Modelli e algoritmi per l’ottimizzazione di layout fieristici

1. 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 Modelli e algoritmi per l’ottimizzazione dilayout fieristici Tesi di laurea di Erick Baldi

2. 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 softwaredegli algoritmi della Ricerca Operativa VS layout originali proposti dalle organizzazioni locali Erick Baldi Tesi di Laurea – Ing. Informatica 24 Luglio 2008

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

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

5. Applicazione del problema ““ data una superficie Sper 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 ”” Oltre a questi, si possono considerare altri vincoli addizionali a seconda delle necessità del richiedente • 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 Erick Baldi Tesi di Laurea – Ing. Informatica 24 Luglio 2008

6. = 2 = 3 Risoluzione matematica H δ δ W Si definiscono Analogamente, per gli stand sono definite le dimensioni wδ e hδ Erick Baldi Tesi di Laurea – Ing. Informatica 24 Luglio 2008

7. Fair Layout Optimization Problem 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 Erick Baldi Tesi di Laurea – Ing. Informatica 24 Luglio 2008

8. 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.) • pad.116: 4 x 5 metri (orizz. x vert.) • pad.129: 4 x 5 metri (orizz. x vert.) Erick Baldi Tesi di Laurea – Ing. Informatica 24 Luglio 2008

9. Applicazione a casi reali (2) • FIERA DI BOLZANO • 1 padiglione • contesto fieristico al chiuso • forma piuttosto regolare dell’area • dimensioni standard degli stand di 5 x 5 metri • dimensioni [a] dei corridoi di 4 metri Erick Baldi Tesi di Laurea – Ing. Informatica 24 Luglio 2008

10. Applicazione a casi reali (3) • EXPO FERROVIARIA • 2 padiglioni • contesto fieristico al chiuso • forme piuttosto regolari dell’area • dimensioni standard degli stand di 4 x 4 metri • dimensioni [a] dei corridoi di 3 metri Padiglione 2 Padiglione 1 Erick Baldi Tesi di Laurea – Ing. Informatica 24 Luglio 2008

11. 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 input file output elaborazione Erick Baldi Tesi di Laurea – Ing. Informatica 24 Luglio 2008

12. Risultati ottenuti 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. Fiera del Levante di Bari Fiera di Bolzano Expo Ferroviaria 2008 Erick Baldi Tesi di Laurea – Ing. Informatica 24 Luglio 2008

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

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