Strona główna > O firmie, publikacje naszych specjalistów > Optymalizacja kompletacji
Optymalizacja kompletacji
Marek Wierzbicki
Artykuł oryginalnie opublikowany w dwumiesięczniku "Nowoczesny Magazyn" [ISSN 1507-465X].
W poprzednim numerze Nowoczesnego Magazynu poruszyłem kwestię różnych strategii kompletacji, które stosuje się celem podniesienia wydajności zbiórki towaru w magazynie. Dziś chciałbym napisać o różnych kwestiach i paradoksach, które pojawiają się w trakcie przygotowywania strategii kompletacji i trudno je zakwalifikować do konkretnej klasy problemów, a również wpływają na wydajność magazynu.
Najpierw rozkładanie
Wiele osób podchodzi do procesu kompletacji jako samodzielnego problemu, który należy optymalizować w magazynie w takim stanie w jakim się on znajduje. Jednak dobre podstawy optymalizacji zbierania towaru należy zrobić już w czasie jego rozkładania w magazynie. Jeśli położymy towar szybciej rotujący bliżej węzła w którym zaczynamy i kończymy obsługę dyspozycji zamówień należy się spodziewać, że ścieżki te ulegną skróceniu. Niestety nie zawsze maksymalne skrócenie ścieżek spowoduje przyspieszenie pracy magazyniera. Tu powinna pojawić się przerwa na reklamę, żeby czytelnicy pozostali w szoku na dłuższą chwilę z tym pytaniem: Dlaczego skrócenie ścieżek nie zawsze spowoduje przyspieszenia kompletacji?
Często zapomina się, że czas potrzebny na skompletowanie zamówienia składa się z dwóch elementów: przemieszczania się między lokalizacjami oraz pobierania towaru z lokalizacji. Jeśli cały szybko rotujący towar położymy w jednej alejce może się okazać, że o dostęp do lokalizacji w tej alejce walczy kilka razy więcej magazynierów niż pojemność tej alejki. Tak więc magazynier bardzo szybko dojdzie do wyznaczonej lokalizacji, a następnie spędzi tam dużo czasu oczekując na dostęp do towaru. Strata czasu na oczekiwanie może być większa, niż koszt dojścia do dalszej, mniej optymalnej alejki, gdzie nie ma nikogo i czas pobrania towaru z tamtej drugiej alejki jest znacznie mniejszy. Tak więc towar należy rozkładać zgodnie z jego rotacją ... ale z głową.
Robimy bałagan w magazynie
Inna kwestia, która może wpłynąć na przyspieszenie kompletacji dotyczy rozkładania bardzo rzadko rotującego towaru. Zazwyczaj towaru tego nie jest zbyt dużo, ale czasem podzielenie go na dwie lub więcej lokalizacji przyspieszy kompletację. Jak to możliwe? Wyobraźmy sobie realizację zlecenia zawierającego trzy pozycje w magazynie towaru rzadko rotującego w którym leży ponad 10 tys różnych indeksów w niewielkich ilościach. Z dużym prawdopodobieństwem te trzy pozycje zamówienia wymuszą przejście niemal całego magazynu w celu ich zebrania. Gdyby każdy indeks leżał w 3 różnych lokalizacjach statystyka podpowiada, że droga będzie przynajmniej o połowę krótsza. Oczywiście będzie to wymagało zwiększenia liczby indeksów leżących w jednej lokalizacji i magazynier straci trochę czasu na poszukiwanie właściwego towaru, jednak ta strata będzie znacznie mniejsza niż koszt bezproduktywnego zwiedzenia całego magazynu.
Oczywiście możemy wspomóc magazyniera w poszukiwaniu towaru robiąc na półce bałagan. Tak, tak! Bałagan, a nie porządek. Wyobraźcie sobie, że w jednej lokalizacji leży 5 podkoszulek w tym samym kolorze i różnym rozmiarze. Jak znaleźć właściwą? Oglądając lub skanując każdą pod kątem metki z rozmiarem. A wyobraźcie sobie, że w tej lokalizacji leżą tylko podkoszulki XL w 5 kolorach. Wyjęcie białej spośród czarnej, czerwonej, zielonej i szarej jest zajęciem banalnym i bardzo szybkim. Podobne mieszanie towaru można zrobić w wielu branżach. Jednak taka banalna optymalizacja często spotyka się z protestem osób z wyższego szczebla zarządzania, gdyż po takim przyspieszeniu magazyn sprawia wrażenie bardzo nieuporządkowanego i zaniedbanego.
Wyznaczanie ścieżek kompletacyjnych
Przebieg ścieżek zbiórki towaru jest zależne od architektury magazynu. Jeśli alejki nie posiadają wejść i ciągów komunikacyjnych z obu stron wymagane jest zawracanie magazyniera i tu trudno pokusić się o głębszą optymalizację i przyspieszenie jego pracy. Jeśli jednak możliwe jest potraktowanie alejek jako jednokierunkowe trasy należy zastosować takie podejście. Warto pamiętać, że ścieżki powinno wyznaczać się inaczej dla stref towaru o wysokiej rotacji, a inaczej dla towarów o niskiej rotacji. Dla stref o wysokiej rotacji powinno bardzo ściśle trzymać się raz zaplanowanych kierunków przejścia osób przez alejki, nawet jeśli z punktu widzenia pojedynczej kompletacji może się to wydawać nieoptymalne. Czemu? Żeby ewentualnie zawracający magazynier nie spotkał się ze swoim kolegą, który tuż za nim obsługuje następne zlecenie. Zupełnie inaczej jest w przypadku stref o bardzo niskiej rotacji towaru, gdzie pracownik pojawia się rzadko i szansa spotkania innej osoby jest niewielka. Tu warto pokusić się o dynamiczny algorytm wyznaczania kierunku przejścia przez kolejną alejkę, żeby zaoszczędzić pustych przebiegów wymuszonych tylko po to, żeby zachować statycznie zapisany w bazie kierunek.
Przy wyznaczaniu ścieżek warto też pamiętać o tym, że nie zawsze optymalizacja pojedynczej ścieżki jest słuszna globalnie. Kwestia ta jest istotna zwłaszcza w przypadku gdy ten sam towar leży w strefie kompletacji w więcej niż w jednym miejscu. Czasami warto wymusić pobranie jednego towaru z dwóch lokalizacji mimo tego, że w jednej z nich jest wystarczając ilość do realizacji konkretnej linii zlecenia. Kiedy warto podjąć decyzję o mniej optymalnej ścieżce? Wtedy, gdy chcemy uwolnić jakieś miejsce w magazynie. Jeśli pobierzemy towar z lokalizacji w której jest go więcej niż na zleceniu pozostawimy go w dwóch lokalizacjach. Jeśli zbierzemy najpierw końcówkę z lokalizacji z niewielką ilością i uzupełnimy zamówienie z drugiej lokalizacji uwolnimy jedno z miejsc składowania, co pozwoli zrealizować jakąś inną strategię. Tu warto pamiętać o tym, że przełączanie pomiędzy metodami zbierania towaru z magazynu powinno być prosto realizowane w posiadanym systemie WMS. Zazwyczaj bowiem strategię kompletacji włącznie z czyszczeniem magazynu stosuje się zazwyczaj w okresie niskiego obciążenia zamówieniami (na przykład tylko na porannej zmianie).
Dzielenie zleceń
Jak pisałem w poprzednim numerze Nowoczesnego Magazynu kompletowanie z użyciem różnych strategii dotyczy zazwyczaj części tych samych zleceń. Najprostszą metodą jest podejście „geograficzne”. Towar szybko rotujący leży w innej strefie niż wolnorotujący. W każdej ze stref realizuje się inną strategię zbierania towaru i podział następuje mechanicznie na podstawie miejsca położenia. Jest to metoda najprostsza i jednocześnie najmniej efektywna, gdyż zakłada że w każdej strefie charakter towaru jest statyczny i niezmienny lub wymaga częstego przesuwania towaru między strefami. Na przeciwnym biegunie znajduje się idealny świat sklepów własnych z jednorazowym generowaniem zamówień do sklepów, które odbywa się z odpowiednio dużym wyprzedzeniem. W takim przypadku możemy dokładnie przeanalizować wszystkie zamówienia (oczywiście za pomocą automatycznego algorytmu) i dokonać podziału na część realizowaną indeksowo i część realizowaną hipermarketowo.
Podziału dokonuje się z wykorzystaniem statystyk szybkości działania w poszczególnych strategiach. Szybkość ta zależy od kilku parametrów. W kompletacji indeksowej średnia szybkość pobrania jednej sztuki zależy od liczby jednocześnie zbieranych indeksów. Ze wszystkich zleceń warto wydzielić tylko te ich części, które po złożeniu w jedno zlecenie indeksowe dadzą szybkość kompletacji większą niż w klasycznej metodzie jednoprzebiegowej. Zazwyczaj ten punkt graniczny wyznacza się doświadczalnie i zmienia jedynie w przypadku dużych zmian w magazynie, które mogą wpłynąć na przesunięciu punktu krytycznego podziału. Takimi zmianami jest zmiana liczby sklepów czy zmiana w realizacji strategii jednoprzebiegowej (na przykład zmiana liczby miejsc na których leżą pojedyncze indeksy, przebicie alejek w magazynie itp.). Dla każdego magazynu i dla każdego złożenia różnych strategii sposób podziału zleceń na części należy opracować indywidualnie i poza wytyczną szybkości kompletacji pojedynczego indeksu nie ma żadnych ogólnych wytycznych dla tej kwestii.
Dynamiczne dzielenie zleceń
W praktyce w większości magazynów spotykamy się z mniej idealnymi sytuacjami, które wymagają dzielenia dynamicznie pojawiających się zleceń od różnych klientów i z różnych kanałów. W sytuacji dynamicznej pojawia się kilka nowych parametrów, które mogą wpłynąć na szybkość kompletacji w nieoczywisty sposób. Jak można się spodziewać im dłużej będziemy czekać na spływające zamówienia i grupować je w większą paczkę do analizy tym większe prawdopodobieństwo, że pojawią się zamówienia na tyle podobne, że ich podzielenie na części i połączenie w podgrupach multikompletacji da pozytywne efekty. Jednak to oczekiwanie ma też negatywną stronę, a mianowicie kumulujemy konieczność wykonania wszystkich zleceń w ostatnim momencie przed ostateczną godziną wysyłki. Nie warto więc czekać na zbyt dużo zleceń, tylko zacząć ich realizację wcześniej godząc się na pewną nieoptymalność.
W użyciu są różne heurystyki, które podpowiadają kiedy nie warto już czekać na kolejne zlecenie, jednak najczęściej stosuje się kombinację jednej z dwóch bardzo prostych z jedną bardziej skomplikowaną. Te dwie proste heurystyki dotyczą czasu lub wielkości zamówień. Oba zakładają, że jeśli pojawią się zlecenia odpowiednio dobrze pasujące do siebie to są one wspólnie wysyłane do realizacji. Różnica pojawia się w przypadku zleceń których połączenie nie daje oczekiwanego zysku. Podejście czasowe bazuje na tym, że jeśli zamówienie czeka dłużej niż jakiś określony czas (np. godzinę) to jest dołączane do dowolnej paczki zleceń lub realizuje się je samodzielnie (jeśli połączenie lub podzielenie go nie da sensownych efektów). W podejściu wielkościowym wyzwalaczem jest wielkość oczekujących zleceń. Jeśli wielkość oczekującego bufora zleceń przekroczy pewną granicę to najstarsze zlecenie lub cały bufor są wypychane do realizacji nawet jeśli ich połączenie nie da oczekiwanych zysków.
Metoda bardziej zaawansowana bada efekt wspólnego obrobienia każdego zmówienia w chwili pojawienia się kolejnego zamówienia w kolejce. Statystyki prób łączenia pokazują jak powinny się kształtować zyski w miarę pojawiania się kolejnych zamówień. Jeśli efektywność prób łączenia spada oznacza to, że prawdopodobieństwo pojawienia się idealnego zamówienia spada i nie warto czekać dłużej (wtedy zamówienie oczekujące wypycha się do realizacji bez względu na poziom osiągniętego przyspieszenia). Aby uniknąć bardzo długiego czekania na optymalne połączenie zamówień, które może się pojawić dla bardzo dużych i rozdrobnionych zleceń, dodatkowym wyzwalaczem jest jedna z prostych metod (czasowa lub wielkościowa). Czyli nawet jeśli statystyka pokazuje, że warto czekać z wydaniem zlecenia do kompletacji bo na pewno pojawią się jeszcze lepsze zlecenia lepiej dopasowane do oczekującego to prosta metoda wypycha takie zlecenie do realizacji, aby nie zablokować pracy magazynu pod koniec dnia.
Podsumowanie
W dzisiejszym artykule poruszyłem najważniejsze aspekty związane ze strategiami kompletacji, które pomagają na ich przyspieszenie w sposób systemowy i strategiczny. Dalsze działania to, jak zwróciłem na to uwagę w treści artykułu, działania indywidualne nastawione na optymalizację kompletacji. Zazwyczaj działania te wymagają dostosowania do konkretnego magazynu i opisanie poszczególnych przypadków w sposób ogólny jest bardzo trudne i niezbyt zrozumiałe. Mimo to spróbuję w kolejnym tekście opowiedzieć o kilku swoich doświadczeniach z życia doradcy, gdy mogłem wprowadzić rozwiązania optymalizacyjne charakterystyczne dla różnych towarów i magazynów.