EFFIZIENTE KOMMISSIONIERUNG MIT WMS Warehouse Management Systems Bad Homburg, den 6. + 7. September 2004 Dipl.-Ing. Detlef Spee Fraunhofer-IML Abteilungsleiter Materialflusssysteme Seite 1 Joseph-von-Fraunhofer-Straße 2-4 44227 Dortmund Tel.: 0231 9743-205 spee@iml.fraunhofer.de
Agenda Grundlegendes zur Kommissionierung Die Arten der Kommissionierung Optimierung des Kommissionierablaufs Unterstützung belegloser Verfahren Seite 2
Agenda Grundlegendes zur Kommissionierung Definition Umfeld Ausprägungen Die Arten der Kommissionierung Optimierung des Kommissionierablaufs Unterstützung belegloser Verfahren Seite 3
Definition Die Zusammenstellung einer kundengerechten Bedarfsmenge eines oder mehrer Artikel wird als Kommission, der dazugehörige Prozess als Kommissionierung bezeichnet. Die Kommissionierung beschreibt damit die Kommissionierzusammenstellung für einen Kundenauftrag, d.h. die Entnahme von Teilmengen größerer einzelner Artikel und deren Zusammenführung und Bereitstellung für die Versendung. Seite 4 Quelle: Warehouse Management (ten Hompel, Schmidt)
Umfeld Eckpunkte zur Gestaltung eines Kommissioniersystems Seite 5
Ausprägungen Beispiele zur Bereitstellung Seite 6
Ausprägungen Beispiele zur Abgabe der Entnahmeeinheit Seite 7
Ausprägungen Bereitstellung, Zuordnung Artikel - Kommissionierplatz 100 100 99 95 98 97 90 96 85 95 94 80 93 92 Statisch (Mann zur Ware) Dynamisch (Ware zum Mann) 75 Statisch Dynamisch Partiell statisch, partiell dynamisch Seite 8
Welche Verfahren der Bereitstellung zur Kommissionierung werden unterstützt? 100 99 98 97 96 95 94 93 92 Statisch (Mann zur Ware) Dynamisch (Ware zum Mann)
Wie erfolgt die Zuordnung von Artikeln zu Kommissionierplätzen? 100 95 90 85 80 75 Statisch Dynamisch Partiell statisch, partiell dynamisch
Agenda Grundlegendes zur Kommissionierung Die Arten der Kommissionierung Optimierung des Kommissionierablaufs Unterstützung belegloser Verfahren Seite 11
Die Arten der Kommissionierung Unterstützung durch WMS 100 98 96 94 92 90 88 86 84 82 Einstufige Kommissionierung Zweistufige Kommissionierung Abarbeitung von Sammelaufträgen Simultanes Kommissionieren Kommissionierwellen Seite 12
Wie erfolgt die Bearbeitung von Kommissionieraufträgen? 100 98 96 94 92 90 88 86 84 82 Einstufige Kommissionierung Zweistufige Kommissionierung Abarbeitung von Sammelaufträgen Simultanes Kommissionieren Kommissionierwellen
Die Arten der Kommissionierung Einstufiges Kommissioniersystem Mann-zur-Ware z.b. Fachbodenregallager oder Stollenlager Seite 14
Die Arten der Kommissionierung Einstufiges Kommissioniersystem Mann-zur-Ware Seite 15
Die Arten der Kommissionierung Mann-zur-Ware im Hochregal Seite 16
Die Arten der Kommissionierung Einstufiges Kommissioniersystem Ware-zum-Mann Seite 17
Die Arten der Kommissionierung Zweistufiges Kommissioniersystem mit Sorter Seite 18
Die Arten der Kommissionierung Inverse Kommissionierung Seite 19
Agenda Grundlegendes zur Kommissionierung Die Arten der Kommissionierung Definition Optimierungsansätze Optimierung des Kommissionierablaufs Unterstützung belegloser Verfahren Seite 20
Definition Der optimale Betrieb eines Lager- oder Distributionssystems ist dann erreicht, wenn Kundenaufträge jederzeit pünktlich und vollständig bearbeitet am Warenausgang zum Versand bereit stehen und auch unter wechselnden Anforderungen alle dazu erforderlichen operativen Abläufe mit dem geringstmöglichen Zeit- und Ressourcenaufwand erbracht werden. Seite 21 Quelle: Warehouse Management (ten Hompel, Schmidt)
Optimierungsansätze Allgemeine Ansatzpunkte Seite 22
Optimierungsansätze Voraussetzungen Bei der WMS-gestützten Kommissionierung bilden exakte und vollständige Artikelstammdaten sowie ein breites Spektrum in der Unterstützung unterschiedlicher Ladungsträger, Behälter und Versandeinheiten die Basis für die Optimierung des Kommissionierablaufs. Seite 23
Optimierungsansätze Artikelstammdaten, Verpackungsmittel, Versandeinheiten 100 100 90 90 80 80 70 70 60 60 50 50 40 30 40 20 30 10 20 10 0 Karton Palette Rollcontainer Container Brief Collico Fass Gültigkeitsdatum Folgeartikel Gültigkeitszeit Substitutionsartikel Folgeartikel Bestelllosgröße Stapelbarkeit Voll-LE im Blocklager Ursprungsland Währung Substitutionsartikelnummer Artikelfarbe Konfektionsgröße Meldebestand Lieferanten-Artikelnummer Wert Kunden-Artikelnummer Stapelbarkeit auf Ladungsträger Nettogewicht Warengruppe / Produktgruppe Unterschiedliche Gebindegrößen Lagerbedingungen Bruttogewicht Dimensionsangaben Artikelnummer Artikelbezeichnung Einlagerungsstrategie Seite 24
Gültigkeitsdatum Folgeartikel Gültigkeitszeit Substitutionsartikel Folgeartikel Bestelllosgröße Stapelbarkeit Voll-LE im Blocklager Welche Daten werden für einen Artikel verwaltet und funktional unterstützt? Ursprungsland Währung Substitutionsartikelnummer Artikelfarbe Konfektionsgröße Meldebestand Lieferanten-Artikelnummer Wert Kunden-Artikelnummer Stapelbarkeit auf Ladungsträger Nettogewicht Warengruppe / Produktgruppe Unterschiedliche Gebindegrößen Lagerbedingungen Bruttogewicht Dimensionsangaben Artikelnummer Artikelbezeichnung Einlagerungsstrategie 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
Welche Verpackungs- / Ladehilfsmittel werden unterstützt? 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Karton Palette Rollcontainer Container Brief Collico Fass
Agenda Grundlegendes zur Kommissionierung Die Arten der Kommissionierung Optimierung des Kommissionierablaufs ABC-Analyse Doppelspiel Kommissionierreihenfolge Routenplanung Batchbildung Unterstützung belegloser Verfahren Seite 27
ABC-Analyse Es gibt zwei Ansatzpunkte für ABC-Analysen: 1. Verkäufe Hier ist die Betrachtungsweise der mengenmäßige Verkauf des Artikels 2. Lagerbewegungen Hier ist die Betrachtungsweise die Anzahl der Bewegungen des Artikels im Lager Seite 28
ABC-Analyse Betrachtungsweise Lagerbewegungen Für das Lager ist es ein erheblicher Unterschied, ob 1.000 Kunden den Artikel mit Stückzahl 1 bestellen oder ob ein Kunde 1.000 Stück des Artikels bestellt. Die 1.000 Einzelbestellungen führen zu 1.000 Lagerbewegungen und klassifizieren den Artikel zum A- Artikel (Lagerung im Schnelldreher-Bereich). Eine Großbestellung führt im günstigsten Fall zu einer Lagerbewegung (Auslieferung einer Vollpalette) und klassifiziert den Artikel zum C-Artikel (Lagerung im Nachschublager). Seite 29
ABC-Analyse Unterstützung durch WMS Seite 30
Doppelspiel Definition Eine grundlegende Optimierungsmaßnahme ist die Kombination von gleichzeitig anstehenden Ein- und Auslagerungen (das so genannte Doppelspiel), bei denen z.b. ein Regalbediengerät (RBG) nur auf den Anschlussfahrten zwischen einer Ein- und einer anschließenden Auslagerung unbeladen fährt, um die Verfahrwege zu minimieren und infolgedessen den Durchsatz zu maximieren. Seite 31
Doppelspiel Unterstützung durch WMS Seite 32
Kommissionierreihenfolge Grundlegendes Die Optimierung der Kommissionierreihenfolge kann als Travelling-Salesman-Problem formuliert und gelöst werden. Übertragen auf Kommissioniersysteme stellen die Entnahmefächer die Orte, das Kommissionierpersonal bzw. die Systemtechnik die Fahrzeuge und die Übergabe / Übernahme das Depot dar. Pro Auftrag muss die optimale Reihenfolge der Entnahmefächer ermittelt werden. Seite 33
Kommissionierreihenfolge Kommissionierstrategien Seite 34
Kommissionierreihenfolge Strategien, Regeln 90 80 100 90 70 80 60 70 50 60 40 50 30 40 20 30 10 20 10 0 Schleifen-Strategie Stichgang-Strategie definierbare Sequenz der Lagerplätze Zick-Zack-Strategie minimale Route basierend auf Lagerkoordinaten kürzester Weg mit Dijkstra Algorithmus Monte Carlo 3 topologischer Optimierung Lagerplatznummer 0 Berücksichtigung von Prioritäten Zeit- / Wegeoptimiert Interne Handlings- und Transportkosten Seite 35
Welche Strategien zur Wegeoptimierung werden unterstützt? 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Schleifen-Strategie Stichgang-Strategie definierbare Sequenz der Lagerplätze Zick-Zack-Strategie minimale Route basierend auf Lagerkoordinaten kürzester Weg mit topologischer Lagerplatznummer Dijkstra Algorithmus Monte Carlo 3 Optimierung
Nach welchen Regeln können Aufträge zu Sammelaufträgen oder für die zweistufige Kommissionierung zusammengestellt werden? 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Berücksichtigung von Prioritäten Zeit- / Wegeoptimiert Interne Handlings- und Transportkosten
Routenplanung Grundlegendes Aufgabe der Routenplanung (auch Tripoptimierung) im Lager ist die Bestimmung der kürzesten Transportverbindung zwischen einer Quelle und einer Senke, sofern bei der Ausführung einer Transportbewegung mehrere Routen existieren. Im Gegensatz zur Anordnung der Lagerplätze in einem Hochregallager, die vom Einlagerpunkt aus unmittelbar in der kürzesten Verbindung angefahren werden, kann beispielsweise die Linienführung eines fahrerlosen Transportsystems das Abfahren einer Tour über verschiedene Routen erlauben. Auch der Transport mit Staplern lässt in einem Lager in der Regel mehrere Möglichkeiten der Auftragsausführung zu. Seite 38
Routenplanung Auswahl der Kommissionieraufträge 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Reihenfolge nach Lagerplatz / Wegvorgabe Übernahme von vorbereiteten Kommissionieraufträgen aus externer Anwendung Reihenfolge nach Materialgewicht Reihenfolge nach Packregeln Seite 39
Welche Möglichkeiten der Optimierung von Kommissionieraufträgen bestehen? 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Reihenfolge nach Lagerplatz / Wegvorgabe Übernahme von vorbereiteten Kommissionieraufträgen aus externer Anwendung Reihenfolge nach Materialgewicht Reihenfolge nach Packregeln
Batchbildung Definition Ziel einer auftragsorientierten Batchbildung ist die Vorplanung der bis zu einem Stichtermin eingegangenen Aufträge in festen zeitlichen Intervallen, so genannte Batches. Es werden mehrere Aufträge zu einer geordneten Menge (Liste) von Aufträgen zusammengefasst und danach artikelweise ohne Unterbrechung durch eine Bedienereingabe kommissioniert. Alle notwendigen Daten müssen deshalb schon vor Beginn vorliegen. Seite 41
Batchbildung Voraussetzungen Seite 42
Batchbildung Planungsprozess Seite 43
Batchbildung Auftragsbelegung von Ressourcen (Gantt-Diagramm) Seite 44
Batchbildung Bildung von Versandeinheiten 100 91 90 90 80 70 89 60 88 50 40 87 30 86 20 10 85 0 84 83 Artikelspezifische Anforderungen Kundenspezifische Anforderungen Auftragsspezifische Anforderungen Ladehilfsmittelspezifische Anforderungen (z.b. Gewichtbegrenzung) Generierung Packschemata Berücksichtigung Zusammenpackverboten Berücksichtigung Packregeln Zuordnung von Artikeln / Stückzahlen auf Ladehilfsmittel Berechnung Anzahl der benötigten Ladehilfsmittel Auswahl Ladehilfsmittel Vorgabe Kommissionierreihenfolge Seite 45
0 Generierung Packschemata Berücksichtigung von Zusammenpackverboten Wie wird die Bildung von Versandeinheiten unterstützt? Berücksichtigung Packregeln Zuordnung von Artikeln / Stückzahlen auf Ladehilfsmittel Berechnung Anzahl der benötigten Ladehilfsmittel Auswahl Ladehilfsmittel Vorgabe Kommissionierreihenfolge 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
Welche Anforderungen werden bei der Bildung von Versandeinheiten berücksichtigt? 91 90 89 88 87 86 85 84 83 Artikelspezifische Anforderungen Kundenspezifische Anforderungen Auftragsspezifische Anforderungen Ladehilfsmittelspezifische Anforderungen (z.b. Gewichtsbegrenzung)
Agenda Grundlegendes zur Kommissionierung Die Arten der Kommissionierung Optimierung des Kommissionierablaufs Unterstützung belegloser Verfahren Die Verfahren Fehlerraten Anbindung an WMS Seite 48
Die Verfahren Datenfunk Pick-by-Voice Pick-to-Light Seite 49
Die Verfahren Pick-by-Voice Seite 50
Die Verfahren Pick-to-Light Seite 51
Die Verfahren Put-to-Light Seite 52
Die Verfahren Scannereinsatz Seite 53
Die Verfahren Grundlegendes Die Hauptaufgabe der beleglosen Kommissionierführung ist die Übermittlung der relevanten Entnahmeinformationen mit der generellen Zielsetzung einer maximalen Kommissionierleistung und der Minimierung möglicher Pickfehler. Seite 54
Die Verfahren Vorteile Die beleglosen Verfahren bieten die Möglichkeit der Erfassung des Bearbeitungsfortschrittes und so die Grundlage zur Anpassung der Auftragssteuerung an das Systemverhalten (Systemlast und kapazität). Bestandsabweichungen sind unmittelbar zu erfassen und können rechtzeitig (kurzfristig) in den Kommissionierprozess eingeplant werden. Seite 55
Fehlerraten Fehlerraten unterschiedlicher Kommissioniersysteme Seite 56
Anbindung durch WMS Grundlegendes Pick-to-Light - bzw. Pick-by-Voice -Systeme sind selten integraler Bestandteil eines WMS. Pick-to-Light -Systeme werden häufig von Lagertechnik-Anbietern entwickelt und über Schnittstellen angesprochen; Pick-by-Voice -Systeme werden von Spezialisten auf dem Gebiet der Spracherkennung entwickelt und ebenfalls über Schnittstellen angesprochen. In diesen Systemen steckt keine lagerrelevante Logik. Seite 57
Anbindung durch WMS Grundlegendes Datenfunk-Systeme sind ebenso kein integraler Bestandteil von WMS. Auch hier gibt es spezialisierte Hersteller und auch hier wird über Schnittstellen kommuniziert. Gewöhnlich unterhalten die WMS-Anbieter aber mit den Herstellern der externen Geräte Partnerschaften und treten so als Systemanbieter auf. Seite 58
Anbindung durch WMS Informationsbereitstellung 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Mit Beleg / Kommissionierstücklisten Beleglos mittels Datenfunk oder Infrarot Beleglos mittels Pick-to-Light Beleglos mittels Pick-by-Voice Seite 59
Welche Arten der Informationsbereitstellung zur Kommissionierung werden unterstützt? 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Mit Beleg / Kommissionierstücklisten Beleglos mittels Datenfunk oder Infrarot Beleglos mittels Pick-to-Light Beleglos mittels Pick-by-Voice
Fazit Moderne WMS unterstützen in der Regel verschiedene Kommissionierstrategien und bieten hinreichende Möglichkeiten der Optimierung. Die Kommissionierstrategien sind größtenteils während der Phase der Pflichtenhefterstellung festzulegen, da sie sich nicht einfach über Parameter anpassen lassen. Auch die Optimierungsmöglichkeiten sollten vor der Realisierung definiert werden. Um im täglichen Geschäft flexibel zu bleiben, sind hier ausreichende Wahlmöglichkeiten (z.b. Wechsel zwischen Stichgang und Largest Gap) zu beschreiben. Seite 61
VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT! Seite 62