EP4482770A1 - Procede et systeme de palettisation heterogene - Google Patents

Procede et systeme de palettisation heterogene

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Publication number
EP4482770A1
EP4482770A1 EP23707701.1A EP23707701A EP4482770A1 EP 4482770 A1 EP4482770 A1 EP 4482770A1 EP 23707701 A EP23707701 A EP 23707701A EP 4482770 A1 EP4482770 A1 EP 4482770A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
container
layers
partial
articles
Prior art date
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Pending
Application number
EP23707701.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Alexandre LE JEAN
Nadia BRAUNER
Olivier BRIANT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Institut Polytechnique de Grenoble
Universite Grenoble Alpes
Fives Syleps SAS
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Institut Polytechnique de Grenoble
Universite Grenoble Alpes
Fives Syleps SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Institut Polytechnique de Grenoble, Universite Grenoble Alpes, Fives Syleps SAS filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP4482770A1 publication Critical patent/EP4482770A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G61/00—Use of pick-up or transfer devices or of manipulators for stacking or de-stacking articles not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G2201/00—Indexing codes relating to handling devices, e.g. conveyors, characterised by the type of product or load being conveyed or handled
    • B65G2201/02—Articles
    • B65G2201/0235—Containers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G2203/00—Indexing code relating to control or detection of the articles or the load carriers during conveying
    • B65G2203/02—Control or detection
    • B65G2203/0208—Control or detection relating to the transported articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G2203/00—Indexing code relating to control or detection of the articles or the load carriers during conveying
    • B65G2203/04—Detection means
    • B65G2203/041—Camera

Definitions

  • the invention relates to the field of large and medium-sized distribution logistics platforms and relates to a method and a system for palletizing items before delivery to a customer.
  • Logistics platforms act as intermediaries between suppliers and different points of sale. Suppliers send their products to these platforms where they are received and processed for storage. Then, the outlets send their replenishment requests to these platforms. For each request, the requested products are taken out of stock to be sent to an order preparation area. In the preparation area, robots are used to place the products on shipping pallets which will then be transported to their destination.
  • the first consists of a stack of interchangeable layers of the same Width/Length dimensions
  • the second consists of a placement of layers with any dimensions placed without precise rules to follow. Due to the diversity of the articles to be placed, the first representation is too restrictive, because many objects cannot be found in a complete layer, for example of size 1200x800 mm, because of their small quantity. The quasi-optimal solutions obtained by the methods dedicated to this representation therefore place too few objects.
  • the object of the invention is therefore to propose a system and a method of palletization making it possible to solve the problems of the methods described above, and making it possible to obtain arrangements of articles in layers on a container which are effective in terms of of placed items as well as stability.
  • the invention relates, according to a first aspect, to a palletizing process in which:
  • the articles are then loaded in several layers by a loading device onto a container arranged in the loading station, in which, the loading device being controlled by a computer control means, the method further comprises a step of generating a stable arrangement of said articles on the container upstream of their loading.
  • said stable arrangement comprises a placement of articles having substantially close heights to form either complete layers occupying substantially the entire surface area of the container, or partial layers each occupying a part of the surface area of the container, and in which a first partial layer having a first layer height occupies a part of the container and at least one layer complementary partial having a second layer height occupies a second part not occupied by said first layer so as to occupy the entire surface of the container.
  • the method according to the invention defines layers of articles to be placed which can be complete (able to occupy the entire surface of the container), or partial (able to occupy a part of the surface).
  • the method according to the invention makes it possible to obtain efficient palletization in terms of the number of items placed and in terms of stability.
  • the container can be any container used to palletize items for shipment, for example to a customer.
  • this can be a pallet.
  • a partial layer can occupy half the surface of a container (for example half the length and the entire width or vice versa), it can also occupy other proportions such as 1/3 or 1/4.
  • this variant can be much more effective.
  • This variant can be particularly interesting if there are many small objects with a very high diversity in height.
  • two partial layers of substantially the same area can be superimposed. This makes it possible to fill a container, such as a pallet, by creating columns maximizing the volume occupied and stability.
  • two partial layers are separated by a partial intermediate plate of substantially the same area as said partial layers.
  • a partial intermediate plate of substantially the same area as said partial layers.
  • the nature of the interlayer can make it possible to fill in the dispersions in height of the layer on which it is placed without while remaining rigid, which further increases stability.
  • a partial layer and at least one complementary partial layer are placed on a complete layer.
  • a complete intermediate plate can also separate the complete layer from the partial layers, said plate complete interlayer having substantially the same area as the container. This further increases stability.
  • the method may comprise a step of generating a catalog of layers likely to be placed on the container, said catalog comprising at least one partial layer.
  • the advantage of a catalog is that it defines the possible layers upstream of any layer construction and the process is restricted to using them in the most efficient way.
  • the fact that the layer catalog also includes partial layers makes it easy to obtain article arrangements on a container (for example a pallet) that maximize the volume occupied as well as stability.
  • the catalog can be gradually enriched by the addition of new possible layers having a strictly negative reduced cost, said reduced cost being deduced from the resolution of the following linear problem, the resolution being able to be made by known methods of the person skilled in the art (for example the simplex method):
  • - z(C) is a value corresponding to the greatest profit of layers that it is possible to have by using a real number of layers of the catalog C.
  • - p c is the profit of layer c, evaluated as the volume of objects in layer c plus a penalty proportional to the volume occupied by layer c in the container.
  • This dynamic generation method uses the calculation formula above allowing, for a given set of layers, to assign to each object a value of interest. This value, positive or negative, is used to evaluate a layer that does not yet belong to the catalog. If said layer has a strictly negative reduced cost, then it is added to the set of layers contained in the catalog to improve the layered article arrangement that is obtained before palletization.
  • Another advantage is that if there are no more layers that satisfy the above condition, then the set of layers allows to express an optimal solution. This property then makes it possible to know when to stop, but also using other formulas to determine a limit on the quality of an optimal solution.
  • the reduced cost can be expressed by the formula:
  • v c is the volume of the layer and has a real small enough that the profit of two layers is first evaluated according to the volume of the placed objects. For this same volume, the profit is compared on the volume that the occupied layer (We can also speak of "density" of the layer).
  • the layers are chosen from the catalog which maximize the sum of the profits under the constraint that all the layers can be placed on the container without exceeding a limit height of the container fixed in upstream.
  • a catalog C of layers c one can for example determine which ones to choose to constitute the solution by solving the following linear program (the methods of resolution being known for the specialists of operational research):
  • the constraint h(A) ensures that it is possible to place the set of layers without any exceeding the fixed limit height, noted H.
  • the method may include the use of a learning method to generate the layers given as parameters to the “integer linear program”. This allows an improvement when the objects to be palletized change little from one resolution to another.
  • the computing means can comprise an internal memory, one thus safeguards the recurring layers which one transmits in parameter to the “linear program in whole numbers”.
  • the method may include applying the method for a set of objects to be placed on more than one pallet.
  • the distribution of objects must then be taken into consideration, their integration being facilitated by the notion of layers.
  • the invention according to a second aspect also relates to a palletizing system implementing the method according to one of the combinations of characteristics described above.
  • the palletizing system can include:
  • a loading station that may include a reception area for a container and a loading device
  • the loading device being controlled by computer control means configured to generate a stable arrangement of said articles on the container by putting implements the method as described above.
  • Figure 1 shows an example of a palletizing system according to the invention
  • Figure 2 is an illustration of a loaded pallet comprising full layers of items and half layers.
  • Figure 1 shows an example of a palletizing system according to the invention.
  • the system 1 comprises a conveying means 2 for transporting articles i to a loading station in order to load them onto an empty container 5 (pallet) arranged in the loading station.
  • the conveying means 2 is a conveyor, but other conveying means can be used, in particular automatically guided robots (AMR/AGV).
  • the palletization system 1 also comprises a loading means 4 for loading the articles i on the pallet 5.
  • the loading means 4 is for example a multiaxial robot provided with a gripper 4a for grasping the articles i one by one and placing them on the pallet 5.
  • the gripper 4a can have a grid as shown in the figure or have other known shapes, for example fitted with suction cups.
  • the palletization system 1 can also comprise a means of detecting articles, for example a camera, arranged above the conveyor 2 in the vicinity of the loading station.
  • the system 1 also comprises a control means, not shown, arranged to manage the loading of the articles by the loading means 4. It can also control the conveying means.
  • the control means may comprise a means of calculation, such as software which can determine a storage order and spatial positions for the articles i to be stacked on the pallet 5.
  • control means can also comprise a memory configured to host a database containing the characteristics of the packages to be stacked, for example, following an order from a customer.
  • the database may include dimensions, weights or other characteristics of the items.
  • Figure 2 shows an example of an arrangement of items on a pallet 5 being loaded using the method according to the invention.
  • the method has made it possible to place two complete layers Ce superimposed, each comprising a set of articles having a similar height. Then, the articles i-1 to i-4 having close heights are arranged in a partial layers Ci occupying half the surface of the pallet 5. The articles i-5 to i-8 which have close heights are arranged in an additional partial layer Ci' occupying the other half of the surface of the pallet.
  • Additional partial layers can be added on layers Ci and Ci′, for example one or more layers of the same dimensions can be superposed on Ci′. These two layers can also be separated by a spacer plate to reinforce the stability of the pallet. Spacers can also be added between full layers and between the upper complete layer Ce and the partial layers Ci, Ci' to increase the stability.
  • the layer is added to the catalog.
  • - z(C) is a value corresponding to the greatest profit of layers that it is possible to have by using a real number of layers of the catalog C.
  • - 1 is a reference set of items i known to the system.
  • - ni number of times the reference i can be used.
  • Vc is the volume of the layer and has a real small enough that the profit of two layers is first evaluated according to the volume of the placed objects. For this same volume, the profit is compared on the volume that the layer occupies.
  • the method is implemented by the software to choose from the catalog complete or partial layers to be placed on the container (pallet) by the robot 4.
  • the layers of the catalog C chosen are those which maximize the sum of the profits ( p c ) subject to the constraint that all of the chosen layers can be arranged on the container and without exceeding a limiting height of the container, fixed upstream.
  • the layers are selected by solving the following linear program (the resolution methods being known to operational research specialists):
  • the constraint h(A) ensures that it is possible to place the set of layers without any exceeding the fixed limit height, noted H.
  • the stress h(A) can be expressed as follows: where h c is the height of layer c.

Landscapes

  • Stacking Of Articles And Auxiliary Devices (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé de palettisation dans lequel : - des articles (i) sont transportés vers un point de chargement, - les articles (i) sont chargés par un dispositif de chargement sur un contenant (5) agencé dans le post de chargement, - le dispositif de chargement étant contrôlé par un moyen de contrôle informatique, le procédé comprend en outre une étape de génération d'une disposition stable desdits articles (i) sur le contenant en amont de leur chargement, - ladite disposition stable comprend un placement d'articles présentant des hauteurs sensiblement proches pour former des couches, dans lequel une couche partielle (Ci) présentant une première hauteur occupe une partie du contenant et au moins une couche partielle (Ci') complémentaire présentant une deuxième hauteur occupe une deuxième partie non occupée de sorte à occuper toute la superficie du contenant. L'invention concerne aussi un système mettant en oeuvre le procédé.

Description

DESCRIPTION
TITRE : PROCEDE ET SYSTEME DE PALETTISATION HETEROGENE
Domaine technique de l’invention
L’invention concerne le domaine des plateformes logistiques de grandes et moyennes distributions et porte sur un procédé et un système de palettisation d’articles avant une livraison à un client.
Etat de la technique
Les plateformes logistiques servent d’intermédiaire entre les fournisseurs et différents points de vente. Les fournisseurs acheminent leurs produits à ces plateformes où ils sont réceptionnés et traités pour être mis en stock. Ensuite, les points de vente envoient leurs demandes de réapprovisionnement à ces plateformes. Pour chaque demande, les produits demandés sont sortis du stock pour être acheminés à une zone de préparation de commandes. Dans la zone de préparation, des robots sont utilisés pour placer les produits sur des palettes d’expéditions qui seront ensuite acheminées à leur destination.
Outre la gestion de la sortie du stock des produits et l’acheminement vers le client des commandes, plusieurs décisions doivent alors être prises, entre autres, déterminer le nombre de palettes à utiliser, sur quelles palettes placer les articles et comment seront placés les articles sur chaque palette. Concernant le placement d’articles sur une palette, il existe principalement deux représentations de solutions en couches :
- la première, consiste en un empilement de couches interchangeables de mêmes dimensions Largeur/Longueur ;
- la seconde, consiste en un placement de couches aux dimensions quelconques placées sans règles précise à suivre. Du fait de la diversité des articles à placer, la première représentation est trop restrictive, car de nombreux objets ne peuvent se retrouver dans une couche complète, par exemple de taille 1200x800 mm, du fait de leur faible quantité. Les solutions quasi optimales obtenues par les méthodes dédiées à cette représentation placent donc trop peu d’objets.
Par ailleurs, avec la deuxième représentation, la diversité des dimensions de couches possibles, rend trop complexe la construction de solutions en couches. Les méthodes connues échouent à obtenir des solutions de bonne qualité, ce qui se traduit par des dispositions avec un faible nombre d’objets placés et un manque de stabilité.
L’objectif de l’invention est donc de proposer un système et un procédé de palettisation permettant de résoudre les problèmes des méthodes décrits ci-dessus, et permettant d’obtenir des dispositions d’articles en couches sur un contenant qui soient efficaces en termes d’articles placés ainsi que de stabilité.
Résumé de l’invention
À cet effet, l’invention concerne, selon un premier aspect, un procédé de palettisation dans lequel :
- des articles de formes hétérogènes (notamment ayant des dimensions variables) sont transportés vers un poste de chargement par des moyens de convoyage,
- les articles sont ensuite chargés en plusieurs couches par un dispositif de chargement sur un contenant agencé dans le poste de chargement, dans lequel, le dispositif de chargement étant contrôlé par un moyen de contrôle informatique, le procédé comprend en outre une étape de génération d’une disposition stable desdits articles sur le contenant en amont de leur chargement.
Selon l’invention, ladite disposition stable comprend un placement d’articles présentant des hauteurs sensiblement proches pour former soit des couches complètes occupant sensiblement la totalité de la superficie du contenant, soit des couches partielles occupant chacune une partie de la superficie du contenant, et dans lequel une première couche partielle présentant une première hauteur de couche occupe une partie du contenant et au moins une couche partielle complémentaire présentant une deuxième hauteur de couche occupe une deuxième partie non occupée par ladite première couche de sorte à occuper toute la superficie du contenant.
Étant donné la diversité des dimensions des articles à placer (notamment leur hauteur), le procédé selon l’invention définit des couches d’articles à placer qui peuvent être complètes (pouvant occuper toute la superficie du contenant), ou partielles (pouvant occuper une partie de la superficie). Une couche étant formée par des articles présentant des hauteurs sensiblement proches (ayant un écart faible).
En combinant dans la solution des couches complètes ainsi que des couches partielles, le procédé permet de placer un nombre important d’articles sur le contenant et de limiter donc le volume pouvant être perdu.
En outre, en plaçant les articles sous forme de couches en veillant à ce que leur emplacement selon la hauteur soit bien choisi, la stabilité du contenant est renforcée.
En conséquence, contrairement aux méthodes connues, le procédé selon l’invention permet d’obtenir une palettisation efficace en termes de nombre d’articles placés et en termes de stabilité.
Le contenant peut être tout contenant utilisé pour palettiser des articles en vue de leur expédition, par exemple vers un client. À titre d’exemple, cela peut être une palette.
Selon des exemples de réalisation, une couche partielle peut occuper la moitié de la superficie d’un contenant (par exemple la moitié de la longueur et la totalité de la largeur ou inversement), elle peut aussi occuper d’autres proportions telles que 1/3 ou 1/4.
En fixant le nombre de tailles de couches possibles, on limite ainsi le nombre de couches à considérer, ce qui peut faciliter l’obtention de solutions de façon rapide.
Par exemple, ajouter sur les empilements de demi-couches deux empilements de quarts de couches. Selon les dimensions des objets à placer, cette variante peut s’avérer bien plus efficace. Cette variante peut être particulièrement intéressante s’il y a de nombreux petits objets d’une très grande diversité en hauteur.
Avantageusement, deux couches partielles sensiblement de même superficie peuvent être superposées. Ceci permet de remplir un contenant, tel qu’une palette, en créant des colonnes maximisant le volume occupé et la stabilité.
Avantageusement, deux couches partielles sont séparées par une plaque intercalaire partielle sensiblement de même superficie que lesdites couches partielles. L’usage d’intercalaire entre couches partielles de même empilement apporte un plus considérable pour la stabilité du contenant après chargement et augmente donc la robustesse de la disposition.
Optionnellement, la nature de l’intercalaire peut permettre de combler les dispersions de hauteur de la couche sur laquelle il est posé sans tout en restant rigide, ce qui augmente davantage la stabilité.
Selon des exemples de réalisation, une couche partielle et au moins une couche partielle complémentaire sont posées sur une couche complète. En choisissant cette stratégie, on augmente le volume occupé et la stabilité.
Avantageusement, une plaque intercalaire complète peut également séparer la couche complète des couches partielles, ladite plaque intercalaire complète ayant sensiblement la même superficie que le contenant. Ceci augmente davantage la stabilité.
Selon des modes de réalisations, le procédé peut comprendre une étape de génération d’un catalogue de couches susceptibles d’être placées sur le contenant, ledit catalogue comprenant au moins une couche partielle.
L’avantage d’un catalogue est qu’il définit les couches possibles en amont de toute construction de couche et le procédé se restreint à les utiliser de la façon la plus efficace. Le fait que le catalogue de couche comprenne aussi des couches partielles permet d’obtenir facilement des dispositions d’articles sur un contenant (par exemple une palette) qui maximisent le volume occupé ainsi que la stabilité.
Selon des modes de réalisations, le catalogue peut être enrichi progressivement par l’ajout de nouvelles couches possibles présentant un coût réduit strictement négatif, ledit coût réduit étant déduit de la résolution du problème linéaire suivant, la résolution pouvant être faite par des méthodes connues de l’homme du métier (par exemple la méthode du simplexe) :
Où :
- z(C) : est une valeur correspondant au plus grand profit de couches qu’il est possible d’avoir en utilisant un nombre réel de couches du catalogue C.
- pc est le profit de la couche c, évalué comme le volume d’objets dans la couche c plus une pénalité proportionnelle au volume occupé par la couche c dans le contenant.
- Âc : le nombre de fois que la couche c est utilisée.
- q- le nombre d’articles i dans la couche c. - I : est un ensemble de références d’articles i connues du système.
- ni : nombre de fois qu’on peut utiliser la référence i.
Cette méthode de génération dynamique utilise la formule de calcul ci- dessus permettant, pour un ensemble donné de couches, d’assigner à chaque objet une valeur d’intérêt. Cette valeur, positive ou négative, est utilisée pour évaluer une couche qui n’appartient pas encore au catalogue. Si ladite couche présente un coût réduit strictement négatif, alors elle est ajoutée à l’ensemble de couches contenues dans le catalogue pour améliorer la disposition d’articles en couche que l’on obtient avant la palettisation.
Un autre avantage est que s’il n’existe plus de couches qui satisfont la condition ci-dessus, alors l’ensemble de couches permet d’exprimer une solution optimale. Cette propriété permet alors de savoir quand s’arrêter, mais aussi à l’aide d’autres formules de déterminer une limite sur la qualité d’une solution optimale.
Le coût réduit peut être exprimé par la formule :
Où i//est la valeur duale de la seule contrainte du problème.
Le profit d’une couche peut être décrit par la formule suivante :
Où vc est le volume de la couche et a un réel suffisamment petit pour que le profit de deux couches soit d’abord évalué selon le volume des objets placés. Pour ce même volume, le profit est comparé sur le volume que la couche occupée (On peut aussi parler de « densité » de la couche).
En rajoutant une variable £i e N et en l’intégrant dans la contrainte on obtient :
Il est aussi possible de reformuler l’objectif de maximiser le volume comme minimiser le volume non placé : Selon des exemples de réalisation, pour générer une disposition stable d’articles, on choisit du catalogue les couches qui maximisent la somme des profits sous contrainte que l’ensemble des couches peut être disposé sur le contenant sans dépasser une hauteur limite du contenant fixé en amont. Pour un catalogue C de couches c, on peut par exemple déterminer lesquelles choisir pour constituer la solution en résolvant le programme linéaire suivant (les méthodes de résolutions étant connues pour les spécialistes de la recherche opérationnelle) :
La contrainte h(A) assure qu’il soit possible de placer l’ensemble de couches sans qu’aucune ne dépasse la hauteur limite fixée, notée H.
Optionnellement, le procédé peut comporter l’utilisation d’une méthode d’apprentissage pour générer les couches données en paramètre au « programme linéaire en nombres entiers ». Ceci permet une amélioration lorsque les objets à palettiser changent peu d’une résolution à une autre.
Optionnellement, le moyen informatique peut comporter une mémoire interne, on sauvegarde ainsi les couches récurrentes que l’on transmet en paramètre au « programme linéaire en nombres entiers ».
Optionnellement, le procédé peut comprendre l’application de la méthode pour un ensemble d’objets à placer sur plus d’une palette. La répartition des objets doit alors être prise en considération, leur intégration étant facilitée par la notion de couches.
L’invention selon un deuxième aspect porte également sur un système de palettisation mettant en oeuvre le procédé selon l’une des combinaisons de caractéristiques décrites ci-dessus.
Le système de palettisation peut comprendre :
- un poste de chargement pouvant comprendre une zone de réception d’un contenant et un dispositif de chargement,
- des moyens de convoyage pour transporter des articles de formes hétérogènes vers le poste de chargement pour être chargés en plusieurs couches (Ce, Ci) sur le contenant par le dispositif (4) de chargement, dans lequel, le dispositif de chargement étant contrôlé par un moyen de contrôle informatique configuré pour générer une disposition stable desdits articles sur le contenant en mettant en oeuvre le procédé selon la description ci-dessus.
Brève description des figures
D’autres particularités et avantages de l’invention apparaîtront dans la description ci-après en relation avec les dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquelles :
[Fig.1 ] la figure 1 représente un exemple de système de palettisation selon l’invention ;
[Fig.2] la figure 2 est une illustration d’une palette chargée comprenant des couches complètes d’articles et des demi-couches.
Description détaillée
La figure 1 représente un exemple de système de palettisation selon l’invention. Le système 1 comprend un moyen de convoyage 2 pour transporter des articles i à un poste de chargement pour les charger sur un contenant 5 (palette) vide agencé dans le poste de chargement. Dans l’exemple, le moyen de convoyage 2 est un convoyeur, mais d’autres moyens de convoyage peuvent être utilisés, notamment des robots automatiquement guidés (AMR/AGV).
Le système 1 de palettisation comprend aussi un moyen de chargement 4 pour charger les articles i sur la palette 5. Le moyen de chargement 4 est par exemple un robot multiaxial muni d’un préhenseur 4a pour saisir les articles i un par un et les placer sur la palette 5. Le préhenseur 4a peut être à grille comme montré sur la figure ou avoir d’autres formes connues, par exemple muni de ventouses. Dans une variante non montrée, le système de palettisation 1 peut également comprendre un moyen de détection d’articles, par exemple une caméra, agencée au-dessus du convoyeur 2 au voisinage du poste de chargement.
Le système 1 comprend également un moyen de contrôle, non montré, agencé pour gérer le chargement des articles par le moyen de chargement 4. Il peut également contrôler le moyen de convoyage.
Le moyen de contrôle peut comprendre un moyen de calcul, tel qu’un logiciel qui peut déterminer un ordre de rangement et des positions spatiales pour les articles i devant être empilés sur la palette 5.
Avantageusement, le moyen de contrôle peut également comprendre une mémoire configurée pour héberger une base de données contenant les caractéristiques des colis à empiler, par exemple, suite à une commande d’un client. La base de données peut comprendre les dimensions, les poids ou autres caractéristiques des articles.
La figure 2 montre, un exemple d’une disposition d’articles sur une palette 5 en cours de chargement en utilisant le procédé selon l’invention. Dans la disposition d’articles illustrée, le procédé a permis de placer deux couches complètes Ce superposées comprenant chacune un ensemble d’articles présentant une hauteur proche. Ensuite, les articles i-1 à i-4 présentant des hauteurs proches sont agencés en une couches partielles Ci occupant la moitié de la superficie de la palette 5. Les articles i-5 à i-8 qui présentent des hauteurs proches sont agencés en une couche partielle complémentaire Ci' occupant l’autre moitié de la superficie de la palette.
D’autres couches partielles peuvent être ajoutées sur les couches Ci et Ci', par exemple une ou plusieurs couches de mêmes dimensions peut être superposée sur Ci'. Ces deux couches peuvent en outre être séparée par une plaque intercalaire pour renforcer la stabilité de la palette. Des plaques intercalaires peuvent aussi être ajoutées entre les couches complètes et entre la couche complète supérieure Ce et les couches partielles Ci, Ci' pour augmenter la stabilité.
Génération dynamique d’un catalogue de couches :
Pour générer le catalogue, et l’enrichir progressivement en considérant les articles qui ne sont pas encore inclus, un logiciel inclus dans le moyen de contrôle informatique calcule un coût réduit pour chaque couche complète Ce ou partielles Ci possible, qui peut correspondre à :
Si la valeur du coût réduit est strictement négative, alors la couche est ajoutée au catalogue.
L’opération est répétée jusqu’à ce qu’aucune nouvelle couche partielle ou totale ne satisfait la condition ci-dessus.
Dans l’expression ci-dessus, est la valeur duale de la couche c considérée (seule contrainte du problème).
Les valeurs de Ui et le coût réduit sont déduits de la résolution du problème linéaire suivant : avec :
- z(C) : est une valeur correspondant au plus grand profit de couches qu’il est possible d’avoir en utilisant un nombre réel de couches du catalogue C.
- Âc : le nombre de fois que la couche c est utilisée.
- q- le nombre d’articles i dans la couche c.
- 1 : est un ensemble de référence d’articles i connues du système. - ni : nombre de fois qu’on peut utiliser la référence i.
- pc est le profit de la couche c, évalué comme le volume d’objets dans la couche c plus une pénalité proportionnelle au volume occupé par la couche c dans le contenant. Il peut être exprimé par la formule suivante :
Où Vc est le volume de la couche et a un réel suffisamment petit pour que le profit de deux couches soit d’abord évalué selon le volume des objets placés. Pour ce même volume, le profit est comparé sur le volume que la couche occupe.
Les méthodes de résolution d’un tel problème sont connues des spécialistes de la recherche opérationnelle et ne sont donc pas détaillées ici. Des soldeurs connus, tel que GLPK, peuvent être utilisés pour résoudre le problème.
Sélection de couches à placer :
Dans cette étape, le procédé est mis en oeuvre par le logiciel pour choisir du catalogue des couches complètes ou partielles à placer sur le contenant (palette) par le robot 4. Les couches du catalogue C choisies sont celles qui maximisent la somme des profits (pc) sous contrainte que l’ensemble des couches choisies peut être disposé sur le contenant et sans dépasser une hauteur limite du contenant, fixée en amont.
Les couches sont sélectionnées en résolvant le programme linéaire suivant (les méthodes de résolutions étant connues pour les spécialistes de la recherche opérationnelle) :
La contrainte h(A) assure qu’il soit possible de placer l’ensemble de couches sans qu’aucune ne dépasse la hauteur limite fixée, notée H.
Par exemple, pour des couches complètes, la contrainte h(A) peut être exprimée comme suit : où hc est la hauteur de la couche c.
Si nous utilisons des couches complètes et des demi-couches de dimensions 600x800 ou des demi-couches 1200x400, les contraintes à rajouter sont :
Où c! ç C est l’ensemble des couches complètes du catalogue, et Ci/2 c c |es demi-couches du catalogue.
Les variables indiquent respectivement le nombre de demi- couches à droite et à gauche que l’on empilera sur le tas de couches completes. avec une méthode aléatoire :
Pour évaluer l’efficacité de la méthode de génération dynamique décrite ci-dessus, elle est comparée à une méthode de génération aléatoire connue de l’état de la technique.
Les résultats obtenus pour Z(C) dans les deux cas, ainsi que les résultats obtenus pour une borne lagrangienne (connue de l’homme du métier) utilisée comme référence, sont représentés ci-après.
Instances simples : Z(C) (Dynamique) : 172 ; 0(u): 170 ; Z(C) (Aléatoire): 179
Instances moyennes : Z(C) (Dynamique) : 171 ; 0(u): 155 ; Z(c) (Aléatoire): 230
Instances difficiles : Z(C) (Dynamique) : 145 ; 0(u): 128 ; Z(C) (Aléatoire): 190
Pour illustrer l’écart entre les deux méthodes, on calcule le GAP (en pourcentage) entre la valeur z(C), avec C le catalogue généré par une méthode ou l’autre, et une borne lagrangienne sur z(C). Plus le GAP est faible, plus la méthode est efficace.
L’écart entre la valeur z(C) et une borne lagrangienne sur z(C) obtenues sont les suivantes :
Instance Facile : Dynamique : 1 ,18 % ; Aléatoire : 5,70 %
Instance Moyenne : Dynamique : 10,30 % ; Aléatoire : 47,85 %
Instance Difficile : Dynamique :13,54 % ; Aléatoire : 48,44 %
Ces résultats montrent clairement l’efficacité de la méthode dynamique décrite ci-dessus par rapport à la méthode aléatoire connue de l’état de la technique.

Claims

REVENDICATIONS Procédé de palettisation dans lequel :
- des articles (i) de formes hétérogènes sont transportés vers un poste de chargement par des moyens de convoyage (2),
- les articles (i) sont ensuite chargés en plusieurs couches (Ce, Ci) par un dispositif (4) de chargement sur un contenant (5) agencé dans le poste de chargement, dans lequel, le dispositif (4) de chargement étant contrôlé par un moyen de contrôle informatique, le procédé comprend en outre une étape de génération d’une disposition stable desdits articles (i) sur le contenant en amont de leur chargement, caractérisé en ce que ladite disposition stable comprend un placement d’articles présentant des hauteurs sensiblement proches pour former soit des couches complètes (Ce) occupant sensiblement la totalité de la superficie du contenant, soit des couches partielles (Ci, Ci') occupant chacune une partie de la superficie du contenant, et en ce qu’une première couche partielle (Ci) présentant une première hauteur de couche occupe une partie du contenant et au moins une couche partielle (Ci') complémentaire présentant une deuxième hauteur de couche occupe une deuxième partie non occupée par ladite première couche de sorte à occuper toute la superficie du contenant. Procédé de palettisation selon la revendication précédente, dans lequel deux couches partielles sensiblement de même superficie sont superposées. Procédé de palettisation selon la revendication précédente, dans lequel lesdites deux couches partielles sont séparées par une plaque intercalaire partielle sensiblement de même superficie que lesdites couches partielles. Procédé de palettisation selon l’une des revendications précédentes, dans lequel une couche partielle (Ci) et au moins une couche partielle complémentaire (Ci') sont posées sur une couche complète (Ce). Procédé de palettisation selon la revendication précédente, dans lequel une plaque intercalaire complète sépare la couche complète (Ce) des couches partielles (Ci, Ci'), ladite plaque intercalaire complète ayant sensiblement la même superficie que le contenant (5). Procédé de palettisation selon l’une des revendications précédentes, comprenant en outre une étape de génération d’un catalogue C de couches susceptibles d’être placées sur le contenant, ledit catalogue comprenant au moins une couche partielle.
7. Procédé de palettisation selon la revendication précédente, dans lequel le catalogue est enrichi progressivement par l’ajout de nouvelles couches c possibles présentant un coût strictement négatif, ledit coût étant déduit de la résolution du problème linéaire suivant : Où :
- z(C) : est une valeur correspondant au plus grand profit de couches qu’il est possible d’avoir en utilisant un nombre réel de couches du catalogue C.
- pc est le profit de la couche c, évalué comme le volume d’objets dans la couche c, plus une pénalité proportionnelle au volume occupé par la couche c dans le contenant.
- Âc : le nombre de fois que la couche c est utilisée.
- q- le nombre d’articles i dans la couche c.
- I : est un ensemble de références d’articles i connues du système.
- ni : nombre de fois qu’on peut utiliser la référence i. ledit coût CR(c) étant exprimé par la formule :
Où i//est la valeur duale de la contrainte :
Le profit pc d’une couche étant exprimé par la formule suivante :
Où vc est le volume de la couche, vt le volume d’un article i et a un nombre réel. Procédé de palettisation selon la revendication précédente, dans lequel on choisit du catalogue des couches complètes ou partielles, qui maximisent la somme des profits (pc) sous contrainte que l’ensemble des couches choisies peut être disposé sur le contenant et sans dépasser une hauteur limite du contenant, fixée en amont.
9. Système de palettisation comprenant : - un poste de chargement comprenant une zone de réception d’un contenant (5) et un dispositif (4) de chargement,
- des moyens de convoyage (2) pour transporter des articles (i) de formes hétérogènes vers le poste de chargement pour être chargés en plusieurs couches (Ce, Ci) sur le contenant (5) par le dispositif (4) de chargement, dans lequel, le dispositif (4) de chargement étant contrôlé par un moyen de contrôle informatique configuré pour générer une disposition stable desdits articles sur le contenant en mettant en oeuvre le procédé selon l’une des revendications précédentes.
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