Definizione di algoritmi di ottimizzazione per le operazioni di consegna e ricarica smart di robot mobili in aree pedonali

Abstract

Il presente lavoro considera un problema di consegna dell'ultimo miglio in cui vengono impiegati robot autonomi per il trasporto di pacchi in un'area pedonale. Quest'area può essere un campus universitario, un quartiere residenziale o un campus aziendale in cui non possono circolare veicoli; le consegne ai diversi edifici sono quindi organizzate attraverso un punto di raccolta comune, in cui i corrieri scaricano i pacchi e da cui un insieme di robot autonomi si muove per consegnarli agli utenti finali. Il punto di raccolta comune è situato in un edificio dotato di fonti rinnovabili e di una batteria di accumulo ed è controllato da un sistema di gestione dell'energia. L'algoritmo di pianificazione proposto agisce secondo una logica a tempo discreto, in cui a ogni passo temporale vengono pianificate le operazioni di consegna e di ricarica dei robot. Gli obiettivi principali sono il pieno sfruttamento della capacità dei robot, la riduzione del ritardo di consegna, la minimizzazione dei costi di viaggio e lo sfruttamento intelligente dell'energia. Quest'ultimo aspetto viene considerato integrando l'algoritmo proposto con il sistema di gestione dell'energia, che fornisce in ogni passo temporale, un'indicazione su quanto la ricarica del robot sia favorevole dal punto di vista energetico. L'algoritmo di pianificazione viene testato su un caso di studio reale riferito al Campus dell'Università di Genova situato a Savona.

This thesis work considers a last-mile delivery problem in which autonomous robots are employed for transporting parcels in a pedestrian area. This area can be a university campus or a residential district or a corporate campus in which no vehicles can travel; the deliveries to the different buildings are then organized through a common collection point, in which couriers unload the parcels and from which a set of autonomous delivery robots move to deliver them to the final users. The common collection point is located in a building provided with renewable sources and a battery storage and is controlled with an energy management system. The proposed planning algorithm acts according to a discrete-time logic, in which at each time step (e.g. every minute) the dispatching and charging operations of the robots are planned. The main objectives are the full exploitation of the robot capacity, the reduction of the delivery delay, the minimization of the travel costs and the smart energy exploitation. This latter aspect is considered by integrating the proposed algorithm with the energy management system which provides, in each time step, an indication about how much the robot charging is favorable from an energetic point of view. This planning algorithm is tested on a real case study referred to the Campus of the University of Genova located in Savona.