Tesi Erick Baldi

Modelli e algoritmi per l’ottimizzazione di layout fieristici Università degli Studi di Bologna II facoltà di Ingegneria DEIS - Sede di Cesena Corso di laurea in Ingegneria Informatica Tesi in Ricerca Operativa L-A Relatore : Prof. Ing. Silvano Martello Correlatori : Prof. Ing. Daniele Vigo Dott. Ing. Manuel Iori Tesi di laurea di Erick Baldi

Obiettivi del progetto

Trovare un layout ottimale per un’area espositiva, implementando algoritmi e tecniche della ricerca operativa

Test e verifica dei risultati con controllo dell'attinenza alle specifiche e ai vincoli imposti dai vari contesti

Confronto tra:

risultati ottenuti mediante implementazione software degli algoritmi della Ricerca Operativa

VS

layout originali proposti dalle organizzazioni locali

Erick Baldi Tesi di Laurea – Ing. Informatica 24 Luglio 2008

Problemi e vincoli

Considerare uno specifico ambiente-contesto fieristico e sfruttare tutti gli spazi predisposti per un layout ottimale

Porre attenzione alle varie constraints :

percorsi e spazi;

punti di sosta;

ostacoli e infrastrutture;

barriere architettoniche;

ecc.

Erick Baldi Tesi di Laurea – Ing. Informatica 24 Luglio 2008 ostacolo generico colonne alberi punto di sosta Forma irregolare della superficie espositiva

Modelli e algoritmi

Problemi riconducibili al layout fieristico

Cutting and Packing problems a una dimensione

Knapsack 0-1 (binary)

Bin packing problem (BPP)

Cutting and Packing problems a due dimensioni

Two dimensional bin packing problem (2BPP)

Two dimensional strip packing problem (2SPP)

Two dimensional knapsack problem (2KP)

Sono ancora pochi i riferimenti bibliografici e le soluzioni improntati sull’analisi e lo studio di layout fieristici (Fair Layout Problems)

Applicazione del problema

““ data una superficie S per l’esposizione di forma anche irregolare e non convessa, e un numero n di stand uguali e rettangolari , si vuole massimizzare il numero di stand contenuti in S cercando di rispondere alle esigenze di un layout in un contesto fieristico ””

Gli stand non devono sovrapporsi

Gli stand devono essere completamente contenuti in S, ovvero i confini degli stessi non possono oltrepassare quelli dell’area disponibile per l’esposizione

Gli stand devono essere disposti in modo che i clienti possano facilmente accedervi e visitarli

Oltre a questi, si possono considerare altri vincoli addizionali a seconda delle necessità del richiedente Erick Baldi Tesi di Laurea – Ing. Informatica 24 Luglio 2008

Risoluzione matematica H W δ δ Si definiscono Analogamente, per gli stand sono definite le dimensioni w δ e h δ Erick Baldi Tesi di Laurea – Ing. Informatica 24 Luglio 2008 = 2 = 3

Fair Layout Optimization Problem 24 Luglio 2008 Tesi di Laurea – Ing. Informatica Erick Baldi FLOP1 : si deve poter accedere a tutti gli stand da ambo i lati Ogni stand ha dimensioni [h x w], mentre i passaggi hanno dimensione pari ad [a]; [s] è la distanza tra i singoli stand. FLOP2 : è possibile disporre gli stand in striscie accoppiate senza spazi tra di esse. L’accesso avviene dal lato livero di ciascuno stand. Nuovo parametro [d], rappresenta la spaziatura verticale tra gli stand

Applicazione a casi reali (1)

FIERA DEL LEVANTE

3 padiglioni

contesto fieristico all’aperto

forme irregolari dell’area

dimensioni standard degli stand di 4 x 4 metri

dimensioni dei corridoi:

pad.11: 4 x 3 metri (orizz. x vert.)

24 Luglio 2008 Tesi di Laurea – Ing. Informatica Erick Baldi

FIERA DI BOLZANO

1 padiglione

contesto fieristico al chiuso

forma piuttosto regolare dell’area

dimensioni [a] dei corridoi di 4 metri

24 Luglio 2008 Tesi di Laurea – Ing. Informatica Erick Baldi

EXPO FERROVIARIA

2 padiglioni

contesto fieristico al chiuso

forme piuttosto regolari dell’area

dimensioni [a] dei corridoi di 3 metri

24 Luglio 2008 Tesi di Laurea – Ing. Informatica Erick Baldi Padiglione 1 Padiglione 2

Implementazione via software Il software crea le piantine dei padiglioni in base all’elaborazione su file di input contenenti le dimensioni e le coordinate della planimetria e i dati che riguardano i vincoli e le constraints imposte dal contesto e dal FLOP Erick Baldi Tesi di Laurea – Ing. Informatica 24 Luglio 2008 input file elaborazione output

Risultati ottenuti Fiera del Levante di Bari Expo Ferroviaria 2008 Fiera di Bolzano Le soluzioni proposte migliorano in generale l’ottimizzazione del layout rispetto ai casi già proposti dalle rispettive organizzazioni. Come previsto, inoltre, le soluzioni ricavate dal FLOP2 sono migliori rispetto a quelle del FLOP1 a causa del minor numero di corridoi. Bisogna inoltre tenere conto che per la creazione delle mappe di input si sono considerati stand di uguale dimensione, mentre nelle soluzioni proposte dagli organizzatori tali misure potevano variare. Per questo motivo in alcuni contesti (es.: pad. 11 della Fiera del Levante) le soluzioni mediante FLOP sono peggiori di quelle originali. Erick Baldi Tesi di Laurea – Ing. Informatica 24 Luglio 2008 90 90 Orig. 100 126 Flop 2 94 112 Flop 1 Pad. D [d] = 2 m Pad. D [d] = 0 16 45 154 Orig. 31 31 114 Flop 2 24 27 89 Flop 1 Pad.129 Pad.116 Pad.11 219 114 Orig. 781 374 Flop 2 578 274 Flop 1 Pad.2 Pad.1

Conclusioni

Valutare un layout basandosi esclusivamente sulle misure dei padiglioni, degli stand e dei corridoi non è forse abbastanza, ma definisce sicuramente un ottimo punto di partenza ed in alcuni casi un punto d’arrivo molto utile per il raggiungimento della soluzione ottimale

Il software implementa i modelli matematici in modo preciso e accurato, in maniera piuttosto veloce e scalabile. Inoltre, mediante piccole modifiche ai vincoli e ai parametri, è possibile adattare il lavoro ai casi più differenti ed eterogenei fra loro.

Il software (in corso di sviluppo e miglioramento) può essere adattato e utilizzato per vari contesti fieristici e si rivela dunque una valida e comoda soluzione per gli organizzatori.

Sicuramente l’applicazione degli algoritmi della Ricerca Operativa a contesti fieristici è una materia del tutto nuova e in corso di sviluppo, perciò tutti gli studi a riguardo sono mirati al miglioramento delle tecniche teoriche e pratiche per creare software sempre più flessibili e che soddisfino appieno i problemi di questo genere.

Modelli e algoritmi per l’ottimizzazione di layout fieristici Tesi di Laurea di Erick Baldi Ingegneria Informatica Università degli Studi di Bologna Erick Baldi Tesi di Laurea – Ing. Informatica 24 Luglio 2008 FINE