Desarrollo de un sistema basado en visión por computador y algoritmos de optimización para la resolución eficiente del problema de empaquetado bidimensional (2D-BPP)

Abstract

Se ha diseñado e implementado una arquitectura automatizada para resolver el problema de empaquetado bidimensional (2D-BPP) integrando visión artificial y sensórica cinemática en una Raspberry Pi 5. El sistema mitiga la ineficiencia del acomodado manual mediante una estación de digitalización en tiempo real que extrae las dimensiones de los paquetes usando el espacio de color HSV e interrupciones infrarrojas. Tras digitalizar y obtener las medidas, se procede a evaluar cuatro algoritmos de optimización frente a la ejecución de 25 sujetos de prueba, el algoritmo genético se consolidó como la solución más robusta con una eficiencia del 89.44% en tiempos de sub-segundo. Pruebas estadísticas de Wilcoxon validan el empaquetado automatizado no solo eleva la densidad de ocupación en un 6.43% frente a un empaquetado manual, sino que recorta el tiempo operativo total en un 50.56%, demostrando una superioridad técnica determinante frente al criterio empírico tradicional en la logística industrial.