OPTITEAMS (Ottimizzatore dello scheduling delle squadre destinate alle operazioni di manutenzione di servizi distribuiti su un’area geografica)

Risultato della ricerca:

L’attività di ricerca è incentrata sullo sviluppo di modelli e metodi di ottimizzazione per il problema dello scheduling e routing ottimale delle squadre di operatori, da assegnare ai punti di intervento di una rete logistica nel rispetto di vincoli operativi e sulla base delle competenze delle squadre. Nella letteratura scientifica dedicata ai problemi di Management e Operations Research questo problema rientra nella classe dei “Workforce Scheduling and Routing Problems”. I risultati della ricerca sono rappresentati da algoritmi innovativi, capaci di fornire soluzioni ammissibili per il problema, nel rispetto di scenari operativi e di richieste di intervento che possono variare dinamicamente su un orizzonte temporale di breve periodo. Le performance di tali algoritmi sono valutabili in termini di numero di soluzioni ammissibili fornite in funzione degli obiettivi da perseguire, capacità di adattare in real-time le soluzioni trovate alle condizioni operative, scalabilità delle prestazioni degli algoritmi all’aumentare delle dimensioni della rete logistica sulla quale vengono eseguiti.

Riferimento a finanziamenti precedenti:

Alcuni temi di ricerca relativi alla classe dei problemi rinominati come “Workforce Scheduling and Routing Problems” sono stati finanziati con il bando POR Calabria FERS FSE 2014-2020, ASSE I – PROMOZIONE DELLA RICERCA E DELL’INNOVAZIONE, Progetti di Ricerca Industriale e Sviluppo Sperimentale. Titolo Progetto: CaST.

Innovatività rispetto a soluzioni già esistenti:

Dal punto di vista scientifico, i “Workforce Scheduling and Routing Problems” rappresentano una classe di problemi di ottimizzazione combinatoria, nella quale scelte tattiche e operative devono essere assunte in maniera integrata e coordinata: quali squadre assegnare a quali punti di intervento in relazione alle competenze e come instradare le squadre sulla rete logistica per raggiunger ei punti di intervento assegnati nel rispetto di vincoli operativi diversi. Gli approcci risolutivi proposti in letteratura sono basati su tecniche algoritmiche euristiche di ricerca locale, metodi matematici di decomposizione e matheuristiche. Rispetto ai modelli esistenti in letteratura, quello studiato rappresenta una evoluzione dal punto di vista dei vincoli considerati e degli obiettivi da raggiungere. In particolare, rispetto alla letteratura scientifica esistente, il problema studiato considera le seguenti caratteristiche: – Finestre temporali multiple nei punti di visita – Matrice dei tempi di percorrenza tempo-dipendente – Routing con origini e destinazioni diverse delle squadre di lavoro – Funzione obiettivo, pesata in funzione delle esigenze aziendali, che tiene conto dei costi di assegnamento delle squadre, dei costi e/o tempi per il routing delle squadre, del numero di squadre che operano. Dal punto di vista dell’innovazione software, il prototipo sviluppato offre un livello di flessibilità e di adattabilità ai contesti applicativi reali che nessun altro prodotto esistente in commercio è in grado di garantire. In particolare, la piattaforma web offre le seguenti funzionalità: – generare un insieme di soluzioni ammissibili Pareto-ottime, calcolate in funzione dei pesi attribuiti agli obiettivi – consentire la modifica della struttura della soluzione da parte dell’operatore – aggiornare la soluzione in real-time, in funzione di variazioni intervenute nelle richieste di intervento o sulla rete logistica.

Titoli di proprietà intellettuale:

Al momento i risultati della ricerca non sono protetti da titoli di proprietà intellettuale.

Principali applicazioni e mercato di riferimento:

Le principali applicazioni a cui destinare i risultati della ricerca sono inerenti ai seguenti settori industriali:

1. logistica distributiva: gestione ottimale delle risorse per effettuare servizi che prevedano consegne o prelievi di merce presso clienti distribuiti su un’area geografica.
2. scheduling delle squadre di lavoro: gestione ottimale di risorse umane con diverse competenze e abilità, da assegnare ad attività di manutenzione ordinaria e straordinaria.
3. trasporto pubblico: gestione ottimale delle squadre di drivers da assegnare ai mezzi di trasporto pubblico e pianificazione strategica delle corse su un orizzonte temporale annuale.
4. turismo e servizi: servizi di tourist tour planner, routing e servizi di supporto alle decisioni a vari livelli nella filiera turistica al fine di potenziare l’esperienza turistica e rendere l’accesso ai servizi quanto più facile e trasparente possibile.

La linea di ricerca sopra descritta e le applicazioni che da essa possono essere implementate trovano riscontri in diversi mercati di riferimento, quali ad esempio:

• Turismo e servizi: l’utilizzo delle applicazioni di routing e di pianificazione di eventi può permettere l’accesso a tecnologie solitamente utilizzate dai big player del settore turismo anche ai piccoli operatori, così da favorire la crescita sostenibile dei territori.
• Logistica Distributiva: Coordinare i turni del personale è fondamentale per la buona gestione aziendale, infatti è indispensabile per minimizzare i costi (quantità del personale impiegato) e rispettare i vincoli sindacali, ma anche per bilanciare i carichi di lavoro in modo da mantenere un buon livello di soddisfazione dei lavoratori.

Trasporto Pubblico: L’Italia è uno dei Paesi Europei a più alta densità di traffico interno che si distribuisce in maniera non uniforme lungo tutta la sua rete di trasporti, con esternalità pesanti in termini di congestione, inquinamento ambientale e sicurezza e con elevata vulnerabilità verso eventi, anche puntuali, di tipo eccezionale.

Esigenze per l’ulteriore sviluppo – Industrializzazione:

Lo stato attuale della ricerca (TRL 4) necessita di ulteriori step di sviluppo. I modelli e gli algoritmi ad oggi implementati sono stati sviluppati tramite linguaggio di programmazione e testati su benchmark di letteratura. E’ necessario pertanto implementare una architettura informatica prototipale web based, nella quale le componenti algoritmiche di ottimizzazione vengano integrate con una interfaccia grafica per la gestione interattiva da terminale e testate su data set pilota. Successivamente il prototipo dovrà essere validato e testato in ambiente reale fino al raggiungimento di un TRL 9.