Kompletacja. Metody optymalizacji

Publikacje firmowe

Kompletacja to proces magazynowy polegający na pobraniu towarów z ich miejsc składowania w celu realizacji dyspozycji zbierania towaru stworzonej najczęściej na podstawie zamówienia odbiorcy (lub innego rodzaju zapotrzebowania, w tym zlecenia uzupełnienia gniazda produkcyjnego). W podstawowej wersji tego rodzaju dyspozycji pracownik otrzymuje informację co, w jakiej ilości oraz z jakich lokalizacji pobrać i dostarczyć do miejsca przeznaczenia (w pewnym uproszczeniu do miejsca kontroli i pakowania) i realizuje tak przygotowany zestaw poleceń. W dobrze zorganizowanych magazynach dyspozycja realizowana jest przy zachowaniu warunku optymalnej ścieżki zbiórki towaru. Oznacza to, że pracownik magazynowy udaje się do właściwych miejsc składowania w magazynie zgodnie z pewnym schematem (wg określonej kolejności) i tam pobiera zadysponowane ilości towaru.

W tym wpisie poruszane są następujące tematy:
⊛ Optymalizacja kompletacji
⊛ Automatyzacja i robotyzacja
⊛ Zmiana strategii kompletacji
▹ Dzielenie zamówień
▹ Łączenie zamówień
▹ Minimalizacja liczby pobrań
▹ Nowości i promocje
▹ Strefa cross-dock
▹ Analiza, WMS i algorytmy
⊛ Zmiany niskonakładowe
▹ Szybkość pobierania towaru
▹ Znajdowanie właściwej lokalizacji
⊛ Podsumowanie

Klasyczna strategia, nazywana kompletacją jednostopniową lub prostą, polega na tym, że magazynier pobiera wszystkie towary znajdujące się na dyspozycji samodzielnie w ramach jednego przejścia przez magazyn, a po zakończeniu jego działania towar z zamówienia jest gotowy do spakowania i wysłania. Przykładem kompletacji jednostopniowej są zakupy w sklepie samoobsługowym, gdzie my sami jako klienci realizujemy listę potrzebnych nam towarów (chociaż najczęściej bez zachowania optymalnej ścieżki zbioru).

Słowo optymalizacja jest bardzo wieloznaczne i czasami używane jest jako słowo wytrych do wszystkiego i do niczego. Bez uściślenia kontekstu trudno określić co ono może oznaczać w konkretnym przypadku. Czasami może być to proste przyspieszenie pracy magazyniera (np. kiedyś pobierał średnio 100 sztuk towaru na godzinę, a teraz ma to być 120). Innym razem może chodzić o sposób uwalniania miejsc, w których składowany jest towar (np. może polegać na realizacji zadania: „jak poprowadzić ścieżkę kompletacji, aby bez straty wydajności zebrać jak najwięcej końcówek towaru z różnych lokalizacji”). Jeszcze innymi oczekiwaniami związanymi z naprawą procesu tzw. pickingu może być obniżenie ryzyka uszkodzenia towaru (wkładanie najcięższych czy najmniej narażonych na uszkodzenie towarów na dno pojemnika) bądź obniżenie liczby paczek, w których wysyłany jest towar przy założeniu, że towar zbierany jest przez magazynierów bezpośrednio do docelowych kartonów wysyłkowych. Nie muszę dodawać, że warunkiem brzegowym tych optymalizacji, które nie dotyczą przyspieszenia pracy niemal zawsze jest (co najmniej) zachowanie dotychczasowej wydajności zbierania towaru z magazynu.

Bez względu na oczekiwania klienta, doradca logistyczny, który podejmuje się zrealizowania optymalizacji kompletacji musi poznać charakterystykę tego procesu bardzo dokładnie by móc zaproponować jego modyfikacje. Nasze doświadczenie mówi, że częstokroć tego typu zadanie wymaga dostępu do szczegółowych danych o zamówieniach i sposobie ich realizacji na poziomie jednostkowych działań magazyniera (krok po kroku: kiedy, gdzie i w jakiej ilości pobierał poszczególne porcje towaru). Podobnie bardzo istotne jest badanie asortymentu zarówno przez pryzmat jego wymiarów, wagi, kolejności pakowania jak i częstotliwości pobrań czy innych kryteriów segmentacji zapasów. Oczywiście nie obędzie się bez dostępu do mapy magazynowej i rozkładu towaru w chwili, gdy magazynier realizował dyspozycję (co pozwoli nam na stawianie pytań „dlaczego pobierał towar z tej a nie z innej lokalizacji”). Chciałbym zwrócić tu uwagę, że możliwa jest próba optymalizacji kompletacji na podstawie tzw. danych przybliżonych np. na poziomie zagregowanego Excela zawierającego informację o średniej liczbie sztuk i linii na zamówieniu, średniej liczbie indeksów powtarzających się w różnych zamówieniach tego samego dnia itp. Zazwyczaj jednak takie przybliżone podejście do analizy daje również przybliżony wynik optymalizacji.

Jedną z najprostszych i jednocześnie najdroższych metod na przyspieszenie kompletacji jest automatyzacja magazynu bądź wdrożenie robotyzacji czy innych systemów autonomicznych (pracujących bez udziału człowieka). Bardzo często odpowiednie poprowadzenie projektu jest w stanie rozwiązać wszystkie opisane wcześniej problemy związane wydajnością pracy, zajętością miejsc w magazynie, kolejnością pakowania towaru do paczek wysyłkowych itp., nie mówiąc o tym, że niemal zawsze rozwiązuje dodatkowo problem przesadnie dużej załogi, która w niespodziewanym momencie może się rozchorować.

Niestety nowoczesne metody kompletacji jakie oferuje automatyzacja procesów logistycznych (np. good to man) jest, jak powiedziałem wcześniej, niemal najdroższym remedium na opisywane bolączki. Dodatkowo, jej uruchomienie to rzadko kiedy okres krótszy niż jeden rok, a wdrożenie automatyki magazynowej w istniejącej lokalizacji i (najchętniej) bez negatywnego wpływu na bieżące procesy magazynowe to zadanie wcale niełatwe. Trzeba albo zdecydować się na przeprowadzkę (budowę czy wynajem magazynu z wcześniejszym projektem jego zagospodarowania) bądź uruchamiać ją etapami. W każdym przypadku oznacza to spore perturbacje a firmy poszukujące sposobów na usprawnienie kompletacji już i bez tego mają zazwyczaj jakieś problemy w tym obszarze. Dlatego automatyzacja magazynu powinna być raczej pomysłem na całościowy rozwój firmy a nie ratowaniem jej obecnej nieoptymalności. Jako firma zajmująca się doradztwem logistycznym często stajemy przed wyzwaniem stworzenia projektu logistycznego magazynu z automatyką magazynową. W związku z długotrwałym procesem wyboru dostawcy automatyki, jej projektowania, produkcji a potem wdrożenia, niemal zawsze proponujemy najpierw usprawnienia procesów logistycznych innymi metodami, a dopiero potem automatyzację całości procesu.

Niemal wszystkie firmy handlowe czy dystrybucyjne rozpoczynając swoją działalność uruchamiają w magazynie prostą, jednoprzebiegową i jednostopniową kompletację. Każdy pracownik za każdym razem zbiera towar w całości obejmujący jedno zlecenie, a czasem nawet sam je pakuje i opatruje dokumentami wysyłkowymi (faktura czy etykieta logistyczna). Zmiana strategii polega na tym, że tą jednoprzebiegową metodę zastępuje się innymi, bardziej efektywnymi rozwiązaniami. Sposobów na przyspieszenie zbiórki towaru dzięki zmianie strategii jest kilka. Poniżej opiszemy tylko niektóre z najczęściej stosowanych.

Jedna z przyczyn, która może spowolnić kompletację to znaczące zwiększenie zawartości zamówień zarówno pod kątem liczby towarów, jak i ich różnorodności. W przypadku, gdy zamówienie będzie składało się z więcej niż jednego opakowania wysyłkowego to można podzielić je na części i każdy fragment zamówienia wydać do zbiórki niezależnie. W tym przypadku nominalna prędkość zbierania towaru z magazynu zazwyczaj nie wzrasta, jednak istnieje szansa na to, że duże zamówienie złożone tuż przed tak zwanym czasem odcięcia (czyli wyznaczoną godziną, która gwarantuje wysyłkę towaru w dniu jego złożenia) będzie miało szansę na planową realizację. Istotną kwestią jest tu konieczność nie tylko dokładnego zwymiarowania produktów i uwzględnienia ich wagi, ale i wdrożenia algorytmów, które dobrze oszacują możliwość spakowania towaru w pojemnik wysyłkowy (np. karton). Na tej podstawie należy podzielić zamówienie przed rozpoczęciem kompletacji. Każdy błąd w tym obszarze (konieczność dobrania kolejnego pojemnika) to nie tylko wzrost kosztów wysyłki, ale i możliwość opóźnienia realizacji zamówienia.

Zupełnie inne cele przyświecają podziałom zamówień w przypadku, gdy firma sprzedaje produkty istotnie różniące się gabarytami (np. od pendrive do lodówki). Produkty z istotnie różnych grup asortymentowych kompletowane są przy pomocy różnych środków transportu (wspomniana wyżej lodówka pobierana jest za pomocą wózka widłowego z odpowiednim chwytakiem a pendrive magazynier pobiera z półki ręcznie) a ponadto znajdują się w różnych strefach magazynowych (lodówka w obszarze składowania blokowego lub w regałach paletowych a pendrive na antresoli z regałami półkowymi). Zastosowanie metody jednostopniowej byłoby w tym przypadku zupełnie nieracjonalne ze względu na konieczność przemieszczania się pracownika pomiędzy różnymi strefami składowania i zmianę środka transportu. Należy pamiętać, że jeśli zamówienia dzielone i realizowane w podziale na kilka dyspozycji mają być wysyłane jednym transportem to muszą po kompletacji „spotkać” się w tzw. strefie komasacji znajdującej się najczęściej przed strefą pakowania.

Nieco inaczej jest w przypadku tak zwanej kompletacji sztafetowej. Jej idea bazuje na przekazywaniu pomiędzy kolejnymi strefami i magazynierami (pracującymi każdy w „swojej” strefie magazynowej) tego samego zamówienia (tego samego nośnika towaru), tak by uzupełniać części całej dyspozycji zbiórki towarem umieszczonym w różnych strefach składowania (niekoniecznie o różnej charakterystyce gabarytowej). Takie przekazywanie nośnika towaru może być realizowane np. z wykorzystaniem automatycznego przenośnika, który przewozi pojemnik kompletacyjny między strefami, a czasami za pomocą dedykowanego pracownika powszechnie nazywanego MilkMan. Jednym z częstszych przypadków, gdy ta strategia jest wykorzystywana to składowanie towaru w podziale na trzy klasy rotacji ABC. Zamiast kierować do odległej strefy towarów słabo rotujących pracownika, któremu „trafiła się” ścieżka zawierający towar słabo rotujący klasy C można do tej strefy przekazać (najchętniej automatycznie) nośnik towaru. Wiele stref, które w klasycznej strategii jednoprzebiegowej wymagałyby przejścia przez nie bez pobrania ani jednej sztuki towaru w tej strategii może być w tym przypadku pominięte.

Na czas kompletacji dyspozycji magazynowej składa się czas potrzebny na przemieszczenie się między lokalizacjami, w których składowany jest towar, czas potrzebny na pobranie towaru oraz czas związany z zainicjowaniem i zakończeniem realizacji zlecenia. Jak napisałem wcześniej, jeśli towar należy do grupy towarów z tzw. długiego ogona (long tail), czyli jest bardzo rzadko zamawiany, to długość ścieżki zbiórki można ograniczyć stosując strategię sztafetową. Natomiast w przypadku towaru bardzo często zamawianego wiele dyspozycji zbiórki towaru kieruje magazynierów wiele razy jednego dnia w to samo miejsce. To spostrzeżenie było źródłem pomysłu, aby powtarzające się produkty kompletować wspólnie, ograniczając konieczność wielokrotnego pokonywania tych samych alejek między regałami.

Do najczęściej stosowanych strategii ograniczających długość ścieżek zbiórki towaru należą: multikompletacja oraz kompletacja wsadowa czy dwustopniowa (te dwie ostatnie metody są podobne, różnią się wielkością zamówień i sposobem ich rozsortowywania po zakończeniu zbiórki towaru). Multikompletacja to taka metoda, w której pracownik magazynowy pobiera kilka (zazwyczaj nie więcej niż 5) dyspozycji w tym samym przebiegu. Jego środek transportu musi być wyposażony w taką liczbę pojemników, ile dyspozycji jednocześnie ma zostać przygotowane (czasami powiększoną o pojemnik na defekty czy inne problematyczne towary). Trasa przejścia przez magazyn jest wygenerowana na podstawie ścieżki zbiorczej obejmującej lokalizacje składowania wszystkich towarów ze wszystkich obsługiwanych jednocześnie zamówień. Pobierając towar, pracownik magazynowy odkłada go do pojemnika dedykowanego do konkretnego zamówienia (oprogramowanie WSM musi wskazywać mu właściwe miejsce odłożenia na wózku pobranego towaru ). Zarówno zbiorcza ścieżka kompletacji jak i dobór realizowanych jednocześnie zamówień wymaga specjalnych algorytmów, o czym napiszę jeszcze dalej w tym artykule. Po zakończeniu zbiórki pojemniki są gotowe do dalszego procesowania bez żadnych dodatkowych działań (trafiają bezpośrednio do strefy pakowania ewentualnie do strefy komasacji).

Trochę inaczej jest w przypadku kompletacji wsadowej (dwustopniowej). W tej metodzie pracownik pobierając z półek towar w celu realizacji zamówienia również tylko raz przemierza ścieżkę zbioru. Różnica jest taka, że jeśli w multikompletacji z jakiejś lokalizacji trzeba pobrać 3 sztuki towaru do 3 różnych zamówień to należy go pobierać 3 razy wkładając po jednej sztuce do odpowiedniego pojemnika. W kompletacji dwustopniowej pobiera się od razu wszystkie 3 sztuki i wkłada towar do jednego wspólnego pojemnika. Po przejściu całej trasy zbiórki, towar rozdzielany jest ze zbiorczego pojemnika na poszczególne zamówienia. Jeśli wszystkie zamówienia są jednosztukowe (najczęściej dotyczy to zamówień ze sklepu internetowego), czyli każda sztuka towaru wyciągana z pojemnika zbiorczego jest od razu całym zamówieniem, to tak przygotowany wsad nie wymaga żadnych dodatkowych prac przed przekazaniem go do pakowania. Gdy kompletacji do jednego pojemnika podlegają zamówienia wielosztukowe to należy jeszcze rozsortować pobrany towar na poszczególne zamówienia (stąd nazwa kompletacja dwustopniowa).

W związku z różnicą sposobu obsługi wspólnie zebranych zamówień jedno i wielosztukowych warto robić to osobno (w jednym pojemniku tylko zamówienia jednosztukowe, a w innym tylko wielosztukowe), gdyż istotnie oszczędza się wtedy czas związany z sortowaniem zamówień (nie przekazujemy do sortowania zamówień jednosztukowych bo one tego nie wymagają). Warto w tym miejscu wrócić do kwestii nazewnictwa. Ta niewielka część osób, która rozróżnia kompletację wsadową od dwustopniowej bazuje właśnie na rozróżnieniu zawartości skomasowanych dyspozycji. W ich nomenklaturze kompletacja dwustopniowa wymaga jawnego rozsortowania wsadów w drugim procesie (sortowania), a kompletacja wsadowa takiego sortowania nie wymaga. W skrajnym przypadku jednocześnie pobieranych zamówień może być nawet kilkaset a sortowanie może się odbywać np. za pomocą sortera zrzutowego. Należy pamiętać, że w tej strategii dużo zyskujemy w ramach fizycznego pobierania towaru z półek magazynowych, jednak tracimy potem trochę czasu na jego rozsortowanie. Decyzja o wyborze tej metody wymaga dogłębnych analiz struktur zamówień. Należy jeszcze zwrócić uwagę na fakt, że proces rozsortowania (wydający się minusem tej metody) stanowi kontrolę procesu realizacji zamówień, co jest niewątpliwą zaletą tego rozwiązania.

Jak napisałem wcześniej wybór strategii, która przyspieszy lub zoptymalizuje w inny sposób zbiórkę towaru istotnie zależy od struktury zamówień. Jednym z istotnych przypadków, który warto jeszcze przeanalizować przy decyzji o zastosowaniu danej metody jest rozdzielanie nowości (czasem nazywane sprzedażą z rozdzielnika czy alokacją nowości) bądź obsługa akcji promocyjnych. Pierwszy przypadek dotyczy firm dystrybucyjnych bądź sieci sklepów detalicznych, w których każda nowość musi trafić do większości sklepów. Drugi przypadek to obsługa tzw. akcji promocyjnych czy gazetek reklamowych. Wiadomo, że produkty z tego wyróżnionego obszaru będą się sprzedawać jak ciepłe bułeczki i należy odpowiednio się przygotować do ich sprzedaży.

W praktyce takie hity sprzedażowe można rozdzielać do zamówień za pomocą tak zwanej kompletacji indeksowej. Działanie to polega na tym, że w strefie komasacji ustawione są pojemniki wysyłkowe zbierające towar do wszystkich sklepów i pracownik zasila wszystkie te pojemniki jednym indeksem towarowym. Największą wydajność osiąga się wtedy, gdy wszystkie pojemniki wysyłkowe zasila się tą samą liczbą towarów. W przypadku, gdy liczba indeksów jest różna w zależności od odbiorcy pracownik musi dodatkowo potwierdzać niektóre swoje działania, co nieznacznie, ale jednak, spowalnia jego pracę.

Na tej samej zasadzie co rozdział nowości i promocji dodatkowo można przyspieszyć kompletację towaru, którego nie ma w magazynie w chwili składania zamówień. Jeśli polityka firmy umożliwia działanie typu Just-In-Time towar dostępny wyłącznie u partnerów handlowych jest domawiany automatycznie w chwili złożenia zamówienia przez klienta, a zamówienie to czeka z rozpoczęciem realizacji do chwili pojawienia się tego towaru w magazynie. Jednak zamiast rozkładać przyjętą dostawę w magazynie (często w strefie C czyli towaru o niskiej rotacji) towar podstawiany jest (podobnie jak promocje) przy samych stanowiskach pakowania. Dzięki temu może zostać dołączony do zamówienia bez dodatkowych działań. Po szersze wyjaśnienie odsyłam do artykułu na temat strefy cross-dock w magazynie dystrybucyjnym.

Jak wcześniej napisałem modyfikacja strategii kompletacji może przynieść bardzo atrakcyjne efekty. Jednak bardzo mocno zależą one od właściwego dopasowania strategii do charakteru zamówień. Zupełnie inne podejście trzeba zastosować w przypadku zamówień, w których znaczna część zawartości dotyczy tak zwanego długiego ogona produktów a zupełnie inne, gdy poruszamy się w większości w obszarze nowości czy hitów sprzedażowych. Dodatkowo należy jeszcze uwzględnić fakt, że towar sprzedawany jest często kilkoma różnymi kanałami sprzedaży jednocześnie i nie należy też zapominać, że struktura zamówień w lipcu i grudniu może być bardzo różna od siebie. Osobnym zagadnieniem jest wpływ różnorodnych wymiarów czy wagi towarów (ale też np. kruchości czy kierunku składowania) na organizację procesu kompletacji – jeśli w asortymencie mamy towar uznawany jako ciężki to zaleca się rozpoczęcie zbiórki właśnie od tej grupy towarowej tak by właśnie te towary znalazły się na spodzie pojemnika wysyłkowego a nie na wierzchu, na innych skompletowanych wcześniej artykułach. Należy też pamiętać że wszystko dodatkowo zakłóca problem tzw. minimum logistycznego, które formalnie pojawia się na początku procesu jeszcze przed trafieniem zamówienia do magazynu, ale może zakłócić kompletację poprzez wprowadzenie dziwnych ograniczeń brzegowych.

Czemu zwracam na to uwagę? Otóż bez głębokiej analizy, przy bazowaniu na średnich rocznych strukturach zamówień może się okazać, że optymalizacja procesów jest niemożliwa. Dopiero analiza dotykająca poszczególnych przypadków, często zawarta w audycie logistycznym czy koncepcji zmian logistyki może zasugerować właściwe zmiany w obszarze procesów intralogistycznych. Ponadto niemal zawsze opisane tu zmiany wymagają modyfikacji systemu WMS a często dodania w nich rozwiązań bardziej zaawansowanych niż proste planowanie ścieżek kompletacji jednostopniowej. Tylko bardziej zaawansowane programy magazynowe pozwalają na modyfikacje strategii wyłącznie na podstawie zmian w konfiguracji. Łączenie różnych zleceń w multikompletację, kompletację wsadową czy dwustopniową to nie tylko zmiany w WMS, ale też skomplikowane zagadnienia algorytmiczne, które pozwolą podnieść optymalność zmian w systemie.

Wszystkie opisane wcześniej działania wymagały zmian strategii kompletacji bądź dobudowania automatyki magazynowej. Poza takimi, bardzo głębokimi modyfikacjami, można i należy stosować różne rozwiązania przyspieszające pracę magazyniera, które można też wdrożyć znacznie szybciej i mniejszymi kosztami. Skrótowo opisze tu kilka pomysłów, które zaimplementowaliśmy u różnych naszych klientów z pozytywnymi skutkami. Trzeba jednak pamiętać, że w przypadku takich niskonakładowych usprawnień nie należy oczekiwać, że jedno usprawnienie w znaczący sposób poprawi nam wydajność. Każda poprawa zazwyczaj zwiększa wydajność w sposób nieznaczny, ale jeśli nałożymy na siebie kilka czy kilkanaście tego typu działań to można uzyskać satysfakcjonujące efekty jeszcze przed wdrożeniem dużych zmian systemowych.

Jak wiemy, czas zbiórki towaru jest sumą czasu przejścia przez magazyn i sumy czasów pobrania towaru. Omówiłem uprzednio sposoby skracania ścieżki zbioru, teraz chwilę poświęćmy procesowi pobierania towaru z lokalizacji. Najprostszą sytuację mamy w przypadku, gdy w jednej lokalizacji jest umieszczony tylko jeden indeks magazynowy. Jeśli jednak szerokość asortymentu jest na tyle duża, że nie jest możliwe zaalokowanie całego miejsca składowania (półki czy miejsca paletowego) pod jeden indeks to musimy znaleźć sposoby, które pomogą sobie z takimi przypadkami poradzić.

Często stosowaną metodą (zwłaszcza dla bardzo drobnych artykułów) jest stosowanie kuwet czy pojemników do składowania towaru. Kuwety mogą być zajęte przez jeden indeks lub mogą być podzielone na mniejsze przestrzenie odpowiednimi przegródkami. Jednak taka metoda zakłada praktycznie stałe miejsce składowania dla indeksu i trudno ją zastosować w przypadkach, gdy szerokość i zmienność asortymentu jest duża. Jeśli mamy sytuację, w której na półce kompletacyjnej musimy umieścić wiele indeksów (bez stosowania dedykowanych pojemników) to warto pamiętać, że znacznie prościej jest znaleźć w danej lokalizacji np. myszkę do komputera wtedy, gdy na tej półce leży szukana myszka i inne, zupełnie inaczej wyglądające artykuły niż wówczas gdy na jednej półce ułożymy kilka lub kilkanaście podobnie wyglądających myszek do komputera.

Kolejnym rozwiązaniem na przyspieszenie kompletacji jest właściwe oznakowanie alejek czy regałów, które pozwoli pracownikowi na znacznie łatwiejsze znalezienie lokalizacji docelowej. Proste ustawienie numeracji regałów prostopadle do ruchu magazyniera umożliwia bezproblemowe (czytaj: szybkie) ustalenie przez pracownika „dokąd trzeba dojść”. Oszczędności czasu na pojedynczej operacji nie będą oczywiście oszałamiające, ale jeśli w magazynie dokonuje się kilkadziesiąt tysięcy pobrań dziennie to okaże się, że całkowitą oszczędność możemy już mierzyć w etatach.

Innym podejściem zyskującym teraz popularność dzięki wdrażaniu oświetlenia LED w magazynach jest wsparcie kompletacji przez zmiany w natężeniu oświetlenia. Alejki do których pracownik nie powinien wchodzić oświetlone są symbolicznie, te do których powinien wejść oświetlone są mocniej a lokalizacja, w której musi się zatrzymać oświetlona jest w 100%. Takie rozwiązanie również przyspiesza kompletację, choć wymaga nieznacznego podniesienia kosztów sterowania oświetleniem i integracji tego sterowania z systemem WMS (wprowadzając za to oszczędności w kosztach samego oświetlenia).

Podsumowanie