this project is proposed the implementation of a mathematical model to obtain an exact solution of t he problem . The case of study focuses on online supermarket shopping, using a database available on the Internet that coll ects orders from real users, in addition to a simulator that generates correlations between products and storage positions generated ac cording to the desired lay out, given this as an input to the generator. For the implementation of this mathematical mo del, the formulation is programmed in the Python programming language, using the Spyder interpreter. This programming language is chosen due to its simplicity and o the r characteristics that make it an easy to learn language. The code of the mathematical mo del is developed in order to be later executed with the optimization solver Gurobi. From the analysis carried out during the development of the present project and the implementation for several examples, it is determined that the JOBPRP problem is diffic ult to be exactly solved due to its nature, since it is a combination of two complex problems. The computational time to solve this problem through an exact method of resolution increases exponentially with the size of the problem so it is determined that it would be more convenient to address this problem through approximate methods of resolution.