Simulador para el estudio de algoritmos de rutas en almacenes logísticos

La planificación eficiente del movimiento de los trabajadores en almacenes constituye un problema logístico de gran relevancia, especialmente en entornos con alta densidad de actividad, como los centros de distribución de pedidos. En un contexto marcado por el crecimiento exponencial del comercio electrónico, la globalización de los procesos productivos y la presión constante para reducir costes y tiempos de entrega, cada etapa de la cadena de suministro adquiere una importancia estratégica. Dentro de esta cadena, los almacenes se convierten en nodos críticos, donde la correcta organización del espacio, la distribución de pasillos y la asignación de rutas de los operarios inciden directamente en la productividad y eficiencia global del sistema. Problemas como colisiones, bloqueos temporales, congestión de pasillos y rutas ineficientes son frecuentes en escenarios de alta actividad, y su acumulación puede generar retrasos significativos, aumento de costes y reducción de la satisfacción del cliente. La simulación virtual emerge como una herramienta poderosa para analizar, comparar y optimizar distintas estrategias de gestión, ofreciendo la ventaja de anticipar errores y evaluar alternativas sin necesidad de intervenir físicamente en el entorno real. El objetivo principal de este proyecto es desarrollar una herramienta de simulación tridimensional capaz de representar la actividad de los trabajadores dentro de un almacén. Una aplicación capaz de analizar el desempeño de diferentes algoritmos de planificación de rutas y ofrecer una representación visual clara, interactiva y dinámica de los movimientos y decisiones de los operarios. La herramienta permite evaluar la eficiencia de los desplazamientos, identificar cuellos de botella, detectar conflictos y estudiar cómo la distribución espacial y la densidad de actividad afectan al rendimiento del sistema. Para ello, se ha utilizado Unity como motor de ejecución, aprovechando sus capacidades avanzadas de renderizado tridimensional, física de colisiones, animación de agentes autónomos y creación de entornos interactivos, junto con C# como lenguaje de programación para implementar la lógica de simulación, la gestión de eventos y el cálculo de rutas. La herramienta genera automáticamente los escenarios a partir de ficheros de texto estructurados, que contienen información detallada sobre las propiedades del almacén, incluyendo dimensiones, número de pasillos, ubicación de productos, pedidos activos y cantidad de trabajadores disponibles. Esta funcionalidad dota al sistema de gran flexibilidad y escalabilidad, permitiendo la simulación de múltiples escenarios con distintas configuraciones, sin necesidad de modificar el código interno ni reconstruir elementos del entorno. Asimismo, el sistema es capaz de instanciar múltiples trabajadores simultáneamente, calcular sus rutas automáticamente mediante algoritmos como S-Shape y Largest Gap, y mostrar su comportamiento en tiempo real. Además, permitirá obtener información cuantitativa sobre tiempos de recorrido, distancias totales y eficiencia de ejecución, así como un análisis visual intuitivo de la distribución de tareas y el flujo de trabajo en el almacén. La aplicación también incorpora la capacidad de comparar de forma directa distintos algoritmos de planificación de rutas bajo las mismas condiciones, evaluando su desempeño y permitiendo detectar patrones de congestión o conflictos entre trabajadores. Este enfoque proporciona una base sólida para estudios académicos y aplicaciones industriales. Ofreciendo la posibilidad de experimentar con estrategias de optimización, reorganización del espacio y asignación de recursos antes de implementarlas en entornos reales, minimizando riesgos y costes asociados. Además del interés técnico, el proyecto tiene implicaciones sociales, educativas y medioambientales. La herramienta permite mejorar la formación del personal, ofreciendo un entorno seguro para la práctica de procedimientos operativos y la comprensión de las dinámicas de movimiento en almacenes complejos. Desde la perspectiva medioambiental, la optimización de rutas y reducción de desplazamientos innecesarios contribuye a disminuir el consumo energético y los recursos utilizados en las operaciones logísticas. Estos aspectos se alinean con los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la Agenda 2030, en particular los relacionados con innovación, eficiencia industrial, reducción de residuos y mejora de la seguridad laboral. Finalmente, los resultados obtenidos muestran que la simulación constituye un instrumento eficaz para la toma de decisiones en entornos logísticos complejos. La representación tridimensional, la capacidad de configuración y el análisis de algoritmos permiten una comprensión profunda del impacto de distintos factores operativos sobre la eficiencia global. La herramienta desarrollada no solo ofrece valor inmediato para la optimización de almacenes y procesos logísticos, sino que también establece una base sólida para futuras ampliaciones, incluyendo la incorporación de nuevos algoritmos, mejoras en la interfaz de usuario, integración de métricas avanzadas y el desarrollo de gemelos digitales más complejos que reflejen con mayor fidelidad el comportamiento de sistemas logísticos reales. En resumen, esta herramienta combina investigación, innovación tecnológica y aplicación práctica, proporcionando un entorno seguro, flexible y escalable que facilita la evaluación y optimización de procesos logísticos. Contribuyendo así al avance del conocimiento en planificación de rutas, simulación de almacenes y gestión eficiente de recursos. Abstract: Efficient planning of worker movement in warehouses is a fundamental logistical challenge, especially in high-activity environments such as order distribution centers. In a context marked by the exponential growth of e-commerce, the globalization of production processes, and constant pressure to reduce costs and delivery times, every stage of the supply chain becomes strategically important. Within this chain, warehouses act as critical nodes, where proper space organization, aisle layout, and route assignment directly impact overall system productivity and efficiency. Issues such as collisions, temporary blockages, congestion, and inefficient routes are frequent in high-density scenarios, and their accumulation can lead to significant delays, increased costs, and reduced customer satisfaction. Virtual simulation emerges as a powerful tool to analyze, compare, and optimize different management strategies, offering the advantage of anticipating errors and evaluating alternatives without the need to intervene physically in the real environment. The primary goal of this project is to develop a three-dimensional simulation tool capable of representing worker activity within a warehouse, analyzing the performance of different route planning algorithms, and providing a clear, interactive, and dynamic visual representation of worker movements and decisions. The tool allows the assessment of movement efficiency, identification of bottlenecks, detection of conflicts, and the study of how spatial distribution and activity density affect overall performance. Unity has been employed as the simulation engine, leveraging its advanced capabilities for 3D rendering, collision physics, autonomous agent animation, and interactive environment creation, while C# has been used to implement simulation logic, event management, and route calculation. The tool automatically generates scenarios from structured text files containing detailed information about warehouse properties, including dimensions, aisle numbers, product locations, active orders, and available workers. This feature provides the system with high flexibility and scalability, allowing the simulation of multiple scenarios with different configurations without needing to modify the internal code or rebuild environment elements. The system can instantiate multiple workers simultaneously, automatically calculate their routes using algorithms such as S-Shape and Largest Gap, and display their behavior in real time, providing both quantitative data on travel times, total distances, and execution efficiency, as well as an intuitive visual analysis of task distribution and workflow within the warehouse. The simulation also allows direct comparison of different route planning algorithms under identical conditions, evaluating their performance and identifying congestion patterns or worker conflicts. This approach provides a solid foundation for academic research and industrial applications, enabling experimentation with optimization strategies, space reorganization, and resource allocation before implementing them in real environments, minimizing associated risks and costs. Beyond technical interest, the project has social, educational, and environmental implications. The tool enhances personnel training by providing a safe environment to practice operational procedures and understand movement dynamics in complex warehouses. From an environmental perspective, route optimization and reduction of unnecessary movements contribute to lowering energy consumption and resource use in logistics operations. These aspects align with the United Nations Sustainable Development Goals (SDGs) of the 2030 Agenda, particularly those related to innovation, industrial efficiency, waste reduction, and workplace safety improvement. Finally, the results demonstrate that simulation is an effective instrument for decision-making in complex logistics environments. The three-dimensional representation, configurability, and algorithm analysis enable a deep understanding of the impact of different operational factors on overall efficiency. The developed tool not only provides immediate value for warehouse and logistics process optimization but also establishes a strong foundation for future expansions, including the incorporation of new algorithms, interface improv