Samenvatting

Achtergrondinformatie:
Logiqs B.V. produceert al jaren logistieke systemen voor de glastuinbouw. Deze systemen verplaatsen de planten automatisch door de kas heen. De planten bevinden zich op een rolcontainer. Een rolcontainer is een metalen rechthoekige constructie met opstaande rand. Een rolcontainer verplaatst zich over twee buizen. De twee buizen samen worden een pijpenbaan genoemd. Door het geven van een opdracht aan Dat-A-Logiqs, een softwareprogramma van Logiqs B.V., worden de rolcontainers verplaatst. Het verplaatsen van een rolcontainer wordt gedaan door de transportbanen en de shuttles. De transportbanen bevindt zich aan de uiteinden van de pijpenbanen en verplaatsen de rolcontainers in de breedte door de kas. De shuttles rijden onder de pijpenbaan door en verplaatsen de rolcontainer zo in de lengte van de kas over de pijpenbanen heen.

Probleemstelling:
Anthura Arndt is één van de klanten van Logiqs B.V. Zij hebben een probleem in de kas wanneer zij deze vol zetten met rolcontainers. Elke dag moeten er voor de verkoop planten naar een specifieke locatie in de kas verplaatst worden. Dit heet voorsorteren. Omdat de planten willekeurig over de kas verspreid zijn, zijn er veel verplaatsingen nodig om de planten op de juist plaats te krijgen. Het handmatig invoeren van al deze verplaatsingen duurt voor de tuinder vaak drie kwartier. Daarnaast zorgt een volle kas ervoor dat er regelmatig rolcontainers dubbel verplaatst moeten worden. Dubbel verplaatsen is inefficiënt.

Afstudeeropdracht:
De afstudeeropdracht is het automatiseren van het voorsorteren. Dit moet gebeuren met behulp van een algoritme. Het algoritme moet het handmatig invoeren van de opdrachten overbodig maken. Daarnaast moet het algoritme het voorsorteren zo efficiënt mogelijk, zonder dubbele verplaatsingen, doen. Er is echter geen eis opgesteld over hoe efficiënt he algoritme moet zijn. Wel is de volgende eis opgesteld: het algoritme moet voor iedere startsituatie een oplossing genereren.

Analyse:
Geanalyseerd is hoe de kas van Anthura Arndt eruit ziet. Hieruit is gebleken dat de kas bestaat uit veertien pijpenbanen met op iedere pijpenbaan ruimte voor 42 rolcontainers. Er zijn echter maar veertig rolcontainers aanwezig per pijpenbaan. Dit betekent dat er 28 lege plaatsen zijn die gebruikt kunnen worden om dubbele verplaatsingen te voorkomen. Ook is uit de analyse bepaald dat de graadmeter voor de efficiëntie gelijk is aan het totaal aantal rolcontainerverplaatsingen.
Literatuuronderzoek:
In de literatuur is op zoek gegaan naar methoden die het probleem van Anthura Arndt op kunnen lossen. Uit de literatuur is gebleken dat er meerdere methoden zijn die dit kunnen. Alle methoden gebruiken een zoekboom bij het oplossen van het probleem. Uit de verschillende zoekmethoden is de Best-first search gekozen als beste zoekmethode. De Best-first search zoekt gericht naar de situatie met de beste uitgangspositie. Deze uitgangssituatie is gelijk aan een cijfer dat wordt bepaald door een combinatie van verschillende factoren. Verbeteringen op deze methoden zijn het beperken van opties en het verwijderen van dubbele situaties.

Beginalgoritme:
De Best-first search is de methode die het gerichtst zoekt naar de oplossing. Deze methode vindt als eerste een oplossing en daarom is er gekozen om deze te gebruiken in het algoritme. De factoren voor het bepalen van de uitgangspositie zijn bepaald door middel van veel testen met verschillende waarden. Omdat het probleem erg groot is kan alleen de Best-first search het probleem niet oplossen. Daarom is ook om het beperken van opties en het verwijderen van dubbele situaties in het algoritme in gevoerd.

Na het programmeren van het algoritme is deze op 57 verschillende startsituaties getest. Hierbij is getest op het algoritme voor alle tests een oplossing genereerde. Ook de gemiddelde tijdsduur en efficiëntie is berekend. De efficiëntie is bepaald door het verschil in het aantal verplaatsingen tussen de gevonden oplossing en de optimum oplossing nemen. Deze is uitgedrukt in een percentage en wordt de efficiëntieafwijking genoemd. Uit de test is gebleken dat het algoritme voor drie startsituaties niet tot een oplossing kwam. Dit betekent dat het algoritme nog niet optimaal functioneert. De gemiddelde tijdsduur van de tests was 73,86 seconden en de gemiddelde efficiëntieafwijking was 13,55%.

Na het testen is onderzocht waarom de drie startsituaties niet op een oplossing uitkwamen. Hieruit is gebleken dat de combinatie van factoren niet optimaal is. Na het aanpassen van de combinatie van factoren is er een tweede test gedaan. Bij deze tests genereerde het algoritme voor alle startsituaties een oplossing. Daarnaast is de gemiddelde tijdsduur gedaald naar 59,52 seconden dit is een versnelling van bijna vijftien seconden. Ook de gemiddelde efficiëntieafwijking is met bijna drie procent naar 10,59% flink gedaald. Dit betekent dat het verschil tussen de gevonden oplossing en de optimale oplossing verkleint is. Het algoritme genereert niet alleen voor alle startsituaties een oplossing maar doet dit ook nog sneller en efficiënter.

Wensen van Logiqs B.V.:
Omdat vanuit alle startsituaties een oplossing gegenereerd is, is aan de enige eis van Logiqs B.V. voldaan. Het doel van de afstudeeropdracht is hiermee bereikt. Samen met Gert-Jan van Staalduinen en Koen van Leeuwen zijn er voor het vervolg van de afstudeerperiode vijf wensen opgesteld. De eerste wens betrof het verbeteren van de efficiëntie van de oplossingen. De gemiddelde efficiëntieafwijking van de oplossingen mocht hoogstens tien procent zijn. Door het invoeren van meerdere strategieën in het algoritme is dit gerealiseerd. Een strategie is gedefinieerd als de combinatie van factoren die het cijfer van de uitgangspositie bepalen. Door deze factoren te veranderen ontstaan nieuwe strategieën. Als test zijn meerdere strategieën achter elkaar uitgevoerd. Uit de tests is gebleken dat de gemiddelde efficiëntieafwijking na de verandering gedaald is 7,72%. Hiermee is aan de wens eerste wens van Logiqs B.V. voldaan.
Als tweede wens wil Logiqs B.V. het algoritme in hun software implementeren. Koen van Leeuwen en Maarten van der Veen hebben de input en output van het algoritme gekoppeld aan de software. Deze koppeling zorgt ervoor dat het algoritme via de software van Logiqs getest kan worden.

De derde wens van Logiqs is het veranderen van de graadmeter voor de efficiëntie. Deze was eerder vastgesteld op het aantal rolcontainerverplaatsingen. Bij deze wens wordt deze vastgesteld op het aantal shuttleverplaatsingen. Een shuttleverplaatsing is een verplaatsing waarbij de shuttle van pijpenbaan veranderd. Door het invoeren van deze wens is het niet meer mogelijk de efficiëntieafwijking van de oplossingen uit te rekenen. Hierdoor is een goede vergelijking met de eerdere algoritmen niet meer mogelijk.

Na het doorvoeren van de derde wens is er geen tijd meer om ook de vierde en de vijfde wens in het algoritme in te voeren. Beide worden daarom als aanbeveling voor Logiqs B.V. gegeven. De wensen waren het voorsorteren voor meerdere dagen en het voorsorteren voor meerdere dagdelen.

Conclusie:
Geconcludeerd kan worden dat het gelukt is om een algoritme te maken dat het probleem van Anthura Arndt oplost. Het algoritme genereert voor iedere startsituatie een oplossing waarmee het aan de eis van Logiqs B.V. voldaan heeft. Hiermee kan geconcludeerd worden dat het handmatig invoeren van de opdrachten overbodig geworden is. Daarnaast is het gelukt om drie van de vijf wensen van Logiqs B.V. door te voeren in het algoritme. Hierna is de een efficiëntie van 13,55% met bijna zes procent gedaald naar 7,72%. Dit betekent dat het algoritme efficiënte oplossingen genereert.

Aanbevelingen:
Logiqs B.V. is aanbevolen om de laatste twee wensen alsnog door te voeren. De eerste wens is het voorsorteren naar meerdere dagen. De twee wens is het voorsorteren naar meerdere dagdelen. Daarnaast wordt Logiqs B.V. aanbevolen om het algoritme universeel te maken zodat het niet allen bij Anthura Arndt maar ook op andere klanten van toepassing is. Nu kan het algoritme alleen kassen aan met dezelfde indeling als bij Anthura Arndt. De afmetingen van de kas kunnen hierin wel verschillen. De laatste aanbeveling voor Logiqs B.V. is het aanpassen van het algoritme zodat het ook toepasbaar is op het palletopslagsysteem van Logiqs B.V.