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Calzavara, Martina (2016) INNOVATIVE METHODS AND MODELS FOR INTEGRATED WAREHOUSE PICKING SYSTEMS DESIGN. [Tesi di dottorato]

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Abstract (inglese)

The warehouse picking area is the zone within a warehouse in which the shipping units for the customers are created, through the pick of the required products from the various stocking locations. When there is the presence of human operators, walking or travelling within the warehouse aisles to retrieve the items needed by the customers and reported on their picking lists, the picking system is called manual picker-to-parts picking system. Although several automated solutions have been developed so far, these kind of systems are still the most widespread ones, since the presence of human pickers warrants great flexibility as well as relatively low investment costs. Due to its peculiarities, warehouse picking is often referred to as the most cost- and time-consuming activity in a warehouse, accounting for about 50% of all operating costs. Furthermore, this aspect becomes even more critical considering the recent trends that characterise the current logistics context, in which the goods are expected to be delivered always in a faster way, in small quantities and with a high service level. This need of fulfilling the customer orders in a very small time window translates into a consequent deep necessity for practitioners and warehouse managers of improving the performances of the picking activities.
In such a background, the present dissertation aims at proposing a set of innovative methods and procedures useful for warehouse manual picker-to-parts picking systems design. In particular, it is based on the main assumption that the improvement of the picking performances can be achieved by reducing the time needed to process the picking orders. Following the research by Tompkins et al. (2010), reporting which time components are the most impacting ones during a picking tour, this thesis proposes some actions and, subsequently, some methods leading to travel time reduction, product search time reduction, item physical pick time reduction and, finally, overall time reduction.
The thesis is structured into 4 main parts:
(1) Analysis of the current logistics context to define the operating conditions of the warehouse picking systems
(2) Proposal of actions for travel time reduction, arriving to the development of integrated procedures for the reduction of the distances travelled by the operators
(3) Proposal of actions for search and pick time reduction, defining the need of paperless picking adoption
(4) Proposal of actions for overall time reduction, through the study of the ergonomic impact of the picking activities
Part of the research has been carried out as a visiting Ph.D. Student at the Department of Law and Economics of the TUD - Technische Universität Darmstadt in Darmstadt, Germany, in collaboration with prof. Christoph Glock and Dr. Eric Grosse.
The research work presented in this thesis has also led to several scientific contributions, both in international conferences and international journals.

Abstract (italiano)

L’area di picking (o prelievo frazionato) all’interno di un magazzino è la zona in cui vengono create le unità di spedizione dei clienti, attraverso il prelievo dei prodotti richiesti dalle varie locazioni di stoccaggio. Se in questa area vi è la presenza di operatori umani, che camminano o viaggiano all’interno dei corridoi del magazzino per recuperare gli oggetti richiesti dai clienti, e riportati sulle loro liste di prelievo, il sistema di picking viene chiamato sistema di picking manuale operatore-verso-materiale. Nonostante nel tempo siano state inventate e sviluppate numerose soluzioni automatizzate, questo tipo di sistema è ancora il più diffuso, dato che la presenza degli operatori garantisce una grande flessibilità così come dei costi di investimento relativamente contenuti. A causa delle sue peculiarità, l’attività di picking di magazzino viene spesso indicata come l’attività che richiede maggiori sforzi in termini di costo e tempo, costituendo da sola il 50% di tutti i costi operativi di un magazzino. Inoltre, questo aspetto diventa ancora più critico se si considerano le ultime tendenze che caratterizzano l’attuale contesto logistico, nel quale i clienti richiedono che la merce venga consegnata rapidamente, in piccole quantità e con un elevato livello di servizio. Questa necessità di soddisfare gli ordini cliente in una finestra temporale molto ristretta si traduce in una conseguente necessità per i professionisti e i manager logistici di un miglioramento delle prestazioni delle attività di picking.
All’interno di questo contesto, la presente trattazione si pone come obiettivo quello di proporre un insieme di metodi e procedure innovativi utili alla progettazione di sistemi di picking manuale operatore-verso-materiale. In particolare, questa si basa sull’assunzione principale secondo la quale il miglioramento delle prestazioni di picking può essere raggiunto riducendo il tempo necessario all’evasione degli ordini di prelievo. Partendo dalla ricerca proposta da Tompkins et al. (2010), in cui vengono riportate quali sono le maggiori componenti di tempo che caratterizzano una missione di picking, questa tesi propone alcune azioni e, successivamente, alcuni metodi che portano alla riduzione del tempo di percorrenza, del tempo di ricerca del prodotto da prelevare, del tempo di prelievo fisico del prodotto e, infine, del tempo complessivo.
La tesi si compone di 4 parti principali:
(1) Analisi dell’attuale contesto logistico al fine di definire le condizioni di funzionamento dei sistemi di picking di magazzino
(2) Proposta di azioni per la riduzione dei tempi di percorrenza degli operatori, giungendo allo sviluppo di procedure integrate per la riduzione delle distanze percorse dagli operatori
(3) Proposta di azioni per la riduzione del tempo di ricerca del codice da prelevare e del tempo di prelievo, definendo la necessità di adozione di sistemi di paperless picking
(4) Proposta di azioni per la riduzione del tempo globale, attraverso lo studio dell’impatto ergonomico delle attività di picking
Parte di tale ricerca è stata svolta presso il Dipartimento di Diritto ed Economia del TUD - Technische Universität Darmstadt, a Darmstadt, Germania, in collaborazione con il prof. Christoph Glock e il Dr. Eric Grosse.
Il lavoro di ricerca presentato in questa tesi ha portato anche alla formalizzazione di diversi contributi scientifici, sia in conferenze internazionali che in riviste scientifiche, sempre a carattere internazionale.

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Tipo di EPrint:Tesi di dottorato
Relatore:Persona, Alessandro
Dottorato (corsi e scuole):Ciclo 28 > Scuole 28 > INGEGNERIA MECCATRONICA E DELL'INNOVAZIONE MECCANICA DEL PRODOTTO
Data di deposito della tesi:27 Gennaio 2016
Anno di Pubblicazione:Gennaio 2016
Parole chiave (italiano / inglese):picking di magazzino, procedura di progettazione, riduzione tempo di picking warehouse picking, design procedure, picking time reduction
Settori scientifico-disciplinari MIUR:Area 09 - Ingegneria industriale e dell'informazione > ING-IND/17 Impianti industriali meccanici
Struttura di riferimento:Dipartimenti > Dipartimento di Tecnica e Gestione dei Sistemi Industriali
Codice ID:9201
Depositato il:06 Ott 2016 14:56
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