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Theses Year : 2021

Solving an industrial pick & place problem of a postal sorting center

Résolution d’un problème industriel de type pick & place d’un centre de tri postal

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Abstract

Pick & Place (PAP) problems are widely studied in the literature, but, to the best of our knowledge, very few works study PAP systems in an industrial context. The objective of this thesis is to solve an industrial PAP problem in a postal sorting center, where containers filled with mail arrive dynamically and in an unknown order, and where operators place these containers in carts according to their destination. Given the large diversity of daily destinations, a balance must be found in real time between the flows processed by humans and by the robot. This problem was solved in four phases. First, knowledge-based models were proposed based on the experience of the logistics operator. The result of applying these models on a simulation of the real system is considered as a lower bound of the system performance. Second, a mathematical model of the system has been established, with the release of several constraints allowing to treat the problem as a classical scheduling problem. The results of this scheduling, which cannot be applied in the real system, led us to investigate the use of online heuristics. A third step was to propose a heuristic model, based on dynamic rules, evaluated in simulation. Finally, a multi-agent model, integrating these decision rules, was developed to validate the applicability of such a control system on the real system.
Les problèmes de type Pick & Place (PAP) sont très étudiés dans la littérature, mais, à notre connaissance, très peu de travaux étudient les systèmes de PAP dans un contexte industriel. L’objectif de cette thèse est la résolution d’un problème industriel de type PAP au sein d’un centre de tri postal, où des bacs remplis de courriers arrivent dynamiquement et dans un ordre inconnu, et où des opérateurs placent ces bacs dans des chariots en fonction de leur destination. Compte tenu de la diversité importante des destinations journalières, un équilibre doit être trouvé en temps réel entre les flux traités par les humains et par le robot. Ce problème a été résolu en quatre phases. En premier lieu, des modèles à base de connaissance ont été proposés à partir de l’expérience de l’opérateur logistique. Le résultat de l’application de ces modèles sur une simulation du système réel est considéré comme une borne inférieure de la performance du système. En second lieu, un modèle mathématique du système a été établi, le relâchement de plusieurs contraintes permettant de traiter le problème comme un problème d’ordonnancement classique. Les résultats de cet ordonnancement, inapplicables sur le terrain, nous ont conduits à investiguer l’utilisation d’heuristiques en ligne. Une troisième étape a été de proposer un modèle heuristique, à base de règles dynamiques, évaluée en simulation. Enfin, un modèle multiagents, intégrant ces règles de décisions, a été développé afin de valider l’applicabilité d’un tel système de pilotage sur le système réel.
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Dates and versions

tel-03789818 , version 1 (27-09-2022)

Identifiers

  • HAL Id : tel-03789818 , version 1

Cite

Cyrine Selma. Résolution d’un problème industriel de type pick & place d’un centre de tri postal. Automatique / Robotique. Université de Nantes (UN), FRA., 2021. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-03789818⟩
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