Světový obchod stojí na kontejnerech a každé zefektivnění jejich pohybu šetří miliony. Peter Kochelka ve své bakalářské práci na MFF UK vyvinul inovativní vizualizační a simulační software, který v reálném čase řídí „život“ automatizovaného skladu. Jeho systém v prostředí Unity koordinuje nákladní vozy a jeřáby tak, aby byla distribuce nákladu plynulá a bez kolizí. Výsledkem je praktický nástroj, který díky optimalizovaným strategiím ukládání dokáže zrychlit logistické operace až o polovinu.
Jak byste stručně představil svou práci?
Svetový obchod dnes stojí na kontajneroch. Každé malé zlepšenie procesu ich prepravy sa preto prejaví výrazným znížením nákladov. Ja som sa preto vo svojej práci venoval efektivite plánovania operácií v automatických skladoch, v ktorých nákladné autá a žeriavy spolupracujú na ukladaní a vyskladňovaní kontajnerov. Zameral som sa predovšetkým na návrh a experimentálnu analýzu heuristických stratégii ukladania kontajnerov do stohov.
Kontajnerový sklad
V práci som navrhol šesť rôznych ukladacích stratégií. Aby som ich mohol zmysluplne porovnať, navrhol som jednotný algoritmus pre plánovanie bezpečných (bez kolízií) ciest áut v sklade.
Nakoniec som to všetko spojil a otestoval v simulačnom prostredí, ktoré som pre tento účel vyvinul v Unity. Stratégie som testoval pre rôzne veľkosti skladov, rôzne počty áut a povolených ciest pre ne.
Co vás inspirovalo k tomu, abyste se zaměřil právě na téma plánování skladů?
Keďže ma zaujímala optimalizácia a plánovanie, ktorým sa okrem iného venuje pán profesor Barták, oslovil som ho a celkom rýchlo sme sa dopracovali k tejto téme. Oslovilo ma najmä to, že ide o problém z reálneho života, ktorého dopad je viditeľný okamžite. Zároveň ma zaujal kontrast medzi jednoduchosťou zadania a zložitosťou riešenia. Problém rýchlo pochopil každý, komu som ho vysvetľoval, no napriek tomu je náročné vymyslieť prijateľné riešenie.
Priebeh naloženia a vyloženia skladu
Můžete vysvětlit, jaká konkrétní využití má vaše práce?
Prvým prínosom je spomínaný algoritmus pre plánovanie bezpečných ciest áut v sklade. Zaujímavý je aj napriek svojej zjavnej neoptimálnosti, a to vďaka veľkosti a tvaru áut, ktoré v kombinácii s otáčaním áut počas cesty robia toto plánovanie mierne náročnejším než je pri výskume hľadania ciest bežné.
Druhým prínosom je podrobná analýza ukladacích stratégií, ktorá umožnila niektoré z nich vďaka odstráneniu nepresností zrýchliť až o 10%.
Rozdiel medzi pôvodnou a vylepšenou stratégiou Minimize
Workload
Tretím prínosom je simulačné prostredie, ktoré túto analýzu vôbec umožňuje.
S jakými technologiemi jste pracoval, jaké metody jste využíval, a proč zrovna tyto?
Unity 3D a python. Na Unity ma oslovilo, že sa v ňom používa C#, v ktorom si spomedzi programovacích jazykov verím najviac. Python bol zas veľmi užitočný pri podrobnej analýze výsledkov experimentov.
Ukážka simulačného prostredia
Co bylo během psaní vaší práce nejtěžší, bylo něco, na čem jste se zasekl, byla nějaká cesta, co nikam nevedla? Je něco, co byste zpětně udělal jinak?
Nečakane dlho mi trval návrh algoritmu pre plánovanie ciest viacerých áut naraz a nakoniec som s ním nebol ani taký spokojný. Musel som pokryť veľké množstvo rôznych situácií a kým som vymyslel dostatočne dobrú abstrakciu, takmer som to vzdal.
Spätne by som oveľa skôr čítal odborné články k téme, keďže by som nemusel niektoré veci vymýšľať zbytočne sám a mohol som mať relevantnejšie výsledky.
Co považujete za nejdůležitější výsledek nebo závěr své práce?
Voľba vhodnej stratégie ukladania kontajnerov sa ukázala ako naozaj kľúčová pre efektivitu skladu, keďže najlepšie stratégie boli v priemere až o polovicu rýchlejšie, čo by v praxi odpovedalo ušetreniu obrovského množstva zdrojov.
Porovnanie časov behu
jednotlivých ukladacích stratégií
Jaké jsou vaše plány do budoucna?
Momentálne pracujem vo firme AristoTelos, kde sa zaoberáme optimalizáciou plánovania pracovných zmien vo firmách. Pri optimalizácii a plánovaní teda ešte zrejme nejakú dobu ostanem. Okrem toho by som sa rád zlepšil v strojovom učení a snáď ho v týchto oblastiach aj úspešne aplikoval.
Odkaz:
Bakalářská práce Plánování skladů kontejnerů
Původní materiál Informatické sekce
