Sequencing approaches for multiple-aisle automated storage and retrieval systems

Automated storage and retrieval systems (AS/RS) are used in high velocity distribution centres to provide accurate and fast order processing. While almost every industrial system is comprised of many aisles, most of the academic research on the operational aspects of AS/RS is devoted to single-aisle systems, probably due to the broadly accepted hypothesis proposing that an m aisles system can be modelled as m 1-aisle independent systems. In this article, we present two multi-aisles sequencing approaches and evaluate their performance when all the aisles are managed independently first, and then in a global manner. Computational experiments conducted on a multi-aisle AS/RS simulation model clearly demonstrate that a multi-aisle system cannot be accurately represented by multiple single-aisle systems. The numerical results demonstrate that, when dealing with random storage, globally sequencing multi-aisle AS/RS leads to makespan reductions ranging from 14 to 29% for 2- and 3-aisle systems, respectivelyKeywords: automated storage and retrieval systems; multi-aisle; sequencing; simulatio

Gestion des systèmes automatisés d'entreposage : simulation, optimisation et résultats empiriques

Les systèmes automatisés d'entreposage {Automated Storage and Retrieval Systems- AS/RS) sont considérés aujourd'hui comme une technologie de pointe dans le domaine de l'entreposage et de la distribution à haut débit. L'implantation d'un tel système représente un investissement corporatif majeur, il est donc attendu que son niveau de performance soit élevé. Ce niveau de performance, pour un environnement donné, est le résultat d'un ensemble de décisions relatives à la fois au design et au contrôle du système. Pour cette raison, tant aux niveaux industriel qu'académique, on cherche à développer des approches permettant de modéliser, concevoir et contrôler au mieux ces systèmes qui jouent un rôle critique dans les chaînes logistiques modernes. À cette fin, plusieurs approches issues de la recherche opérationnelle peuvent être appliquées. Cette thèse comporte quatre articles, présentant chacun un aspect distinct de l'étude des AS/RS. Nous présentons, dans le premier article, une revue de littérature traitant des approches de modélisation des AS/RS. L'étude met l'accent sur les hypothèses de modélisation employées dans les différents articles et qui ne sont pas toujours intuitives, ni même mentionnées. Cette réalité fait en sorte qu'il est parfois très difficile d'exploiter les résultats de recherches précédentes afin de les transposer dans un autre contexte. En plus d'isoler les hypothèses de modélisation, nous présentons une structure séparant les différentes questions de recherche en fonction des problèmes étudiés. Les résultats de cette revue prennent la forme d'une synthèse permettant d'associer, pour un problème donné, les études et résultats provenant de contextes similaires. Nous proposons dans le second article un modèle de simulation à événements discrets conçu pour étudier les AS/RS à charge unitaire. En prenant appui sur la programmation orientée-objet, le modèle a été conçu de manière à pouvoir aisément modéliser plusieurs configurations, comme par exemple les systèmes à plusieurs allées ou les AS/RS visant à gérer la collecte de petits items dans des contenants. Une description détaillée du moteur de simulation est donnée. C'est grâce à ce modèle que les chapitres subséquents ont pu voir le jour, en permettant l'étude empirique de ces systèmes hautement complexes et dynamiques. Dans le troisième article, nous présentons une étude sur le problème de gestion de l'espace dans les AS/RS. Ce problème consiste à définir, pour chaque localisation de stockage, le ou les produits pouvant y être stockés. Nous nous intéressons principalement à l'étude de l'entreposage par zones dont le nombre peut varier entre une seule zone et autant de zones qu'il y a de produits. La gestion de l'espace a suscité beaucoup d'intérêt scientifique vers la fin des années 70. Plusieurs modèles analytiques ont été formulés, résultant en certaines conclusions largement acceptées dans tous les milieux. Cependant, nous constatons que la validité de ces modèles analytiques repose sur certaines hypothèses restrictives. À l'aide du modèle de simulation présenté, nous montrons que ces conclusions ne tiennent plus lorsque nous nous transposons dans un contexte réaliste. Ce nouveau résultat nous amène à voir la gestion de l'espace en fonction des caractéristiques des produits entreposés. Dans le quatrième article, nous portons notre attention sur le problème de séquencement des requêtes dans un AS/RS. Le séquencement des requêtes consiste à définir l'ordre dans lequel les requêtes de stockage et de collecte seront complétées selon un horizon à durée déterminée, dans un objectif de minimisation du temps de cycle moyen. Cela revient à maximiser le rendement du système. Pour ce faire, nous proposons une adaptation des heuristiques de la littérature pour traiter le cas de séquencement dynamique, puis nous proposons une des premières formulations mathématiques au problème. Par la suite, nous évaluons les opérations du système à l'aide du modèle de simulation détaillé dans le deuxième article. Les résultats empiriques obtenus illustrent l'effet positif du séquencement sur la performance du système en plus de fournir une comparaison des différentes approches de séquencement étudiées. À travers ces quatre chapitres, nous démontrons que la simulation et l'optimisation des systèmes automatisés d'entreposage posent plusieurs défis. Nous avons présenté un modèle de simulation robuste qui a permis de faire avancer les connaissances dans le domaine de la gestion de l'espace et du séquencement des requêtes

On sequencing policies for unit-load automated storage and retrieval systems

Automated Storage and Retrieval System (AS/RS) performance high ly depends on the characteristics of the mechanical equipment. However, once the system has been physically implemented, achieving its maxim um efficiency depends on the wa y the system is operated. This paper it shows that request sequencing (i.e., planning the orde r in which storage and retrieval requests are performed) is of p aramount importance in AS/RS per formance. This paper reviews and adapts the most popular storage and sequencing policies to dynamic contexts, and then it proposes a “sequencing mathematical model” (SMM) to simultaneou sly solve the sequencing and storage location problems. Extensive computational results based on a thorough simulation experiment plan confirm that performing the requests in the rig ht sequence can have a positive impact on AS/RS performance. O ur results show that the proposed sequencing mathematical model regularly outperforms other methods. When used in a dynam ic context, the proposed SMM may yield up to a 25% reducti on in average travel-time comp ared to the situation where a no-sequencing method is applied

Solving the vehicle routing problem with lunch break arising in the furniture delivery industry

In this paper we solve the Vehicle Routing Problem with Lunch Break (VRPLB) which arises when drivers must take pauses during their shift, for example, for lunch breaks. Driver breaks have already been considered in long haul transportation when drivers must rest during their travel, but the underlying optimization problem remains difficult and few contributions can be found for less than truckload and last mile distribution contexts. This problem, which appears in the furniture delivery industry, includes rich features such as time windows and heterogeneous vehicles. In this paper we evaluate the performance of a new mathematical formulation for the VRPLB and of a fast and high performing heuristic. The mixed integer linear programming formulation has the disadvantage of roughly doubling the number of nodes, and thus significantly increasing the size of the distance matrix and the number of variables. Consequently, standard branch-and-bound algorithms are only capable of solving small-sized instances. In order to tackle large instances provided by an industrial partner, we propose a fast multi-start randomized local search heuristic tailored for the VRPLB, which is shown to be very efficient. Through a series of computational experiments, we show that solving the VRPLB without explicitly considering the pauses during the optimization process can lead to a number of infeasibilities. These results demonstrate the importance of integrating drivers pauses in the resolution process

Analysis of shared common genetic risk between amyotrophic lateral sclerosis and epilepsy

Because hyper-excitability has been shown to be a shared pathophysiological mechanism, we used the latest and largest genome-wide studies in amyotrophic lateral sclerosis (n = 36,052) and epilepsy (n = 38,349) to determine genetic overlap between these conditions. First, we showed no significant genetic correlation, also when binned on minor allele frequency. Second, we confirmed the absence of polygenic overlap using genomic risk score analysis. Finally, we did not identify pleiotropic variants in meta-analyses of the 2 diseases. Our findings indicate that amyotrophic lateral sclerosis and epilepsy do not share common genetic risk, showing that hyper-excitability in both disorders has distinct origins

Search for dark matter produced in association with bottom or top quarks in √s = 13 TeV pp collisions with the ATLAS detector

A search for weakly interacting massive particle dark matter produced in association with bottom or top quarks is presented. Final states containing third-generation quarks and miss- ing transverse momentum are considered. The analysis uses 36.1 fb−1 of proton–proton collision data recorded by the ATLAS experiment at √s = 13 TeV in 2015 and 2016. No significant excess of events above the estimated backgrounds is observed. The results are in- terpreted in the framework of simplified models of spin-0 dark-matter mediators. For colour- neutral spin-0 mediators produced in association with top quarks and decaying into a pair of dark-matter particles, mediator masses below 50 GeV are excluded assuming a dark-matter candidate mass of 1 GeV and unitary couplings. For scalar and pseudoscalar mediators produced in association with bottom quarks, the search sets limits on the production cross- section of 300 times the predicted rate for mediators with masses between 10 and 50 GeV and assuming a dark-matter mass of 1 GeV and unitary coupling. Constraints on colour- charged scalar simplified models are also presented. Assuming a dark-matter particle mass of 35 GeV, mediator particles with mass below 1.1 TeV are excluded for couplings yielding a dark-matter relic density consistent with measurements

Forward-central two-particle correlations in p-Pb collisions at root s(NN)=5.02 TeV

Two-particle angular correlations between trigger particles in the forward pseudorapidity range (2.5 2GeV/c. (C) 2015 CERN for the benefit of the ALICE Collaboration. Published by Elsevier B. V.Peer reviewe

Event-shape engineering for inclusive spectra and elliptic flow in Pb-Pb collisions at root(NN)-N-S=2.76 TeV

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