Trasy kompletacji w WMS i grupowanie zamówień w wysyłki

Skompletowanie zamówienia dzieli się na dojście do lokalizacji oraz pobranie i potwierdzenie towaru. Dojście zajmuje najwięcej czasu, a jednocześnie łatwo je skrócić bez zmiany liczby ludzi. Wystarczy zmienić kolejność pobrań i sposób grupowania zamówień. Do tego służą trasy kompletacji w WMS.

Ten tekst opisuje wyłącznie operacyjną stronę: strategie kompletacji, algorytmy tras w alejkach oraz grupowanie gotowych zamówień w wysyłki. Szerszą rolę systemu w łańcuchu logistycznym omawia osobna strona o systemie WMS w logistyce, a produkt opisuje serwis Studio WMS.net.

Dlaczego trasa kompletacji decyduje o czasie realizacji

Przemarsz pracownika pochłania znaczną część czasu kompletacji, a pobranie towaru z półki trwa krócej niż dojście do niej. Im bardziej przypadkowa trasa, tym więcej godzin zmiany idzie na chodzenie, a nie na czynności, za które płaci klient. Dokładne proporcje zależą od układu magazynu, więc warto je zmierzyć na własnych danych.

System nie skróci pojedynczego kroku pracownika, ale eliminuje kroki zbędne. Lista kompletacyjna ułożona według alejek, a nie według kolejności pozycji na zamówieniu, usuwa powroty do tej samej alejki. Ogólne zasady kompletacji zleceń opisuje strona o kompletacji zamówień, a wpływ rozmieszczenia towaru na długość tras tekst o rozmieszczeniu towaru według rotacji.

Strategie kompletacji, które WMS potrafi łączyć

System nie stosuje jednej metody dla wszystkich zamówień. Wybór zależy od liczby zamówień i średniej liczby pozycji w zamówieniu. Cztery podstawowe strategie da się łączyć, zależnie od profilu bieżących zleceń.

Kompletacja pojedyncza i strefowa

Kompletacja pojedyncza oznacza, że jeden pracownik realizuje jedno zamówienie od początku do końca. Jest najprostsza organizacyjnie, bo nie wymaga sortowania po zebraniu, i sprawdza się przy niewielkiej liczbie zamówień albo przy dużych gabarytach.

Kompletacja strefowa dzieli magazyn na obszary przypisane pracownikom. Zamówienie przechodzi przez kolejne strefy, a pozycje trafiają do wspólnego pojemnika. System koordynuje kolejność przekazywania, więc operator nie opuszcza swojego obszaru i dobrze zna rozmieszczenie towaru, którym zajmuje się na co dzień.

Kompletacja falowa i wsadowa

Kompletacja falowa grupuje zamówienia w fale uruchamiane o ustalonych porach, zwykle według godzin odjazdu przewoźników. System zwalnia listy dla całej fali jednocześnie, więc praca zmiany układa się wokół harmonogramu wysyłek, a nie odwrotnie.

Kompletacja wsadowa polega na zbieraniu towaru dla kilku zamówień w jednym przejściu. System sumuje zapotrzebowanie na dany indeks w jedną pozycję listy, a rozdzielenie na przesyłki następuje na stanowisku sortowania. Metoda ogranicza liczbę przejść przez te same lokalizacje i pasuje do dużej liczby drobnych zamówień o powtarzalnym asortymencie.

Wiele magazynów łączy strategie: falowo-strefową dla zamówień standardowych i pojedynczą dla przesyłek pilnych, które muszą opuścić magazyn poza harmonogramem fal. Przegląd metod w kontekście pracy na kolektorach zawiera tekst o komisjonowaniu towarów w magazynie, a obsługę szczytów sprzedażowych strona o pickingu w nieprzerwanym szczycie.

Jak WMS wyznacza trasy kompletacji w alejkach

Wyznaczenie trasy przypomina klasyczny problem komiwojażera: trzeba znaleźć kolejność odwiedzin lokalizacji, która minimalizuje dystans, przy zachowaniu ograniczeń regałów i alejek. Dokładne rozwiązanie rośnie wykładniczo wraz z liczbą punktów, więc w praktyce stosuje się heurystyki, które dają trasę dobrą, choć nie zawsze najkrótszą.

Trasa wężykowa

Najczęściej stosuje się trasę wężykową, czyli S-shape. Pracownik przechodzi kolejne alejki od jednego końca do drugiego, w nieparzystych alejkach do przodu, w parzystych z powrotem. Sortowanie listy pobrań odwzorowuje ten ruch bezpośrednio.

-- przykładowy schemat: kolejność pobrań w trasie wężykowej
SELECT p.PozycjaId, l.Alejka, l.Kolumna, l.Poziom, p.Indeks, p.Ilosc,
       ROW_NUMBER() OVER (
           ORDER BY l.Alejka,
                    CASE WHEN l.Alejka % 2 = 1 THEN l.Kolumna
                         ELSE -l.Kolumna END,
                    l.Poziom) AS KolejnoscPobrania
FROM   dbo.PozycjaKompletacji AS p
JOIN   dbo.Lokalizacja AS l ON l.LokalizacjaId = p.LokalizacjaId
WHERE  p.ListaId = @ListaId;

Funkcja ROW_NUMBER numeruje wiersze według zadanego porządku. Znak minus przy kolumnie odwraca kierunek w alejkach parzystych, dzięki czemu operator nie zawraca w połowie. Te same dane posłużą do numeracji pobrań na kolektorze.

Reguła: lista kompletacyjna jest ułożona według fizycznego rozmieszczenia lokalizacji, a nie według kolejności pozycji na zamówieniu.

Algorytm największej luki

Gdy pozycji do zebrania jest niewiele, przechodzenie każdej alejki na całej długości się nie opłaca. Algorytm największej luki, po angielsku largest gap, znajduje w alejce najdłuższy odcinek bez pobrań i omija go, wchodząc do alejki z obu końców. Trasa bywa krótsza niż wężykowa, ale wymaga więcej obliczeń i jest mniej przewidywalna dla operatora.

Dojrzały system nie wybiera metody raz na zawsze. Ocenia liczbę pozycji w bieżącej fali i dobiera heurystykę do jej zagęszczenia. Trasowanie uwzględnia też stany magazynowe: lokalizacje puste albo zarezerwowane pod inne zamówienie są pomijane, żeby nikt nie szedł po towar, którego tam nie ma.

Ograniczenia fizyczne w wyznaczaniu tras

Model geometryczny nie uwzględnia wszystkiego. Alejki jednokierunkowe, wąskie przejścia dla wózków czołowych i strefy o ograniczonym dostępie zmieniają dopuszczalne ścieżki. W systemie odwzorowuje się je jako reguły przypisane do alejek: kierunek ruchu, typ sprzętu, wymagane uprawnienie. Brak takich reguł daje trasę optymalną na papierze, której operator nie może przejść.

Kolejność pobrań a zasady pakowania

Najkrótsza trasa nie zawsze daje poprawną paczkę. Ciężkie towary powinny trafić do kartonu albo na paletę jako pierwsze, a delikatne jako ostatnie, w przeciwnym razie operator musi przepakować zebrany towar. Jeśli pozycja ma przypisaną klasę ciężaru, system może zmienić kolejność w obrębie alejki albo podzielić trasę na dwa przejścia. Kompromis zapisuje się regułą: waga rozstrzyga w obrębie strefy, a dystans dopiero potem.

Podobny problem dotyczy towarów o różnych warunkach przechowywania. Produkt z chłodni nie może czekać w koszyku do końca trasy, więc pobiera się go tuż przed wydaniem albo w osobnym przejściu przez strefę chłodniczą. Takie wyjątki zapisuje się w konfiguracji strefy, a nie w pamięci operatora, bo pamięć zawodzi przy pierwszym zastępstwie.

Uzupełnianie lokalizacji kompletacyjnych a ciągłość trasy

Nawet najlepsza trasa zawodzi, gdy lokalizacja na liście jest pusta. Operator dochodzi do regału, nie znajduje towaru i trasa się przerywa. Dlatego strefę kompletacji uzupełnia się z zapasu rezerwowego, zanim ktoś tam dotrze z listą. System tworzy zadanie uzupełnienia, gdy stan lokalizacji spada poniżej progu.

• Stan minimalny - poziom, poniżej którego system zleca uzupełnienie lokalizacji kompletacyjnej.
• Stan maksymalny - pojemność lokalizacji, do której uzupełnia się zapas, aby nie przepełnić półki.
• Lokalizacja źródłowa - miejsce zapasu rezerwowego, z którego pobiera się towar do uzupełnienia.
• Priorytet uzupełnienia - kolejność zadań wynikająca z bieżącego zapotrzebowania kolejnych fal.

Zadania uzupełnienia wykonuje się między falami albo równolegle w innej strefie, żeby nie blokować alejek w czasie kompletacji. Z tego powodu harmonogram fal uwzględnia okno na uzupełnienie, a nie tylko czas samego zbierania.

Grupowanie wysyłek po kompletacji

Po skompletowaniu towaru zostaje jeszcze zorganizowanie wysyłki tak, aby paczki trafiły do właściwego przewoźnika we właściwej kolejności i bez przestojów przy rampie. Zasady planowania okien odbioru opisuje strona o planowaniu wysyłek z magazynu, a tu skupiono się na tym, jak zamówienia łączą się w wysyłki.

Konsolidacja zamówień pod jednego przewoźnika

System łączy zamówienia jadące do zbliżonych lokalizacji albo obsługiwane przez tego samego przewoźnika w jedną wysyłkę zbiorczą. Mniej odrębnych przesyłek oznacza mniej dokumentów przewozowych do wygenerowania i rozliczenia. Reguły uwzględniają limit wagowy i objętościowy pojazdu, więc zamówienia nie są łączone ponad możliwości środka transportu.

Każda jednostka logistyczna w takiej wysyłce potrzebuje etykiety, którą odczyta odbiorca. Standard SSCC z systemu GS1 identyfikuje paletę albo paczkę niezależnie od zawartości, a strona o etykiecie GS1 opisuje jej pola. Przewoźników kurierskich i sposób przekazywania paczek omawia tekst o wysyłce z magazynu przez firmy kurierskie.

Priorytety przesyłek pilnych

Nie każde zamówienie ma ten sam priorytet. Przesyłka z terminem dostawy na następny dzień albo wymiana towaru po reklamacji musi ominąć standardową kolejkę. System oznacza je wyższym priorytetem, więc trafiają na listę przed zamówieniami standardowymi, niezależnie od fali, w której pierwotnie zaplanowano zamówienie.

• Priorytet zamówienia - wartość liczbowa nadawana przy tworzeniu zamówienia albo zmieniana ręcznie przez kierownika zmiany.
• Termin graniczny - godzina, do której paczka musi opuścić magazyn, aby zdążyć na odjazd przewoźnika.

Okna załadunku a fale kompletacji

Harmonogram odjazdów kilku przewoźników wymaga, aby towar był gotowy przy rampie w oknie przypisanym danemu kursowi. System planuje kompletację i pakowanie wstecz od godziny odjazdu, z zapasem na kontrolę i załadunek. Fala kończy się więc nie wtedy, gdy skończą się zamówienia, ale gdy zostaje tyle czasu, ile trzeba na dokończenie procesu. Rezerwację doków opisuje strona o rezerwowaniu doków magazynowych.

Potwierdzanie pobrań na kolektorze

Trasa ma wartość tylko wtedy, gdy operator jej przestrzega, a system to widzi. Na kolektorze każde pobranie wymaga skanu lokalizacji i kodu towaru. Skan lokalizacji potwierdza, że pracownik stoi przy właściwej komórce, a skan towaru, że pobrał właściwy indeks. Rozbieżność zatrzymuje operację, zanim błędna pozycja trafi do paczki. Dobór urządzeń opisuje tekst o kolektorze danych z Androidem.

Dane ze skanów służą też do pomiaru. Czas między kolejnymi potwierdzeniami pokazuje, ile trwa przemarsz, a ile samo pobranie. Porównanie średniej z tygodnia przed i po zmianie kolejności pobrań jest najprostszym sprawdzeniem, czy heurystyka trasy działa w tym magazynie.

-- przykładowy schemat: średni czas między kolejnymi potwierdzeniami pobrań
WITH potw AS (
    SELECT ListaId, CzasPotwierdzenia,
           LAG(CzasPotwierdzenia) OVER (PARTITION BY ListaId
                                        ORDER BY CzasPotwierdzenia) AS Poprzednie
    FROM   dbo.PotwierdzeniePobrania
)
SELECT CAST(CzasPotwierdzenia AS date) AS Dzien,
       AVG(DATEDIFF(SECOND, Poprzednie, CzasPotwierdzenia)) AS SredniCzasSek
FROM   potw
WHERE  Poprzednie IS NOT NULL
GROUP  BY CAST(CzasPotwierdzenia AS date)
ORDER  BY Dzien;

Funkcja LAG odczytuje czas poprzedniego potwierdzenia na tej samej liście, a różnica w sekundach daje czas między pobraniami. Pierwsze pobranie z listy nie ma poprzednika i jest pomijane, bo jego czas obejmuje dojście z miejsca wydania listy.

Dobór strategii do profilu zamówień

Wybór strategii i modelu grupowania zależy od kilku cech magazynu. Poniższa lista porządkuje pytania, na które warto odpowiedzieć przed konfiguracją.

1. Liczba zamówień na dobę - przy niewielkiej liczbie wystarcza kompletacja pojedyncza.
2. Liczba pozycji w zamówieniu - przy wielu drobnych pozycjach kompletacja wsadowa skraca liczbę przejść.
3. Układ i wielkość magazynu - podział na strefy ma sens dopiero powyżej pewnej powierzchni i liczby pracowników.
4. Harmonogram przewoźników - stałe godziny odjazdów przemawiają za modelem falowym zsynchronizowanym z oknami załadunku.

Operator logistyczny obsługujący wielu zleceniodawców musi rozdzielać fale i okna załadunku osobno dla każdego klienta, przy wspólnej infrastrukturze i wspólnych pracownikach. Ten model omawia strona o WMS dla operatora 3PL.