Ottimizzazione del layout dei trolley a bordo linea in ambito automotive: sviluppo di un metodo euristico in Python per ridurre il tempo di picking e migliorare l’ergonomia

Nelle linee di assemblaggio in ambito automotive, i trolley lato linea rappresentano un’interfaccia critica tra logistica e produzione: rendono disponibili componenti e utensili in postazione e influenzano direttamente tempi operativi, rischio di errori e condizioni ergonomiche dell’operatore. Di conseguenza, la disposizione dei componenti nei cassetti del trolley può risultare poco standardizzata o dipendente dall’esperienza dell’operatore, con conseguente aumento dei tempi di picking, maggiore variabilità e posture sfavorevoli, soprattutto in presenza di componenti pesanti. Questa tesi propone lo sviluppo di un metodo di ottimizzazione del layout dei trolley, implementato in Python, con l’obiettivo principale di ridurre il tempo di picking e migliorare l’ergonomia. Il problema viene formalizzato come un problema combinatorio di assegnamento e posizionamento: ogni componente deve essere assegnato ad un cassetto e collocato su una griglia discreta in slot, rispettando i vincoli fisici di compatibilità dimensionale, limiti geometrici e assenza di sovrapposizioni. Oltre alla fattibilità, la qualità del layout viene valutata con un approccio multi-criterio che combina: criteri ergonomici basati sull’altezza di prelievo e su penalità maggiori per componenti pesanti fuori dalla fascia ergonomica; criteri di coerenza operativa, includendo il raggruppamento per stazione e la compatibilità con la sequenza di montaggio; e un modello per la stima del tempo di picking. Per la generazione delle soluzioni viene adottata una ricerca euristica guidata di tipo beam search, progettata per esplorare molte alternative senza provare tutte le soluzioni possibili. L’algoritmo costruisce progressivamente layout parziali, utilizza liste di posizioni candidate per ridurre il costo computazionale e applica criteri di selezione e diversificazione per mantenere soluzioni diverse e promettenti. Il metodo è deterministico, così da favorire replicabilità e standardizzazione del layout, anche in presenza di varianti di veicolo con componenti simili. Il metodo è infine applicato a un caso studio relativo a un trolley impiegato nel tratto della linea di assemblaggio TRIM 1.2, con analisi delle soluzioni generate e confronto in termini di prestazioni attese: tempo di prelievo e qualità ergonomica. I risultati mostrano che un approccio di ottimizzazione guidata aiuta a definire layout più affidabili e standard, riducendo il tempo di prelievo e le attività non a valore aggiunto, e migliorando le condizioni di lavoro in postazione.