Bin Packing Solver

Algoritmo di ottimizzazione che dispone i colli su pallet standard considerando bilanciamento del peso e fragilità

Context

Carico ottimale del pallet per l'automazione logistica

Bin Packing Solver affronta un classico problema di ottimizzazione combinatoria in ambito logistico: come disporre un insieme di colli con dimensioni e pesi noti su un pallet europeo standard nel modo più efficiente possibile. L'algoritmo gestisce contemporaneamente tre vincoli — ingombro spaziale, bilanciamento del peso e fragilità — per produrre una sequenza di impilamento valida e sicura. L'output è un insieme di coordinate e orientamenti per ciascun collo. Questi dati possono essere trasmessi via OPC-UA o ROS 2 direttamente a un braccio robotico per il sorting automatizzato, oppure presentati come istruzioni passo-passo per un operatore umano. La soluzione riduce lo spazio inutilizzato sul pallet, abbassa il rischio di danni alle merci e fornisce un'interfaccia machine-readable pronta per l'integrazione in sistemi di magazzino o di linea produttiva esistenti.

Cosa abbiamo fatto...

Vision

Definizione del problema e requisiti

Il progetto è partito da un'esigenza logistica concreta: automatizzare la decisione di come impilare colli eterogenei su un pallet. I requisiti includevano il supporto alle dimensioni del pallet europeo standard, il bilanciamento del peso e le regole di fragilità.

Structure

Progettazione dell'algoritmo e modellazione dei vincoli

Il solver è stato progettato come algoritmo di ottimizzazione vincolata. Dimensioni, pesi e flag di fragilità dei colli sono modellati come input. I vincoli impongono stabilità fisica, limiti sul baricentro e priorità di impilamento. Lo schema di output è stato definito per essere direttamente consumabile dalle interfacce OPC-UA e ROS 2.

Interface

Implementazione del solver e generazione dell'output

L'algoritmo è stato implementato per produrre, per ciascun collo, le coordinate 3D e l'orientamento sul pallet. Sono state sviluppate due modalità di output: un flusso di dati strutturato per l'integrazione con bracci robotici e un insieme di istruzioni leggibili per la guida dell'operatore manuale.

Launch

Validazione e test di integrazione

Il solver è stato validato su dataset rappresentativi di colli, coprendo casi limite come carichi misti per fragilità e distribuzioni di peso non uniformi. I test di integrazione hanno verificato la corretta comunicazione via OPC-UA e ROS 2 prima del rilascio.