Logistica innovativa per consegne nell’ultimo miglio tramite un sistema ibrido basato sulla metropolitana urbana.
di Federico Galbiati, Liceo Scientifico D. Bramante, Magenta (Milano)
https://www.youtube.com/watch?v=6eS2KYB1ZYY
Vince il riconoscimento OCMI Group (https://www.ocmigroup.com/index.php) e vince l’accredito a LIYSF, Forum internazionale giovanile della scienza, Londra (Regno Unito), 29 luglio-12 agosto 2020 (https://www.liysf.org.uk/liysf).
Fondata nel 1959, LIYSF mira a fornire una visione più approfondita della scienza e delle sue applicazioni a beneficio di tutta l’umanità e sviluppare una maggiore comprensione tra i giovani di tutte le Nazioni. LIYSF 2020 avrà il tema di fondo: ‘Scienza Per Il Cambiamento’. Verranno considerate tutte le discipline scientifiche, da utilizzare insieme per fornire soluzioni efficaci per sfide come il cambiamento climatico, l’energia sostenibile, i virus, l’invecchiamento e la sovrappopolazione nella gestione dei dati, la sicurezza informatica e l’autenticità delle informazioni. La scienza può essere utilizzata per mobilitare il cambiamento e affrontare i futuri sviluppi con l’intelligenza artificiale, la nanotecnologia, l’ingegneria, la robotica, la biologia, la medicina, la chimica, la fisica, la matematica e l’astrofisica. Il modo in cui la scienza viene comunicata è ancora più importante oggi, non solo per i governi e i responsabili politici, ma per tutti. LIYSF 2020 fornirà anche agli studenti nuove conoscenze e abilità, connessioni e la più ampia prospettiva.
Sintesi del progetto. Il progetto propone una idea innovativa di logistica per consegne e-commerce in aree urbane, basata sull’integrazione di trasporto merci attraverso le reti metropolitane e veicoli, anche elettrici, di dimensione ridotta. In particolare, vengono proposti dei terminali di carico/scarico delle merci da consegnare in un certo numero di stazioni della rete metropolitana. Le stazioni sono individuate attraverso un algoritmo di analisi e ottimizzazione dei tempi di consegna, tenendo conto di limitazioni e condizioni di traffico. Simulazioni vengono condotte in condizioni di traffico reali per la città di Milano, Londra e altre aree metropolitane globali, utilizzando algoritmi di ottimizzazione dei percorsi delle merci. Le consegne basate sul modello di trasporto ibrido suggerito sono in grado di trasferire fino a un milione di pacchi giornalieri (mix di scatole di cartone e buste) per ogni linea e di soddisfare il limite temporale di consegna di un’ora. Il processo di consegna ibrida della metropolitana può ridurre di quattro volte l’emissione di CO2 rispetto all’utilizzo delle vie stradali tradizionali e riduce di circa 40% il tempo di guida dei trasportatori. Abbiamo chiesto a Federico Galbiati di raccontarci come ha organizzato il suo progetto.
Logistica innovativa dell’ultimo miglio basata su consegne ibride con metropolitana in aeree urbane.
L’opportunità. La crescita dell’e-commerce, specie negli ultimi anni, è stata incessante e si stima che il mercato mondiale relativo a questo settore ammonterà a 6500 milioni di dollari nel 2023. Nello stesso anno, in Italia, si prevede che i consumatori online raggiungeranno la quota di 41 milioni. Un aspetto critico dell’e-commerce, è la cosiddetta “consegna dell’ultimo miglio”, cioè il processo che riguarda il movimento che le merci compiono dai punti di produzione e di vendita verso la loro destinazione finale. Tale processo rappresenta circa il 50% del costo totale della movimentazione logistica, è altamente inquinante. Inoltre è soggetto, specie nelle aree urbane, a una serie di problematiche, come lentezza nelle consegne dovuta a congestioni del traffico, zone di accesso limitate, etc… A tutto ciò si aggiunge la preferenza sempre più comune, presso i consumatori, di richiedere la merce ordinata nello stesso giorno e possibilmente entro un’ora dall’ordine secondo studi compiuti in alcuni paesi come gli Stati Uniti d’America.
L’idea. Ma come garantire consegne entro un’ora di merce ordinata tramite e-commerce in aree urbane densamente popolate? Un’idea potrebbe essere quella di usare una rete logistica ibrida che utilizza infrastrutture già esistenti come la metropolitana e insieme a veicoli di piccole dimensioni, anche elettrici, per consegnare la merce agli indirizzi degli acquirenti. I magazzini logistici da cui la merce ordinata inizia il processo di consegna dell’ultimo miglio, sono posizionati nei pressi dei capolinea delle linee metropolitane. La merce in uscita dai magazzini viene trasportata a montacarichi collegati con le linee metropolitane. Viene quindi caricata su un vagone appositamente attrezzato del convoglio della metropolitana, situato in testa o coda al treno, inaccessibile ai passeggeri. La metropolitana trasporta rapidamente la merce che viene scaricata presso una delle stazioni abilitate allo scarico, equipaggiata con sistemi di scarico delle merci. La merce viene poi presa in carico da veicoli che la consegnano alla destinazione finale.
La simulazione. Per dimostrare la fattibilità della rete logistica descritta, si sono innanzitutto modellate le reti metropolitane di alcune città, tra le quali Milano, Londra e New York. In particolare, sono stati opportunamente posizionati sulla rete metropolitana, tramite algoritmi di ottimizzazione, i magazzini logistici e i terminali di scarico, così da minimizzare i percorsi urbani dei veicoli di superficie nelle varie zone delle città. Inoltre, date le destinazioni di consegna, i percorsi di tali veicoli sono stati ottimizzati usando opportuni algoritmi. Sono poi stati effettuati dei casi di prova, utilizzando le API di Google, per simulare in tempo reale sia l’effettiva corsa dei convogli della metropolitana, sia le condizioni reali di traffico urbano nelle varie città.
I risultati. Le simulazioni effettuate hanno permesso di dimostrare che le reti logistiche ibride proposte possono garantire consegne entro un’ora dall’ordine in ogni parte delle città analizzate. Oltre a soddisfare l’obiettivo di consegna rapida delle merci, a fronte di un investimento per le infrastrutture di carico e scarico delle merci presso i capolinea e i terminali della stazione metropolitana, l’uso di una rete logistica ibrida del tipo qui descritto consente di ottenere considerevoli riduzioni dei percorsi compiuti dai veicoli di superficie, riducendone di quattro volte le emissioni di CO2 associate rispetto a una rete logistica tradizionale. L’ulteriore fase di sviluppo del concetto logistico esposto in questa sede dovrà contemplare l’analisi finanziaria degli investimenti. Si noti che tale convenienza dipende da alcune scelte progettuali e dal posizionamento dei terminali di carico e scarico delle merci, che possono richiedere, in alcuni casi, il trasbordo delle merci stesse tra linee della metropolitana, con ulteriore aggravio dei costi. Tuttavia, si è confidenti che la soluzione descritta possa alla fine apportate benefici sia in termini economici che di sostenibilità rispetto alle attuali soluzioni per consegne in un’ora, estremamente costose e limitate in termini di scelta da parte degli acquirenti.
Pro: • Consegne in un’ora • Riduzione dell’impatto  ambientale • Riduzione dei chilometri percorsi • Riduzione dei veicoli di superficie per consegne.
Contro: • Investimenti infrastrutturali. • Scambio merci tra linee della metropolitana.
Federico Galbiati