ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΟΛΥΚΡΙΤΗΡΙΑΚΗ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΔΙΑΝΟΜΗΣ CROSS DOCKING ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΓΕΝΕΤΙΚΩΝ ΑΛΓΟΡΙΘΜΩΝ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΟΣ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗΣ ΘΕΟΦΑΝΗΣ Σ. ΣΠΥΡΙΔΗΣ Πολιτικός Μηχανικός ΠΑΤΡΑ 2018

2 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΟΛΥΚΡΙΤΗΡΙΑΚΗ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΔΙΑΝΟΜΗΣ CROSS DOCKING ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΓΕΝΕΤΙΚΩΝ ΑΛΓΟΡΙΘΜΩΝ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΟΣ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗΣ ΘΕΟΦΑΝΗΣ Σ. ΣΠΥΡΙΔΗΣ Πολιτικός Μηχανικός ΠΑΤΡΑ 2018

3 Στις αγαπημένες μου Ασημένια και Ελευθερία

4 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα διατριβή διπλώματος ειδίκευσης εκπονήθηκε στα πλαίσια του Μεταπτυχιακού Προγράμματος Σπουδών «Ευφυή Συστήματα Μεταφορών και Διαχείριση Έργων» του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών. Το cross docking είναι μια νέα μέθοδος διακίνησης προϊόντων και κύριο χαρακτηριστικό της είναι η μεταφορά των εμπορευμάτων με το ελάχιστο δυνατό χρόνο αποθήκευσης. Τα οφέλη της μεθόδου είναι πολλά και σημαντικά, από τα οποία ξεχωρίζει η ταχύτερη παράδοση των προϊόντων, σε σχέση με τους παραδοσιακούς τρόπους διακίνησης, και η μείωση του κόστους μεταφοράς και αποθήκευσής τους. Ως εκ τούτου, το cross docking χαρακτηρίζεται ως μια από τις τελευταίες και πιο πολλά υποσχόμενες καινοτομίες στη διαχείριση της εφοδιαστικής αλυσίδας. Οι παραπάνω λόγοι αποτέλεσαν αφορμή για την εκπόνηση της παρούσας εργασίας, με θέμα την ανάπτυξη και αξιολόγηση ενός μοντέλου βελτιστοποίησης, πολλών παραμέτρων, της λειτουργίας ενός συστήματος cross docking και πραγματεύεται τις διαδικασίες που λαμβάνουν χώρα σε μια τέτοιου τύπου εγκατάσταση. Στις διαδικασίες αυτές περιλαμβάνονται εκείνες που έχουν σχέση με τις εισερχόμενες θύρες της εγκατάστασης, εκείνες που έχουν σχέση με τις εξερχόμενες και εκείνες που συμβαίνουν στο εσωτερικό της εγκατάστασης. Η μελέτη αυτή δίνει βαρύτητα στις διαδικασίες των εισερχόμενων και των εξερχόμενων θυρών με τη χρήση γενετικών αλγορίθμων καθώς θεωρούμε ότι είναι ίσως τα σημαντικότερα κομμάτια για την ομαλή λειτουργία αποθηκών τέτοιου τύπου. Θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά τον επιβλέποντα καθηγητή μου κ. Αθανάσιο Χασιακό, Αναπληρωτή Καθηγητή του τμήματος Πολιτικών Μηχανικών Πάτρας, για την καθοριστική καθοδήγησή του και τη συνεργασία κατά τη διάρκεια της εκπόνησης της παρούσας διατριβής. Ακόμη θα ήθελα να ευχαριστήσω την σύζυγό μου Βαρβάρα για την υποστήριξη και τη συμπαράστασή της καθ όλη την διάρκεια της συμμετοχής μου στο Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών Πάτρας. i

5 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Μια εγκατάσταση cross docking είναι ένας ενδιάμεσος κόμβος σε ένα δίκτυο διανομής και χρησιμοποιείται αποκλειστικά για τη μεταφόρτωση των εμπορευμάτων από τα φορτηγά. Η διαδικασία περιλαμβάνει την εκφόρτωση των προϊόντων από τα εισερχόμενα φορτηγά, την διαλογή και την συγκέντρωσή τους, και τέλος την αποστολή τους στους τελικούς πελάτες. Σε αντίθεση με τους υπόλοιπους τρόπους διανομής σε αυτή την περίπτωση τα εμπορεύματα δεν αποθηκεύονται με αποτέλεσμα να έχουμε μηδενικό ή σχεδόν μηδενικό απόθεμα. Τα περισσότερα άρθρα της βιβλιογραφίας του cross docking έχουν ως αντικειμενικό σκοπό την βελτιστοποίηση του makespan της παραπάνω διαδικασίας, δηλαδή του συνολικού χρόνου ολοκλήρωσης όλων των διεργασιών που λαμβάνουν χώρα σε μία εγκατάσταση cross docking. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται ένα μοντέλο πολυκριτηριακής βελτιστοποίησης που παράγει εφικτές και αποδοτικές λύσεις, με την θεώρηση όχι μόνο της ελαχιστοποίησης του makespan, αλλά και του ολικού χρόνου εξυπηρέτησης (total service time) των εισερχόμενων φορτηγών, του συνολικού χρόνου αναχώρησης (departure time) και του χρόνου αργοπορημένης αναχώρησης (tardiness) των εξερχόμενων φορτηγών καθώς και της εφαρμογής πολιτικής μηδενικού αποθέματος (zero inventory policy) και της Just-In- Time φιλοσοφίας παράδοσης των εμπορευμάτων. Το μοντέλο που αναπτύσσεται στοχεύει στην αύξηση της αποδοτικότητας του συστήματος, βελτιστοποιώντας την ροή των εισερχόμενων και εξερχόμενων προϊόντων στην εγκατάσταση, την μείωση του αποθέματος και του χρόνου παράδοσης των προϊόντων, άρα και στην βελτίωση της εξυπηρέτησης και της ικανοποίησης των πελατών και της αύξησης της παραγωγικότητας ενός συστήματος cross docking. Η διαδικασία βελτιστοποίησης βασίζεται στη χρήση γενετικών αλγορίθμων λόγω των δυνατοτήτων τους να εξετάζουν πλήθος δυνατών λύσεων και να καταλήγουν στη βέλτιστη σε σύντομο χρονικό διάστημα. Οι δυνατότητες του προτεινόμενου μοντέλου εξετάστηκαν σε πλήθος μελετών περίπτωσης. Ελέγχθηκαν διαφορετικά σενάρια με την εισαγωγή παραμέτρων σε μία ενιαία αντικειμενική συνάρτηση, τύπους περιορισμών και παραγόντων βαρύτητας. Η αξιολόγηση των αποτελεσμάτων καθιστά το μοντέλο ικανό να παράγει βέλτιστες λύσεις για το πρόβλημα της ανάθεσης των φορτηγών σε θύρες (truck door assignment) και του προγραμματισμού των φορτηγών (truck scheduling) αντίστοιχα. ii

6 ΠΡΟΛΟΓΟΣ... i ΠΕΡΙΛΗΨΗ... ii ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ... iii ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΙΚΟΝΩΝ... iv ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ... viii ΠΙΝΑΚΑΣ ΕΠΕΞΗΓΗΣΗΣ ΑΚΡΩΝΥΜΙΩΝ... ix 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΕΦΟΔΙΑΣΤΙΚΗ ΑΛΥΣΙΔΑ ΚΑΙ LOGISTICS Η έννοια της εφοδιαστικής αλυσίδας Συστήματα εφοδιασμού και διακίνησης προϊόντων Η έννοια της Διαχείρισης Εφοδιαστικής Αλυσίδας Η έννοια των logistics Σχέση logistics και εφοδιαστικής αλυσίδας Βελτιστοποίηση εφοδιαστικής αλυσίδας Εφαρμογές βελτιστοποίησης εφοδιαστικής αλυσίδας ΑΠΟΘΗΚΕΣ ΚΑΙ ΕΤΑΙΡΕΙΕΣ THIRD PARTY LOGISTICS (3PL) Στόχοι των αποθηκών ως μέρος της εφοδιαστικής αλυσίδας Τύποι αποθηκών logistics Ροές και διαδικασίες σε μια αποθήκη Οργάνωση και δομές της αποθήκης Τμηματοποίηση της αποθήκης και ροή προϊόντων Διαστασιολόγηση της αποθήκης και των επιμέρους τμημάτων της Αναλυτική διαμόρφωση των τμημάτων της αποθήκης και καθορισμός των συστημάτων αποθήκευσης... 29

7 3.5 Ορισμός των εταιρειών 3PL logistics Τύποι 3PLs Προμηθευτές χωρίς ιδιόκτητο εξοπλισμό Μεταφορά κατ απαίτηση ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΔΙΚΤΥΟΥ ΔΙΑΝΟΜΗΣ ΜΕΣΑ ΣΤΗΝ ΕΦΟΔΙΑΣΤΙΚΗ ΑΛΥΣΙΔΑ Ρόλος του δικτύου διανομής στην εφοδιαστική αλυσίδα Εναλλακτικές στρατηγικές διανομής Συστήματα διανομής - Push Συστήματα διανομής - Pull Συστήματα διανομής Push - Pull Συστήματα διανομής απευθείας αποστολής Direct Shipping Συστήματα διανομής Πολλαπλοί Προμηθευτές Πολλαπλοί Παραλήπτες - Milk Runs Συστήματα διανομής Hub and Spoke Συστήματα διανομής μέσω Κεντρικής Αποθήκης Διαμεταφορά ή cross docking Προσαρμοσμένο Δίκτυο Μεταφορών ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΔΙΑΝΟΜΗΣ CROSS DOCKING Cross docking ως ελαχιστοποίηση κόστους στην εφοδιαστική αλυσίδα Χαρακτηριστικά συστήματος cross docking Τύποι του cross docking Σχήμα εγκατάστασης του cross docking Ποιοτική αξιολόγηση της μεθόδου cross docking Σύγκριση των κέντρων διανομής αποθηκών και των crossdocks ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΑ ΜΟΝΤΕΛΑ... 71

8 7.1 Περιγραφή της λειτουργίας του συστήματος cross docking Στόχοι βελτιστοποίησης Ελαχιστοποίηση της συνολικής απόστασης που διανύουν τα ανυψωτικά μηχανήματα (forklift trucks) Ελαχιστοποίηση της συνολικής απόστασης που διανύουν οι εργάτες Ελαχιστοποίηση του μεταφορικού και αποθεματικού κόστους Ελαχιστοποίηση του κόστους διαχείρισης της εγκατάστασης και του κόστους λόγω ανεκπλήρωτης αποστολής φορτίων Ελαχιστοποίηση του συνολικού κόστους λόγω διατήρησης αποθέματος και του κόστους λόγω αντικατάστασης του εξερχομένου φορτηγού Ελαχιστοποίηση του συνολικού αριθμού των αργοπορημένων αποστολών (εμπορευμάτων) Ελαχιστοποίηση του συνολικού αριθμού των προϊόντων που αποθηκεύονται προσωρινά ΠΡΟΤΕΙΝOΜΕΝΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΕΝΟΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ CROSS DOCKING Γενικά στοιχεία Γενετικών Αλγορίθμων Η βάση των Γενετικών Αλγορίθμων Η δομή και η μεθοδολογία επίλυσης των Γενετικών Αλγορίθμων Οι παράμετροι και οι βασικές διαδικασίες των Γενετικών Αλγορίθμων Μοντέλο βελτιστοποίησης Αντικειμενική συνάρτηση προτεινόμενου μοντέλου Περιορισμοί Υπολογιστικό σύστημα ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ Μορφοποίηση δεδομένων Εκτέλεση υπολογιστικού συστήματος ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΜΟΝΤΕΛΟΥ η Περίπτωση μελέτης

9 η Περίπτωση μελέτης η Περίπτωση μελέτης η Περίπτωση μελέτης η Περίπτωση μελέτης η Περίπτωση μελέτης η Περίπτωση μελέτης ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

10 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ Σχήμα 2.1 Απεικόνιση της έννοιας της SCM ( House of SCM )... 9 Σχήμα 3.1 Η σύνδεση Προμηθευτών Πελατών χωρίς την χρήση αποθηκών Σχήμα 3.2 Η σύνδεση Προμηθευτών Πελατών μέσω αποθηκών Σχήμα 3.3 Χώροι αποθήκης Σχήμα 4.1 Σχηματική αναπαράσταση των συστημάτων Push Pull Σχήμα 4.2 Σύστημα διανομής με απευθείας αποστολή Σχήμα 4.3 Σύστημα διανομής Milk Runs Σχήμα 5.1 Σύστημα διανομής cross - docking Σχήμα 5.2 Λειτουργικές διαδικασίες ενός συστήματος cross docking Σχήμα 5.3 Σχήματα εγκαταστάσεων cross docking Σχήμα 7.1 Σχηματική αναπαράσταση λειτουργίας εγκατάστασης cross docking Σχήμα 8.1 Διασταύρωση (crossover) τύπου δύο σημείων Σχήμα 8.2 Διασταύρωση (crossover) τύπου ενός σημείου Σχήμα 8.3 Η διαδικασία της μετάλλαξης σε δυαδικές συμβολοσειρές Σχήμα 8.4 Διάγραμμα ροής Γενετικού Αλγορίθμου Σχήμα 9.1 Διάγραμμα ανάθεσης ITs σε IDs iii

11 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΙΚΟΝΩΝ Εικόνα 2.1 Εφοδιαστική Αλυσίδα... 5 Εικόνα 2.2 Ροή των αντίστροφων logistics (Reverse Channel)... 7 Εικόνα 3.1 Κύριες διαδικασίες και ροές Αποθηκών Εικόνα 3.2 Διάγραμμα Ζήτησης με μικρό Συντελεστή Εποχικότητας σε σχέση με τη Μέση Τιμή Εικόνα 3.3 Διάγραμμα Ζήτησης με μεγάλο Συντελεστή Εποχικότητας σε σχέση με τη Μέση Τιμή Εικόνα 3.4 Ροή Αποθήκης Τύπου U Εικόνα 3.5 Διαμπερής Ροή Αποθήκης Εικόνα 8.1 Δεδομένα εισαγωγής στο προτεινόμενο μοντέλο Εικόνα 8.2 Μητρώο μετασχηματισμού και αρχική ανάθεση φορτηγών σε θύρες...95 Εικόνα 8.3 Δεδομένα εγκατάστασης και αριθμός παλετών Εικόνα 8.4 Μητρώο μετασχηματισμού και χρονική ανάθεση εισερχόμενων φορτηγών Εικόνα 8.5 Διαστάσεις crossdock σχήματος I Εικόνα 8.6 Μητρώο μετασχηματισμού και χρονική ανάθεση εισερχόμενων φορτηγών Εικόνα 8.7 Αποτέλεσμα ελαχιστοποίησης ολικού χρόνου εξυπηρέτησης εισερχόμενων φορτηγών Εικόνα 8.8 Αποτέλεσμα ελαχιστοποίησης συνολικού χρόνου αναχώρησης εξερχόμενων φορτηγών Εικόνα 8.9 Ανάθεση εισερχόμενων φορτηγών κατά την διαδικασία εφαρμογής zero inventory policy Εικόνα 8.10 Ανάθεση εξερχόμενων φορτηγών κατά την εφαρμογή πολιτικής zero inventory policy iv

12 Εικόνα 8.11 Ανάθεση εισερχόμενων φορτηγών για την εφαρμογή Just-In-Time φιλοσοφία Εικόνα 8.12 Χρόνοι αναχώρησης φορτηγών για Just-In-Time παράδοση Εικόνα 8.13 Χρόνοι ανάθεσης φορτηγών για την ελαχιστοποίηση του makespan Εικόνα 8.14 Ανάθεση εισερχόμενων φορτηγών για την ελαχιστοποίηση απόστασης διαδρομής φορτίων Εικόνα 8.15 Ανάθεση εξερχόμενων φορτηγών για την ελαχιστοποίηση απόστασης διαδρομής φορτίων Εικόνα 8.16 Ροή προϊόντων για την ελαχιστοποίηση απόστασης διαδρομής φορτίων Εικόνα 8.17 Αποστάσεις μεταξύ θυρών εισόδου / εξόδου Εικόνα 8.18 Αποτέλεσμα ελαχιστοποίησης της απόστασης της διαδρομής των φορτίων 114 Εικόνα 9.1 Δεδομένα εισερχόμενων φορτηγών Εικόνα 9.2 Δεδομένα εξερχόμενων φορτηγών Εικόνα 9.3 Καθορισμός παραμέτρων Evolver Εικόνα 9.4 Καθορισμός κριτηρίου τερματισμού Evolver Εικόνα 9.5 Εισαγωγή αντικειμενικής συνάρτησης και περιορισμών στο Evolver Εικόνα 9.6 Αναδυόμενο παράθυρο Evolver για την πορεία της σύγκλισης Εικόνα 9.7 Καθορισμός παραμέτρων γενετικού αλγόριθμου Εικόνα 9.8 Αναδυόμενο παράθυρο τερματισμού Evolver Εικόνα 9.9 Τελικό διάγραμμα και αρχείο στοιχείων βελτιστοποίησης Evolver Εικόνα 9.10 Χρόνοι επεξεργασίας (HT) που επιλέγονται Εικόνα 9.11 Δεύτερο σύνολο δεδομένων (Data set 2) Εικόνα 9.12 Πρώτος συνδυασμός περιπτώσεων (α) Εικόνα 9.13 Δεύτερος συνδυασμός περιπτώσεων (β) v

13 Εικόνα 9.14 Τρίτος συνδυασμός περιπτώσεων (γ) Εικόνα 9.15 Χρόνοι άφιξης φορτηγών που επιλέγονται για την σύγκριση των μοντέλων Εικόνα 9.16 Μητρώο μετασχηματισμού και πίνακας ανάθεσης φορτηγών Εικόνα 9.17 Διαδικασία βελτιστοποίησης Εικόνα 9.18 Τελικό διάγραμμα και αρχείο στοιχείων βελτιστοποίησης Evolver Εικόνα 9.19 Μητρώο μετασχηματισμού και χρονική στιγμή ανάθεσης Εικόνα 9.20 Χρόνοι εκφόρτωσης και συνολικός χρόνος παραμονής στις εγκαταστάσεις των εισερχόμενων φορτηγών Εικόνα 9.21 Αποτέλεσμα βελτιστοποίησης ανάθεσης εισερχόμενων φορτηγών Εικόνα 9.22 Μητρώο μετασχηματισμού και χρονική στιγμή ανάθεσης εισερχόμενων φορτηγών Εικόνα 9.23 Χρόνοι εκφόρτωσης και συνολικός χρόνος παραμονής στις εγκαταστάσεις των εισερχόμενων φορτηγών Εικόνα 9.24 Μητρώο μετασχηματισμού και χρονική στιγμή ανάθεσης εξερχόμενων φορτηγών Εικόνα 9.25 Αποτέλεσμα βελτιστοποίησης ανάθεσης εξερχόμενων φορτηγών Εικόνα 9.26 Μητρώο μετασχηματισμού και χρονική στιγμή ανάθεσης εισερχόμενων φορτηγών Εικόνα 9.27 Αποτέλεσμα βελτιστοποίησης ανάθεσης εξερχόμενων φορτηγών με εφαρμογή της πολιτικής μηδενικού αποθέματος (zero inventory policy) Εικόνα 9.28 Αποτέλεσμα ελαχιστοποίησης συνολικού χρόνου αναχώρησης Εικόνα 9.29 Αποτέλεσμα βελτιστοποίησης ανάθεσης εξερχόμενων φορτηγών με εφαρμογή Just-In-Time φιλοσοφία Εικόνα 9.30 Ανάθεση εισερχόμενων φορτηγών Εικόνα η ανάθεση εξερχόμενων φορτηγών vi

14 Εικόνα η ανάθεση εξερχόμενων φορτηγών Εικόνα 9.33 Τελικό αποτέλεσμα ελαχιστοποίησης του makespan Εικόνα 9.34 Τελικό διάγραμμα βελτιστοποίησης makespan του συστήματος cross docking υπό εξέταση Εικόνα 9.35 Πίνακας Ροής προϊόντων Εικόνα 9.36 Αντιστοιχία εισερχόμενων/εξερχόμενων φορτηγών σε θύρες εισόδου/ εξόδου Εικόνα 9.37 Αποστάσεις σε μέτρα μεταξύ των θυρών εισόδου / εξόδου Εικόνα 9.38 Αποστάσεις σε μέτρα μεταξύ των ITs και OTs στις IDs και ODs Εικόνα 9.39 Αριθμός παλετών Εικόνα 9.40 Ελαχιστοποίηση συνολικής απόστασης της διαδρομής των φορτίων vii

15 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ Πίνακας 3.1 Τύποι Αποθηκών και Χαρακτηριστικά Λειτουργίας Πίνακας 9.1 Πρώτο σύνολο δεδομένων (Data set 1) Πίνακας 9.3 Αποτελέσματα των CPU time για τις περιπτώσεις που εξετάστηκαν Πίνακας 9.4 Σύγκριση βέλτιστων τιμών CPU time Πίνακας 9.5 Βέλτιστες τιμές makespan viii

16 ΠΙΝΑΚΑΣ ΕΠΕΞΗΓΗΣΗΣ ΑΚΡΩΝΥΜΙΩΝ Ακρωνύμια Επεξήγηση Μετάφραση IT Inbound Truck Εισερχόμενο φορτηγό OT Outbound Truck Εξερχόμενο φορτηγό ID Inbound Door Εισερχόμενη θύρα OD Outbound Door Εξερχόμενη θύρα HT Handling Time Χρόνος εξυπηρέτησης ST Starting Time Χρόνος έναρξης (εξυπηρέτησης) AT Arrival Time Χρόνος άφιξης ix

17 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Κάθε εταιρεία που ασχολείται με ένα υλικό προϊόν ή μία υπηρεσία, αποτελεί μέλος μιας εφοδιαστικής αλυσίδας η οποία δεν είναι τίποτα άλλο από ένα δυναμικό σύστημα. Η επιτυχία λοιπόν της εταιρείας δε εξαρτάται μόνο από τις ατομικές της προσπάθειες αλλά και από τις ενέργειες όλων των μελών της εφοδιαστικής αλυσίδας. Σε ένα κόσμο που συνεχώς αλλάζει, το παιχνίδι του ανταγωνισμού έχει γίνει πλέον ομαδικό και έχει μεταφερθεί από τις εταιρείες στις εφοδιαστικές αλυσίδες. Σημαντικό ανταγωνιστικό πλεονέκτημα και μυστικό επιτυχίας στις σύγχρονες αγορές είναι η συνεργασία των εταιρειών της εφοδιαστικής αλυσίδας και η συνεχής ροή πληροφοριών μέσα σε αυτή για την αποφυγή δυσάρεστων καταστάσεων όπως π.χ. το bullwhip effect (φαινόμενο του μαστίγιου) που οφείλεται κυρίως στην έλλειψη επικοινωνίας μεταξύ των εταιρειών της εφοδιαστικής αλυσίδας και μπορεί να οδηγήσει σε χαμηλά επίπεδα εξυπηρέτησης, ανομοιόμορφη απασχόληση προσωπικού και μη σωστή διαχείριση των υλικών πόρων. Ο απώτερος σκοπός της εφοδιαστικής αλυσίδας είναι η μείωση του κόστους βελτιώνοντας ταυτόχρονα την εξυπηρέτηση των πελατών. Το cross docking είναι μία στρατηγική που μπορεί να συμβάλλει δραστικά προς την κατεύθυνση αυτή, καθώς η βασική ιδέα πίσω από αυτό είναι η απευθείας αποστολή των τελικών προϊόντων από την γραμμή παραγωγής στον πελάτη, με ελάχιστο ή μηδενικό διάστημα αποθήκευσης μεταξύ της μεταφόρτωσης των αγαθών. Ο κύριος στόχος της μεθόδου cross docking είναι να επιτρέψει την ενσωμάτωση των αποστολών διαφορετικού μεγέθους σε μια μοναδική αποστολή με πλήρη φορτία φορτηγών, έτσι ώστε το κόστος μεταφοράς και λειτουργίας της εγκατάστασης να ελαχιστοποιηθεί. Η ελαχιστοποίηση του χρόνου αναμονής και παράδοσης και η προσφορά δυνατοτήτων πολλαπλών αποστολών, βελτιώνει την εξυπηρέτηση και την ικανοποίηση των πελατών. Με τη μείωση των αποθεμάτων έχουμε λιγότερη δέσμευση αποθηκευτικών χώρων, λιγότερα προβλήματα απογραφής, λιγότερες ζημιές λόγω παρατεταμένης - 1 -

18 αποθήκευσης, καλύτερη κυκλοφοριακή ταχύτητα αποθεμάτων καθώς και ελαχιστοποίηση του. Η επιτυχημένη εφαρμογή ενός τέτοιου συστήματος δεν είναι πάντα εύκολη και σίγουρα δεν πρέπει να θεωρείται δεδομένη. Η αποτελεσματική λειτουργία ενός cross docking συστήματος απαιτεί κατάλληλο συντονισμό των εισερχόμενων και εξερχόμενων φορτηγών, καθώς και μηχανοργανωμένες διαδικασίες προγραμματισμού, ενώ θα πρέπει να λύνονται άμεσα προβλήματα καθυστερήσεων, αναβολών παραγγελιών ή φορτίων, εξατομικευμένες ανάγκες των πελατών κλπ. Ο σωστός τεχνολογικός εξοπλισμός και τα λογισμικά που χρησιμοποιούνται για την αποδοτικότερη διαχείριση αποθεμάτων θεωρούνται σημαντικά για την ολοκλήρωση της cross docking διαδικασίας. Καθώς φτάνουν συνεχώς εισερχόμενα φορτηγά, ο αριθμός τους μπορεί να υπερβεί αυτών των θυρών της εγκατάστασης με αποτέλεσμα τα φορτηγά να περιμένουν σε μια ουρά έως ότου εξυπηρετηθούν. Συνεπώς υπάρχει ανάγκη καθορισμού των θυρών στις οποίες θα εξυπηρετηθεί κάθε εισερχόμενο φορτηγό αλλά και της σειράς με την οποία θα εξυπηρετηθούν. Αναφερόμαστε δηλαδή στο πρόβλημα του truck door assignment (ανάθεση των φορτηγών σε θύρες) και του truck scheduling (προγραμματισμός των φορτηγών) αντίστοιχα. Τα δυο αυτά προβλήματα είναι ιδιαίτερα σημαντικά στην διαδικασία του cross docking καθώς επηρεάζουν τη ροή των εισερχόμενων και εξερχόμενων προϊόντων στην εγκατάσταση, επομένως και την απόδοση και αποτελεσματικότητα ενός τέτοιου συστήματος. Σύμφωνα με την υπάρχουσα επιστημονική βιβλιογραφία σκοπός της εφαρμογής ενός συστήματος cross docking είναι η μείωση του λειτουργικού κόστους, το οποίο επηρεάζεται κυρίως από το εργατικό κόστος, την ελαχιστοποίηση του συνολικού χρόνου αποπεράτωσης των εργασιών (makespan) και την βελτιστοποίηση της διαδικασίας μετακίνησης των φορτίων ανάμεσα στις εισερχόμενες και εξερχόμενες θύρες μιας crossdock εγκατάστασης. Αυτός μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση κατάλληλων αντικειμενικών συναρτήσεων οι οποίες βασίζονται στις διαδικασίες παραλαβής και αποστολής προϊόντων αλλά και στις εσωτερικές διαδικασίες της εγκατάστασης. Τα περισσότερα άρθρα εστιάζουν μεμονωμένα είτε στις διαδικασίες παραλαβής και αποστολής των προϊόντων και στον καταμερισμό των φορτηγών στις αντίστοιχες θύρες, είτε στην σειρά των εισερχόμενων και - 2 -

19 εξερχόμενων φορτηγών, είτε στην διάταξη των εισερχόμενων και εξερχόμενων θυρών, με σκοπό την βελτιστοποίηση της αποδοτικότητας του συστήματος cross docking. Ο κύριος στόχος της παρούσας μελέτης είναι η βελτίωση των διαδικασιών παραλαβής (receiving operations) και αποστολής (shipping operations) των προϊόντων που λαμβάνουν χώρα στις εισερχόμενες και εξερχόμενες θύρες της εγκατάστασης αντίστοιχα. Ο στόχος αυτός επιτυγχάνεται με την ενσωμάτωση πέντε παραμέτρων χρόνου στο μοντέλο και η διερεύνηση της πιθανής επίδρασης των παραμέτρων αυτών στον καθορισμό των θυρών στις οποίες θα εξυπηρετηθεί κάθε εισερχόμενο και κάθε εξερχόμενο φορτηγό αλλά και ταυτόχρονα στην σειρά με την οποία θα εξυπηρετηθούν. Ένας δευτερεύων στόχος είναι η εξέταση της αποτελεσματικότητας και η σύγκριση της αποδοτικότητάς του για την επίτευξη βέλτιστων λύσεων με άλλες μεθοδολογίες και εργαλεία βελτιστοποίησης. Για την υλοποίηση του στόχου της εργασίας αναπτύσσεται ένα πολυκριτηριακό μοντέλο βελτιστοποίησης ενός συστήματος cross docking μέσω της ταυτόχρονης θεώρησης και της αντίστοιχης εφαρμογής διαφορετικών βαρών. Κατ αυτόν τον τρόπο εισάγουμε: α) τον ολικό χρόνο εξυπηρέτησης των εισερχόμενων φορτηγών, δίνοντας βαρύτητα και στον χρόνο αναμονής των, β) τον συνολικό χρόνο αναχώρησης των εξερχόμενων φορτηγών, γ) τον χρόνο αργοπορημένης αναχώρησης των εξερχόμενων φορτηγών μέσω της πραγματοποίησης πολιτικής μηδενικού αποθέματος (zero inventory policy), δ) την εφαρμογή Just-In-Time φιλοσοφίας στην παράδοση των παραγγελιών, ε) την διαφορά μεταξύ του χρόνου φόρτωσης του τελευταίου φορτηγού που αναχωρεί και του χρόνου εκφόρτωσης του πρώτου εισερχόμενου φορτηγού (makespan) και στ) την απόσταση της διαδρομής των φορτίων μέσα στις εγκαταστάσεις, σε μία ενιαία αντικειμενική συνάρτηση με στόχο την ελαχιστοποίηση του χρόνου επεξεργασίας και ολοκλήρωσης των διαδικασιών παραλαβής, ταξινόμησης και αποστολής φορτίων, που έχει ως αποτέλεσμα την βελτίωση της εξυπηρέτησης και της ικανοποίησης των πελατών. Η διαδικασία βελτιστοποίησης για την παραγωγή της βέλτιστης λύσης πραγματοποιείται με χρήση Γενετικών Αλγορίθμων, οι οποίοι αποτελούν αν όχι τη - 3 -

20 δημοφιλέστερη μια από τις δημοφιλέστερες μεταευρετικές τεχνικές για το πρόβλημα του προγραμματισμού φορτηγών και την ανάθεσή τους σε θύρες ενός συστήματος cross docking. Πιο αναλυτικά, στο κεφάλαιο 2 καταγράφονται οι ορισμοί και οι βασικές έννοιες για την εφοδιαστική αλυσίδα, την διαχείριση της εφοδιαστικής αλυσίδας και τα logistics. Στο κεφάλαιο 3 παρουσιάζεται ο στόχος των αποθηκών ως μέρος της εφοδιαστικής αλυσίδας, τα third party logistics (3PL) και οι εταιρείες που αναλαμβάνουν την διανομή των προϊόντων μέσω ενός συστήματος cross docking. Στη συνέχεια, στο κεφάλαιο 4 αναπτύσσεται η διαχείριση του δικτύου των κέντρων διανομής μέσα στην εφοδιαστική αλυσίδα και περιγράφονται τα πιο σημαντικά συστήματα διανομής προϊόντων. Στο κεφάλαιο 5 ορίζεται το σύστημα διανομής cross docking, αναφέρονται οι τύποι και το σχήμα των εγκαταστάσεων ενός τέτοιου συστήματος και παρουσιάζονται τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του μέσω της σύγκρισης των κέντρων διανομής αποθηκών crossdocks. Ακολούθως στο κεφάλαιο 6 παρουσιάζεται μια βιβλιογραφική ανασκόπηση των συστημάτων διανομής προϊόντων cross docking, τα οποία άρχισαν να αναπτύσσονται τα τελευταία χρόνια και χρησιμοποιούν μεθόδους ευφυών τεχνολογιών, και πιο συγκεκριμένα τους εξελικτικούς αλγόριθμους, ως υπολογιστικό εργαλείο. Στο επόμενο κεφάλαιο, περιγράφεται η λειτουργία ενός συστήματος cross docking και αναφέρονται οι αντικειμενικές συναρτήσεις υφιστάμενων μοντέλων σε σχέση με το κόστος, τις διανυόμενες αποστάσεις μέσα στις εγκαταστάσεις και τα προϊόντα. Στο κεφάλαιο 8 παρουσιάζεται το προτεινόμενο μοντέλο ανάθεσης φορτηγών σε θύρες, και πιο συγκεκριμένα, η δομή, η λειτουργία και το υπολογιστικό σύστημά του. Η εφαρμογή του προτεινόμενου μοντέλου για τις διαφορετικές περιπτώσεις μελέτης, ώστε να συγκριθούν τα αποτελέσματά του με υφιστάμενα μοντέλα και να αξιολογηθούν αναφορικά με την ορθή και αποτελεσματική ανάθεση εισερχόμενων φορτηγών, παρουσιάζονται στο κεφάλαιο 9. Τέλος, στο κεφάλαιο 10 καταγράφονται τα βασικά συμπεράσματα της εργασίας και κάποιες προτάσεις για περαιτέρω διερεύνηση

21 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 2. ΕΦΟΔΙΑΣΤΙΚΗ ΑΛΥΣΙΔΑ ΚΑΙ LOGISTICS 2.1 Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΕΦΟΔΙΑΣΤΙΚΗΣ ΑΛΥΣΙΔΑΣ Η εφοδιαστική αλυσίδα (Supply Chain - SC) περιλαμβάνει όλους τους οργανισμούς, από προμηθευτές πρώτων υλών έως παραγωγούς, διανομείς και πωλητές, που εμπλέκονται στη διάθεση προϊόντων ή υπηρεσιών στους πελάτες όπως περιγράφεται στην Εικόνα 2.1. Εκτός από τους οργανισμούς, η SC περιλαμβάνει όλες τις δραστηριότητες που σχετίζονται με τη ροή και το μετασχηματισμό αγαθών, από το στάδιο των πρώτων υλών μέχρι τον τελικό χρήστη, καθώς και τη ροή πληροφοριών που αναφέρονται σ αυτές τις δραστηριότητες. Αν και όρος αλυσίδα υπονοεί μια γραμμικότητα, στην πραγματικότητα σχηματίζονται πολύπλοκα πολύ επίπεδα δίκτυα οργανισμών μέσα στα οποία διακινούνται προϊόντα, πληροφορίες και κεφάλαια. Η SC αποτελείται από γεωγραφικά διεσπαρμένες εγκαταστάσεις και από μεταφορικούς συνδέσμους μεταξύ των εγκαταστάσεων αυτών, ενώ καθ όλο το μήκος της πραγματοποιούνται ροές υλικών, κεφαλαίων και πληροφοριών. Εικόνα 2.1: Εφοδιαστική Αλυσίδα - 5 -

22 Από την πληθώρα των διαθέσιμων ορισμών για την εφοδιαστική αλυσίδα, διατυπώνονται οι εξής βασικές ερμηνείες: ένα δίκτυο οργανισμών που εμπλέκονται μέσω ανοδικών και καθοδικών συνδέσεων στις διαφορετικές διαδικασίες και δραστηριότητες που παράγουν αξία με τη μορφή προϊόντων ή υπηρεσιών στα χέρια του τελικού καταναλωτή (Christopher 1992), ένα σύστημα προμηθευτών, κατασκευαστών, διανομέων, πωλητών και πελατών, στο οποίο υλικά ρέουν καθοδικά από τους προμηθευτές προς τους πελάτες και πληροφορίες ρέουν και στις δύο διευθύνσεις (Stevens 1989), μια αλληλουχία ενεργειών τροφοδοσίας που ορίζεται από έναν κόμβο, τους προμηθευτές και τους πελάτες του, μεταξύ των οποίων διακινούνται υλικά και πληροφορίες, και αναφέρεται, τόσο σε ενδοεπιχειρησιακές δραστηριότητες, όσο και σε δίκτυα επιχειρήσεων (Τσουδερός 2008). Ως αντίστροφη εφοδιαστική αλυσίδα ορίζεται η αλυσίδα διαδικασιών και λειτουργιών που δημιουργείται με σκοπό την επιστροφή και αξιοποίηση υλικών και συσκευασιών μετά από τη χρήση τους στο τέλος του κύκλου ζωής τους. Αποτελείται από τις δραστηριότητες που λαμβάνουν χώρα όταν το προϊόν ακολουθεί πορεία από τον καταναλωτή προς τον κατασκευαστή ή, γενικότερα, προς κάποια μονάδα ανάκτησης χρησιμοποιημένων προϊόντων, συσκευασιών, υλικών και εξαρτημάτων, τα οποία διαθέτουν κάποια αξία για επαναχρησιμοποίηση. Στην Εικόνα 2.2 απεικονίζεται η ροή των αντίστροφων logistics. Να σημειωθεί όμως ότι στα στάδια των αντίστροφων logistics μπορεί να περιλαμβάνονται πρόσθετες λειτουργίες ανάκτησης των προϊόντων, όπως συλλογή-διαλογή, ανακατασκευή, μείωση όγκου, επεξεργασία και άλλες που σχετίζονται με τον κύκλο ζωής των προϊόντων. Σημειώνεται, επίσης, ότι τα συστήματα αντίστροφης εφοδιαστικής παρουσιάζουν ιδιαίτερα αυξημένη αβεβαιότητα, γεγονός που καθιστά πιο περίπλοκη την οργάνωση και εκτέλεσή τους

23 Εικόνα 2.2 Ροή των αντίστροφων logistics (Reverse Channel) 2.2 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΦΟΔΙΑΣΜΟΥ ΚΑΙ ΔΙΑΚΙΝΗΣΗΣ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ Κάθε σύγχρονη οικονομική μονάδα επιδιώκει την μεγιστοποίηση της αξίας των αγαθών/υπηρεσιών που προσφέρει στους πελάτες της. Η εφαρμογή των logistics επιδιώκει να συντονίσει όλες τις προσπάθειες που γίνονται σε κάθε κρίκο της αλυσίδας εφοδιασμού, έτσι ώστε η επιδιωκόμενη αύξηση της αξίας σε μία φάση να μην προκαλεί μείωση της πρότυπης αξίας σε προηγούμενη ή επόμενη φάση. Η λειτουργία των logistics αποτελεί μία σύνθεση με σκοπό την βελτιστοποίηση των επί μέρους λειτουργιών: management του εφοδιαστικού περιβάλλοντος, διοίκηση μεταφορικής λειτουργίας, αποθήκευση και έλεγχος πρώτων υλών, διοίκηση παραγωγής, προγραμματισμός και προβλέψεις, διανομή προϊόντων, εξυπηρέτηση πελατών και service, διαχείριση υποπροϊόντων και αχρήστων κ.ά. Η αύξηση της αξίας επιτυγχάνεται μέσω των πέντε στρατηγικών στόχων που προκύπτουν από την εφαρμογή των logistics: Σχεδιασμός, ανάπτυξη, παραγωγή και παράδοση προϊόντων χωρίς ελαττώματα. Χρήση του χρόνου ως ανταγωνιστικού εργαλείου. Μείωση του ολικού κόστους και αύξηση της αξιοπιστίας σε όλο το μήκος της αλυσίδας εφοδιασμού

24 Καθιέρωση και συντήρηση τεχνολογικής υπεροχής σε ένα ανταγωνιστικό περιβάλλον. Ελαχιστοποίηση των κινδύνων που προέρχονται από το εξωτερικό εφοδιαστικό περιβάλλον. Βασικά εργαλεία για την εφαρμογή της επιστήμης των Logistics στις οικονομικές μονάδες θεωρούνται: Η αξιοποίηση του έμψυχου δυναμικού μέσω σύγχρονων μεθόδων διοίκησης όπως εφαρμογή διαλειτουργικών ομάδων εργασίας και σχεδιασμός αμοιβαία επωφελών συνεργασιών (win - win) με πελάτες και προμηθευτές Οι σύγχρονες τεχνολογίες πληροφορικής (π.χ. CALS, CAD/CAM, electronic commerce, DRP, MRP) Οι σύγχρονες τεχνολογίες αποθήκευσης και χειρισμού προϊόντων (π.χ. automated warehousing, bar coding technologies) Οι δοκιμασμένες τεχνικές επιχειρησιακής έρευνας, ποσοτικής ανάλυσης και επίλυσης προβλημάτων. 2.3 Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΕΦΟΔΙΑΣΤΙΚΗΣ ΑΛΥΣΙΔΑΣ Η Διαχείριση Εφοδιαστικής Αλυσίδας (Supply Chain Management - SCM) αναφέρεται στο σχεδιασμό και τη διαχείριση όλων των ενεργειών δραστηριοτήτων που σχετίζονται με τις διαδικασίες προμήθειας, την παραγωγή μεταποίηση και όλες τις δραστηριότητες της διανομής. Επιπλέον, συμπεριλαμβάνει το συντονισμό και τη συνεργασία με όλους τους εταίρους του καναλιού εφοδιασμού, πού μπορεί να είναι προμηθευτές, μεσάζοντες, εταιρείες παροχής υπηρεσιών Third Party Logistics (3PL) και πελάτες. Κατ ουσία, η Διαχείριση Εφοδιαστικής Αλυσίδας ενοποιεί και ολοκληρώνει το σχεδιασμό, τις προμήθειες, την παραγωγή, την αποθήκευση, τη μεταφορά και τις πωλήσεις τόσο μέσα στις επιχειρήσεις όσο και μεταξύ αυτών. Ο αντικειμενικός λοιπόν σκοπός της Διαχείρισης της Εφοδιαστικής Αλυσίδας είναι η αύξηση της συνολικής κερδοφορίας κατά μήκος της αλυσίδας που συνεπάγεται την αύξηση της κερδοφορίας όλων των εταίρων της. Αυτό επιτυγχάνεται με την κατανόηση και - 8 -

25 ικανοποίηση των πελατειακών αναγκών στον απαιτούμενο χρόνο, και με την προσφορά προϊόντων υψηλής προστιθέμενης αξίας και ανταγωνιστικού κόστους. Για την επίτευξη των παραπάνω στόχων, απαραίτητα χαρακτηριστικά των εφοδιαστικών αλυσίδων που ανταγωνίζονται μέσα στο σύγχρονο παγκοσμιοποιημένο περιβάλλον είναι η ευελιξία και η ταχεία προσαρμοστικότητα τους στις δυναμικά μεταβαλλόμενες συνθήκες. Πρόκειται για μια καινοτόμα και δημοφιλής προσέγγιση διοίκησης και διαχείρισης της βιομηχανίας, προερχόμενη από τη μέθοδο παραγωγής Just-In-Time (JIT), τα logistics και τις αρχές τις λιτής παραγωγής (lean production). Η έννοια και τα συστατικά της διαχείρισης εφοδιαστικής αλυσίδας οπτικοποιούνται στο Σχήμα 2.1, το οποίο παρουσιάζει «το σπίτι της SCM». Την οροφή αποτελεί η βελτίωση της ανταγωνιστικότητας (competitiveness) των επιχειρήσεων της εφοδιαστικής αλυσίδας και κατ επέκταση όλου του συστήματος. Αυτός είναι και ο απόλυτος σκοπός της SCM. Ο κρίσιμος παράγοντας για να επιτευχθεί ο σκοπός αυτός είναι η ικανοποίηση του πελάτη βελτιώνοντας το επίπεδο εξυπηρέτησής του (customer service). Σχήμα 2.1 Απεικόνιση της έννοιας της SCM ( House of SCM ) (Stadtler, 2005) - 9 -

26 Η οροφή στηρίζεται σε δύο βασικούς πυλώνες: την ολοκλήρωση των οργανωσιακών μονάδων (integration of organizational units) και το συντονισμό των ροών (coordination of flows). Από τα πολλά συστατικά της SCM, επισημαίνονται τρία δομικά στοιχεία σε κάθε πυλώνα τα οποία διαδραματίζουν το σημαντικότερο ρόλο στη SCM: η επιλογή των συνεργατών εντός της SC (choice of partners), η διαχείριση του δικτύου των οργανισμών και η δια οργανωσιακή συνεργασία (network of organizations and inter organizational collaboration) και η ικανή ηγεσία (leadership) για τον πρώτο πυλώνα, ενώ η χρήση τεχνολογίας πληροφορικής και επικοινωνιών (use of information and communication technology), ο προσανατολισμός στις διαδικασίες (process orientation) και ο προηγμένος σχεδιασμός (advanced planning) για το δεύτερο πυλώνα. Η έννοια της SCM θεμελιώνεται στα logistics, την επιχειρησιακή έρευνα (operations research), την οργανωσιακή θεωρία (organizational theory), κ.ά. 2.4 Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΩΝ LOGISTICS Ο όρος logistics προέρχεται από το ελληνικό επίθετο λογιστικός και δηλώνει την ικανότητα του «υπολογίζειν». Αρχικά, χρησιμοποιήθηκε ως στρατιωτικός όρος και αναφερόταν στην αναγκαιότητα σχεδιασμού και ανεφοδιασμού στρατιωτικών βάσεων. Στην ελληνική βιβλιογραφία, ο όρος μεταφράζεται ως «ολοκληρωμένη διαχείριση μεταφορών», «διοίκηση μεταφορών» και «εφοδιαστική» (Κυριαζόπουλος 1996). Logistics είναι εκείνο το τμήμα της Διαχείρισης Εφοδιαστικής Αλυσίδας που σχεδιάζει, υλοποιεί και ελέγχει την αποδοτική και αποτελεσματική κανονική και αντίστροφη ροή και αποθήκευση των προϊόντων, υπηρεσιών και των σχετικών πληροφοριών από το σημείο προέλευσης τους έως το σημείο κατανάλωσης τους, ώστε να ικανοποιηθούν οι απαιτήσεις των πελατών. Ενδεικτικές περιοχές εφαρμογών των Logistics περιλαμβάνουν τα: Business Logistics, Systems Logistics, Maritime Logistics, Logistics Υγείας, Logistics Στρατού, Περιβαλλοντικά Logistics, City Logistics, Crisis Logistics, Logistics Υπηρεσιών, Agro - logistics και Reverse Logistics. Τα Logistics βρίσκουν εφαρμογή σε δύο κυρίως πεδία

27 Το πρώτο πεδίο είναι η επιχείρηση, η οποία πρέπει να οργανώσει την εισροή, την εσωτερική διακίνηση και την εκροή υλικών και προϊόντων κατά τέτοιον τρόπο, έτσι ώστε να εξασφαλίζει τη μέγιστη ικανοποίηση των πελατών της. Το δεύτερο πεδίο είναι η εφοδιαστική αλυσίδα, η οποία αποτελείται από όλες εκείνες τις επιχειρήσεις και οργανισμούς που είναι απαραίτητοι έτσι ώστε ένα προϊόν, από πρώτες ύλες να καταλήξει στον τελικό πελάτη. Η αποτελεσματική οργάνωση και διοίκηση της ροής προϊόντων και πληροφοριών σε αυτήν την αλυσίδα αποτελεί επιτακτική ανάγκη σε μία παγκοσμιοποιημένη και ψηφιακή οικονομία, όπου ο ανταγωνισμός από ατομικός (επιχείρηση εναντίον επιχείρησης) γίνεται συλλογικός (εφοδιαστική αλυσίδα εναντίον εφοδιαστικής αλυσίδας). Διάφοροι τομείς των Logistics είναι οι εξής: Business Logistics Systems Logistics Defense Logistics Crisis Logistics Supply Chain Management Environmental Logistics Logistics in Services Logistics Information Systems Οι τομείς δραστηριοτήτων που υπάγονται στη λειτουργία των logistics είναι οι ακόλουθοι (Στειακάκης & Δριτσάκης, 2005): Μεταφορές Διανομή. Οι μεταφορές και η διανομή εξετάζονται συνήθως μαζί, καθώς ο τρόπος διεξαγωγής τους παρουσιάζει ομοιότητες. Οι μεταφορές αφορούν τη διακίνηση υλικών από τους χώρους των προμηθευτών προς την επιχείρηση, ενώ η διανομή αναφέρεται στη διακίνηση των έτοιμων προϊόντων από το χώρο της επιχείρησης προς τους διάφορους μεσάζοντες, μέχρι τους τελικούς καταναλωτές. Αποθήκευση. Αναφέρεται στη διαδικασία φύλαξης των προϊόντων (και των πρώτων υλών και ημικατεργασμένων) σε διαφορετικό χρόνο και χώρο, κατά τη διάρκεια της εκτέλεσης των δραστηριοτήτων logistics

28 Διαχείριση αποθεμάτων. Αναφέρεται στο σύνολο των διαδικασιών που εξασφαλίζουν την ύπαρξη της σωστής ποσότητας προϊόντος στους αποθηκευτικούς χώρους της επιχείρησης, για κάθε είδος που αγοράζει, παράγει ή εμπορεύεται σε κάθε δεδομένη χρονική στιγμή. Διαχείριση υλικών. Αφορά τις εσωτερικές μετακινήσεις υλικών μέσα στους αποθηκευτικούς χώρους, από την αποθήκη στην παραγωγή (ή και αντίστροφα) και μεταξύ διαδοχικών σταδίων της παραγωγικής διαδικασίας. Συσκευασία. Η συσκευασία δεν αποτελεί μία διαδικασία προστιθέμενης αξίας επί του προϊόντος, συμβάλλει ωστόσο καταλυτικά στην προστασία του προϊόντος κατά τις διαδικασίες της αποθήκευσης και διανομής του, στη βελτίωση της αισθητικής του, αλλά και στη διασφάλιση της ποιότητάς του. Πληροφορική Τηλεματική. Τα οφέλη από την εφαρμογή συστημάτων πληροφορικής και τηλεματικής στις δραστηριότητες των logistics είναι πολλαπλά και αμοιβαία για την επιχείρηση και τον πελάτη. Για παράδειγμα, η πληροφόρηση του πελάτη για το ακριβές σημείο του αποστελλόμενου φορτίου και τον ακριβή χρόνο άφιξης έχει άμεση επίπτωση στη λειτουργία και στο βαθμό ικανοποίησής του για το επίπεδο υπηρεσιών της επιχείρησης. Όσον αφορά την ίδια την επιχείρηση, τα παραπάνω συστήματα διασφαλίζουν τον αποτελεσματικό έλεγχο του προσωπικού, του εξοπλισμού και των μεθόδων τεχνικών που εφαρμόζονται στα πλαίσια της εκτέλεσης των logistics. Η τηλεματική διευρύνει παράλληλα τους επιχειρηματικούς ορίζοντες, καθώς παρέχει τη δυνατότητα ανάπτυξης νέων δραστηριοτήτων, όπως για παράδειγμα η ηλεκτρονική διαχείριση αποθηκών και διανομών, η ηλεκτρονική αναζήτηση προμηθευτών, μεταφορέων και εξωτερικών συνεργατών, οι ηλεκτρονικές πληρωμές λογαριασμών, τα «ευφυή» συστήματα μεταφοράς και το ηλεκτρονικό εμπόριο

29 2.5 ΣΧΕΣΗ LOGISTICS ΚΑΙ ΕΦΟΔΙΑΣΤΙΚΗΣ ΑΛΥΣΙΔΑΣ Αναμφισβήτητα, η πληθώρα των εννοιολογικών προσεγγίσεων για την διαχείριση εφοδιαστικής αλυσίδας και τα logistics έχει δημιουργήσει μια σύγχυση των όρων αυτών. Τη σύγχυση αυτή ενισχύει το γεγονός ότι η έννοια της διαχείρισης εφοδιαστικής αλυσίδας έχει αναπτυχθεί από τη βιβλιογραφία των logistics και ότι πολλές εμπορικές εφαρμογές που εισήλθαν στην αγορά τις τελευταίες δεκαετίες ονομαζόμενες ως πληροφοριακά συστήματα διαχείρισης εφοδιαστικής αλυσίδας παρείχαν τις ίδιες δυνατότητες με τις αντίστοιχες εφαρμογές των logistics. Τα logistics και η εφοδιαστική αλυσίδα είναι άρρηκτα συνδεδεμένα. Σύμφωνα με την έρευνα των Larson & Halldorsson (2004) επικρατούν τέσσερεις βασικές απόψεις για τη σχέση της διαχείρισης της εφοδιαστικής αλυσίδας (SCM) και των logistics: 1. παραδοσιακή προσέγγιση: η SCM αποτελεί τμήμα των logistics, 2. προσέγγιση απλής αναδιατύπωσης: logistics και SCM είναι ακριβώς το ίδιο, 3. ενωτική προσέγγιση: τα logistics αποτελούν τμήμα της SCM, 4. προσέγγιση κοινού τόπου: τα logistics και η SCM έχουν κάποια κοινά χαρακτηριστικά. Αν και χρειάστηκαν αρκετά χρόνια, έχει επικρατήσει η άποψη ότι η διαχείριση εφοδιαστικής αλυσίδας είναι κάτι περισσότερο από ένα νέο όνομα ή συνώνυμο για τα logistics. H έννοια της διαχείρισης εφοδιαστικής αλυσίδας είναι ευρύτερη αλλά κυριαρχείται από τα logistics (Στειακάκης & Δριτσάκης 2005). Από τη μια πλευρά, τα logistics αποτελούν το τμήμα της διαχείρισης της εφοδιαστικής αλυσίδας που σχεδιάζει, υλοποιεί και ελέγχει την αποδοτική και αποτελεσματική ροή και αποθήκευση των προϊόντων, υπηρεσιών και πληροφοριών από το σημείο προέλευσής τους, έως το σημείο κατανάλωσής τους (Ελληνική Εταιρία Logistics 2005). Από την άλλη πλευρά, η εφοδιαστική αλυσίδα αποτελεί το βασικότερο πεδίο εφαρμογής των logistics, όπως περιεγράφηκε παραπάνω. Τελικά, μπορεί να ειπωθεί ότι τα logistics αποτελούν υποσύνολο της διαχείρισης της εφοδιαστικής αλυσίδας η οποία έχει πιο ευρύ και διεπιχειρησιακό πεδίο εφαρμογής και μεγαλύτερο αριθμό διαδικασιών από τα logistics. Συγκεκριμένα, υπό τη σκέπη της

30 διαχείρισης εφοδιαστικής αλυσίδας ερευνώνται οι σχέσεις μεταξύ των επιχειρήσεων που διαμορφώνουν τη συνολική αξία προϊόντο υπηρεσίας και εξετάζονται όλες οι διαδικασίες που διατρέχουν την αλυσίδα, πέραν των ορίων των logistics. 2.6 ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΕΦΟΔΙΑΣΤΙΚΗΣ ΑΛΥΣΙΔΑΣ Ο βασικός στόχος της διαχείρισης εφοδιαστικής αλυσίδας είναι η εκπλήρωση των αναγκών των πελατών με την αποδοτική χρήση των πόρων, συμπεριλαμβανομένων των δυνατοτήτων διανομής, αποθήκευσης και εργασίας. Θεωρητικά η εφοδιαστική αλυσίδα προσπαθεί να ταιριάξει την ζήτηση με την παροχή με όσο το δυνατό μικρότερο απόθεμα. Σε αυτό το σημείο εισέρχεται η βελτιστοποίηση. Η βελτιστοποίηση εφοδιαστικής αλυσίδας (supply chain optimization) είναι η εφαρμογή διαδικασιών και εργαλείων για την εξασφάλιση της βέλτιστης λειτουργίας μιας εφοδιαστικής αλυσίδας παραγωγής και διάθεσης. Αυτό συμπεριλαμβάνει την βέλτιστη τοποθέτηση των αποθηκευμένων προϊόντων στην εφοδιαστική αλυσίδα, ελαχιστοποιώντας το λειτουργικό κόστος (κόστος παραγωγής, μεταφοράς και διάθεσης). Αυτό συχνά απαιτεί την χρήση τεχνικών μαθηματικής μοντελοποίησης με λογισμικό ηλεκτρονικών υπολογιστών. Οι διάφορες πτυχές της βελτιστοποίησης της εφοδιαστικής αλυσίδας περιλαμβάνουν την επικοινωνία με τους προμηθευτές για να εξαλείψουν τους επιβραδυντικούς παράγοντες, την στρατηγική προμήθεια για την επίτευξη ισορροπίας μεταξύ χαμηλού κόστους υλικών και μεταφοράς, την εφαρμογή των τεχνικών JIT (Just-In- Time) για την βελτιστοποίηση της ροής παραγωγής, την διατήρηση του ακριβούς μίγματος και τοποθεσίας εργοστασίων και αποθηκών για την εξυπηρέτηση της αγοράς και την χρήση ανάλυσης δρομολόγησης οχημάτων, δυναμικό προγραμματισμό και, φυσικά, την παραδοσιακή βελτιστοποίηση logistics για την μεγιστοποίηση της αποδοτικότητας της διανομής. Τυπικά, οι μάνατζερ εφοδιαστικής αλυσίδας προσπαθούν να μεγιστοποιήσουν την κερδοφόρα λειτουργία της αλυσίδας παραγωγής και διανομής τους. Αυτό θα μπορούσε να περιλάβει μέτρα όπως:

31 την μεγιστοποίηση της επιστροφής ακαθάριστου περιθωρίου στον επενδυμένο απόθεμα (gross margin return on inventory invested GMROII) ισορροπώντας το κόστος του αποθέματος σε όλα τα σημεία της εφοδιαστικής αλυσίδας με τη διαθεσιμότητα στον πελάτη, την ελαχιστοποίηση των συνολικών εξόδων λειτουργίας (μεταφοράς, αποθεματοποίησης και κατασκευής), την μεγιστοποίηση του ακαθάριστου κέρδους των προϊόντων που διανέμονται μέσω της εφοδιαστικής αλυσίδας. Η βελτιστοποίηση εφοδιαστικών αλυσίδων αντιμετωπίζει το γενικό πρόβλημα διανομής των προϊόντων στους πελάτες με το χαμηλότερο συνολικό κόστος και το υψηλότερο κέρδος. Αυτό περιλαμβάνει την αντιστάθμιση των δαπανών αποθεματοποίησης, μεταφοράς, διανομής και κατασκευής. Η βελτιστοποίηση εφοδιαστικής αλυσίδας έχει εφαρμογές σε όλες τις βιομηχανίες κατασκευής και διανομής αγαθών, συμπεριλαμβανομένων των λιανικών, βιομηχανικών και ταχέως κινούμενων καταναλωτικών προϊόντων (consumer packaged goods CPG) Εφαρμογές βελτιστοποίησης εφοδιαστικής αλυσίδας Η κλασική προσέγγιση εφοδιαστικών αλυσίδων είναι η προσπάθεια πρόβλεψης της μελλοντικής ζήτησης εμπορευμάτων όσο το δυνατόν ακριβέστερα, με την εφαρμογή στατιστικής τάσης (trend) και των τεχνικών «best fit» βασισμένων στην ιστορική ζήτηση και τα προβλεπόμενα μελλοντικά γεγονότα. Το πλεονέκτημα αυτής της προσέγγισης είναι ότι μπορεί να εφαρμοστεί σε δεδομένα συναθροισμένα σε αρκετά υψηλό επίπεδο (π.χ. κατηγορία εμπορευμάτων, εβδομαδιαία, από μια ομάδα πελατών), απαιτώντας μέτριο μεγέθους βάσεων δεδομένων και ελάχιστο χειρισμό. Η μη προβλεψιμότητα της ζήτησης ρυθμίζεται έπειτα με τον καθορισμό των επιπέδων ασφάλειας των αποθεμάτων, έτσι ώστε για παράδειγμα ένας διανομέας θα διατηρεί απόθεμα δύο εβδομάδων ενός είδους με σταθερή ζήτηση αλλά διπλάσιο απόθεμα για ένα είδος του οποίου η ζήτηση είναι πιο ακανόνιστη

32 Κατόπιν, χρησιμοποιώντας αυτήν την πρόβλεψη ζήτησης, δημιουργείται ένα σχέδιο εφοδιαστικής αλυσίδας παραγωγής και διανομής για τα προϊόντα που θα ικανοποιήσουν αυτή τη ζήτηση με το ελάχιστο δυνατό κόστος (ή την υψηλότερη αποδοτικότητα). Αυτό το σχέδιο εξετάζει χαρακτηριστικά τις ακόλουθες επιχειρησιακές ανησυχίες: Τι ποσότητα από κάθε προϊόν θα πρέπει να παράγεται κάθε ημέρα; Τι ποσότητα από κάθε προϊόν θα πρέπει να παράγεται σε κάθε εργοστάσιο; Ποια εργοστάσια θα πρέπει να ανεφοδιάζουν ποιες αποθήκες με ποια προϊόντα; Ποια μέσα μεταφοράς θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν για τους ανεφοδιασμούς των αποθηκών και τις παραδόσεις εμπορευμάτων στους πελάτες; Η τεχνική δυνατότητα καταγραφής και διαχείρισης μεγαλύτερων βάσεων δεδομένων πιο γρήγορα έχει καταστήσει εφικτή την εμφάνιση μιας νέας γενιάς λύσεων βελτιστοποίησης εφοδιαστικών αλυσίδων, οι οποίες κάνουν δυνατή την πρόβλεψη σε πιο λεπτομερές επίπεδο (π.χ. ανά είδος ανά πελάτη και ανά ημέρα). Ορισμένοι προμηθευτές εφαρμόζουν μοντέλα «best fit» σε αυτά τα στοιχεία, στα οποία εφαρμόζονται αποθέματα ασφάλειας, ενώ άλλοι προμηθευτές έχουν αρχίσει να εφαρμόζουν τις στοχαστικές τεχνικές στο πρόβλημα βελτιστοποίησης. Υπολογίζουν το πιο επιθυμητό επίπεδο αποθέματος ανά είδος για κάθε μεμονωμένο κατάστημα για τους λιανικούς πελάτες τους, που αντισταθμίζοντας το κόστος αποθέματος έναντι στην προσδοκία πώλησης. Το προκύπτον βελτιστοποιημένο επίπεδο αποθέματος είναι γνωστό ως πρότυπο απόθεμα. Η ανταπόκριση στο πρότυπο επίπεδο αποθεμάτων είναι επίσης μια περιοχή που χρειάζεται βελτιστοποίηση, επειδή η μετακίνηση των προϊόντων, που λέγεται μεταφορά αποθεμάτων, πρέπει να είναι σε οικονομικές μονάδες αποστολής, όπως τα πλήρη φορτία μονάδων (full truck load FTL). Πολλά υπάρχοντα συστήματα προγραμματισμού απαιτήσεων διανομής στρογγυλοποιούν την ποσότητα έως την πλησιέστερη πλήρη μονάδα αποστολής. Η δημιουργία, παραδείγματος χάριν, πλήρων φορτηγών απαιτεί συστήματα βελτιστοποίησης για να εξασφαλίσει ότι πληρούνται οι περιορισμοί βάρους ανά άξονα και διαθέσιμου χώρου ενώ η φόρτωση να μπορεί να γίνει χωρίς ζημιές. Αυτό επιτυγχάνεται γενικά με την συνεχόμενη πρόσθεση χρονισμένων απαιτήσεων έως ότου τα φορτία φτάσουν κάποιο ελάχιστο βάρος ή κύβο. Πιο πολύπλοκοι αλγόριθμοι βελτιστοποίησης (ORTEC) λαμβάνουν

33 υπόψη τους περιορισμούς στοιβάγματος (stackability), κανόνες φόρτωσης και εκφόρτωσης, λογική παλετοποίησης, αποδοτικότητα αποθηκών και σταθερότητα φορτίων με έναν στόχο για να μειώσουν τα έξοδα μεταφοράς (ελαχιστοποίηση «αποστελλόμενου αέρα»). Οι λύσεις βελτιστοποίησης είναι χαρακτηριστικά μέρος ή συνδεμένος με τον προγραμματισμό απαιτήσεων διανομής των εφοδιαστικών συστημάτων της επιχείρησης, έτσι ώστε οι διαταγές να παράγονται αυτόματα για την διατήρηση του πρότυπου προφίλ αποθεμάτων. Η βελτιστοποίηση εφοδιαστικών αλυσίδων μπορεί να περιλάβει βελτιώσεις σε διάφορα στάδια του κύκλου ζωής προϊόντων και προσαρμογές για διαφορετικές κατηγορίες προϊόντων, όπως εποχιακά εμπορεύματα. Οι περισσότεροι προμηθευτές λογισμικού προσφέρουν τη βελτιστοποίηση εφοδιαστικών αλυσίδων ως ενσωματωμένη λύση σε ένα λογισμικό ERP, μερικοί προμηθευτές τρέχουν το λογισμικό εξ μέρους των πελατών τους ως φορείς παροχής εφαρμοσμένων υπηρεσιών

34 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 3. ΑΠΟΘΗΚΕΣ ΚΑΙ ΕΤΑΙΡΕΙΕΣ THIRD PARTY LOGISTICS (3PL) 3.1 ΣΤΟΧΟΙ ΤΩΝ ΑΠΟΘΗΚΩΝ ΩΣ ΜΕΡΟΣ ΤΗΣ ΕΦΟΔΙΑΣΤΙΚΗΣ ΑΛΥΣΙΔΑΣ Σύμφωνα με την έρευνα της ELA/AT Kearney (2004), τα κόστη διατήρησης και λειτουργίας αποθηκών αντιπροσωπεύει κατά μέσο όρο το 22% του συνολικού κόστους logistics των επιχειρήσεων. Έτσι, διαφαίνεται ότι οι αποθήκες αποτελούν από άποψης κόστους αλλά και ρόλου ένα σημαντικό κομμάτι των εφοδιαστικών αλυσίδων. Συνήθως χρησιμοποιούνται για αποθήκευση προϊόντων και διατήρηση αποθεμάτων (πρώτες ύλες, ημιέτοιμα και έτοιμα προϊόντα), συνδέοντας τα σημεία παραγωγής και κατανάλωσης (De Koster et al., 2007). Αν οι κυρίες λειτουργίες είναι η διατήρηση αποθέματος και η αποθήκευση τότε συνήθως αποκαλούνται «αποθήκες», ενώ αν κύρια λειτουργία είναι και η διανομή τότε ονομάζονται «κέντρα διανομής». Σύμφωνα με τους Bartholdi et al. (2014), Baker et al. (2007), Ιακώβου (2014), Φωλίνας (2014), οι αποθήκες συνεισφέρουν σε ένα πλήθος εταιρικών στόχων, όπως : Επίτευξη οικονομιών μεταφοράς: Η συνδυασμένη μεταφορά προϊόντων μέσω αποθηκών εξυπηρετεί την ευκολότερη δημιουργία πλήρους φορτίου μεταφοράς (FTL) και συνεπώς την καλύτερη απόσβεση του σταθερού κόστους μεταφοράς. Τα παραπάνω επεξηγούνται από τα Σχήματα 3.1 και 3.2, όπου φαίνεται ότι αν δεν υπήρχαν αποθήκες ο κάθε προμηθευτής θα έπρεπε να κάνει από μια μεταφορά για κάθε πελάτη του, κάτι το οποίο για m προμηθευτές και n πελάτες δημιουργεί m x n διαδρομές. Αντίθετα, με την ύπαρξη μιας αποθήκες οι διαδρομές είναι σαφώς λιγότερες, δηλαδή m+n. Επίτευξη οικονομιών κλίμακας παραγωγής: Η παραγωγή για διατήρηση αποθέματος (Build-to-Stock) δημιουργεί ευκαιρίες για οικονομίες κλίμακας. Επίτευξη οικονομιών κλίμακας αγορών: Η ύπαρξη αποθηκευτικών χώρων δίνει την ευκαιρία στις εταιρίες να επωφελούνται από τις εκπτώσεις όγκου αγορών από

35 προμηθευτές και να πετυχαίνουν χαμηλότερες τιμές κόστους. Αύξηση του επιπέδου εξυπηρέτησης πελατών: Η ύπαρξη μιας αποθήκης που να συνδέει την κεντρική παραγωγή με την τοπική πώληση μειώνει τους χρόνους ικανοποίησης παραγγελίας και αυξάνει την δυνατή συχνότητα διανομής παράγοντας, έτσι, προστιθέμενη αξία στο προϊόν και την εταιρία. Ανταπόκριση στις αλλαγές της αγοράς και τη μεταβλητότητα της ζήτησης: Οι αποθήκες είναι συνήθως τοποθετημένες πολύ κοντά στην περιοχή την οποία εξυπηρετούν. Έτσι, χάρη στη διατήρηση ικανού αποθέματος και στον χαμηλό σχετικά χρόνο ικανοποίησης παραγγελίας, καταφέρνουν και ανταποκρίνονται καλύτερα στη μεταβλητότητα της ζήτησης. Η μεταβλητότητα της ζήτησης μπορεί να προέρχεται από εποχικότητα, ανταγωνισμό η άλλους μακροοικονομικούς παράγοντες της αγοράς. Υποστήριξη πολιτικών Just-in-Time: Η μείωση του χρόνου ικανοποίησης παραγγελίας δίνει τη δυνατότητα για πολιτικές Just-in-Time είτε από τους πελάτες που εξυπηρετούνται από την αποθήκη είτε για τους προμηθευτές που αποθέτουν σε αυτήν. Υποστήριξη ενεργειών αντίστροφης Εφοδιαστικής Αλυσίδας (Reverse Supply Chain): Με την δημιουργία αποθηκών υποστηρίζονται οι αντίστροφες μεταφορές προϊόντων (λήξη ευπαθών προϊόντων, ανακύκλωση κλπ.), αυξάνοντας, έτσι, το επίπεδο εξυπηρέτησης. Υποστήριξη πολιτικών Postponement: Αποθήκες που εκτελούν και λειτουργίες μεταποίησης εξυπηρετούν την μείωση των συνολικών αποθεμάτων των Εφοδιαστικών Αλυσίδων μέσω της πολιτικής Postponement. Υποστήριξη Μεταφορτώσεων (Transshipment) και Cross Docking: Η αποθήκη, έτσι λειτουργεί είτε σαν σταθμός Ενοποίησης/Διάσπασης Φορτίου είτε ως σημείο συντονισμού και προσωρινής εναπόθεσης προϊόντων. Σκοπός, λοιπόν, του σχεδιασμού των αποθηκών είναι η αποτελεσματικότερη εξυπηρέτηση των στόχων της εκάστοτε Εφοδιαστικής Αλυσίδας με τον αποδοτικότερο τρόπο

36 Σχήμα 3.1 Η σύνδεση Προμηθευτών Πελατών χωρίς την χρήση αποθηκών Σχήμα 3.2 Η σύνδεση Προμηθευτών Πελατών μέσω αποθηκών

37 3.2 ΤΥΠΟΙ ΑΠΟΘΗΚΩΝ LOGISTICS Οι αποθήκες μπορούν να κατηγοριοποιηθούν ανά τύπο, ο οποίος κυρίως ορίζεται από τους πελάτες που αυτές εξυπηρετούν. Παρακάτω παρατίθενται κάποιες σημαντικές κατηγορίες αποθηκών: Αποθήκη Εξυπηρέτησης Σημείων Λιανικής Πώλησης: Τέτοιου είδους αποθήκες εφοδιάζουν λιανικά σημεία. Οι πελατεία αυτών των αποθηκών είναι τελικά σημεία πώλησης, τα οποία είναι τακτικοί πελάτες ή πιθανόν και να έχουν αποκλειστική σχέση προμήθειας. Τέτοιοι πελάτες συνήθως λαμβάνουν τακτικές προγραμματισμένες παραδόσεις παραγγελιών. Μια τυπική παραγγελία συνήθως περιλαμβάνει πολλές μονάδες προϊόντων, και συνεπώς, η συνολική ροή της αποθήκης είναι πάρα πολύ μεγάλη. Το προϊοντικό μείγμα των παραγγελιών συνήθως αλλάζει κατά ένα βαθμό, σύμφωνα πάντα με τις τάσεις της αγοράς, τις καταναλωτικές προτιμήσεις και τις πολιτικές προώθησης προϊόντος. Κάποια προϊόντα, όμως, μπορεί να τοποθετούνται στα σημεία λιανικής πώλησης χωρίς παραγγελία (push) για να εξυπηρετηθούν καμπάνιες προώθησης. Αποθήκη Ανταλλακτικών: Αποτελούν έναν από τους πιο απαιτητικούς τύπους ως προς την διαχείριση. Διατηρούν αποθέματα ανταλλακτικών για μεγάλης αξίας εξοπλισμό όπως αυτοκίνητα, αεροπλάνα, ιατρικό εξοπλισμό κλπ. Συνεπώς, η συνολική αξία διατηρούμενου αποθέματος είναι συνήθως μεγάλη. Ένα άλλο χαρακτηριστικό αυτού του τύπου αποθηκών είναι η μεγάλη μεταβλητότητα της ζήτησης. Αυτό οφείλεται στον μεγάλο αριθμό SKUs που διατηρείται και οδηγεί σε μεγάλα επίπεδα αποθέματος ανά κωδικό. Ο μεγάλος αριθμός κωδικών δημιουργεί επίσης θέματα μεγέθους αποθήκης αλλά και χρόνου διεκπεραίωσης παραγγελίας το οποίο μπορεί να αντιμετωπιστεί με γειτονική τοποθέτηση συμπληρωματικών κωδικών. Αποθήκη Ηλεκτρονικού Εμπορίου (e-commerce): Αποτελούν τις αποθήκες για διεκπεραίωση παραγγελιών που καταχωρούνται μέσω Internet. Χαρακτηρίζονται από μικρό αριθμό γραμμών, μικρές ποσότητες ανά γραμμή και ανάγκη για μικρούς χρόνους ικανοποίησης παραγγελίας. Επίσης, καθώς οι πωλήσεις μέσω Internet

38 παρέχουν δυνατότητα επιστροφής προϊόντος, αυτές οι αποθήκες έχουν μεγάλη ανάγκη διαχείρισης αντίστροφων Logistics. Αποθήκες 3PL: Αποθήκες στις οποίες αναθέτουν άλλες εταιρείες τις αποθηκευτικές λειτουργίες τους. Τέτοιου είδους αποθήκες εξυπηρετούν πολλούς πελάτες ταυτόχρονα εκμεταλλευόμενες τις οικονομίες κλίμακας, την εποχικότητα κλπ. Βέβαια, σε αντάλλαγμα αυτού αναγκάζονται να υποστούν μεγάλη μεταβλητότητα ζήτησης. Αποθήκες Ευπαθών Προϊόντων: Χρησιμοποιούνται για προϊόντα όπως προϊόντα διατροφής, φαρμακευτικά είδη ή οποιουδήποτε είδους φυσικά προϊόντα. Τα προϊόντα που διακινούνται σε αυτή την περίπτωση, ορίζουν και την ιδιαιτερότητα των συγκεκριμένων αποθηκών. Σημαντικό χαρακτηριστικό είναι η σύντομη παραμονή των κωδικών στην αποθήκη, η ανάγκη για ελαχιστοποίηση του αποθηκευτικού χώρου λόγω τους κόστους ψύξης, η χρήση πολιτικών FIFO κ.α. Παρόλο τον μεγάλο αριθμό τύπων αποθηκών, ακόμη και πέρα από τους προαναφερθέντες, εμφανίζεται η ανάγκη για την συστηματική προσέγγιση των αποθηκών σύμφωνα με κάποια σταθερά χαρακτηριστικά. Αυτά είναι τα παρακάτω (Bartholdi et al, 2014) : Χαρακτηριστικά Αποθέματος όπως αριθμός SKUs (Stock Keeping Units μονάδα αποθέματος), διαστάσεις SKUs και στοιχεία κόστους, κέρδους και πωλήσεών τους. Απαιτούμενο Αποτέλεσμα («Throughput») και Επίπεδο Εξυπηρέτησης σε γραμμές παραγγελίας και αριθμό παραγγελιών ανά χρονική περίοδο ή ημέρα. Κόστος Εργασίας και Λειτουργίας. Απαιτούμενη Επένδυση σε Κτιριακά και Εξοπλισμό. Στον Πίνακα 3.1 παρουσιάζονται συνοπτικά τα κύρια χαρακτηριστικά των προαναφερθέντων τύπων αποθηκών. Αυτά τα χαρακτηριστικά εξαρτώνται άμεσα από το πλήθος και τον τύπο προϊόντων και παραγγελιών που εξυπηρετούνται και αποτελούν τους κύριους γνώμονες στρατηγικού σχεδιασμού

39 Πίνακας 3.1 Τύποι Αποθηκών και Χαρακτηριστικά Λειτουργίας Τύπος Αποθήκης Αποθέματα Throughput/ Picking Κόστος Λειτουργίας Κόστος Επένδυσης Εξυπηρ. Λιανικής Πολλά SKUs Υψηλό Άγνωστο Άγνωστο Ανταλλακτικά Πολλά SKUs Χαμηλό Άγνωστο Άγνωστο E-commerce Πολλά SKUs Υψηλό Υψηλό Χαμηλό 3PL Μεταβλητότητα Μεταβλητότητα Μεταβλητότητα Άγνωστο Ευπαθών Χαμηλό Απόθεμα Υψηλό Υψηλό Υψηλό 3.3 ΡΟΕΣ ΚΑΙ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΕΣ ΣΕ ΜΙΑ ΑΠΟΘΗΚΗ Η ροή των αγαθών σε μια αποθήκη μπορεί να χωριστεί στις διακριτές ακόλουθες διαδικασίες: Τις εισόδους και παραλαβές προϊόντων, την κύρια αποθήκευση προϊόντων, την εκτέλεση παραγγελιών μέσω της συλλογής τεμαχίων, την συγκέντρωση των παραγγελιών, τον διαχωρισμό και τη συσκευασία τους, και στο τέλος την έξοδο των αγαθών μέσω των αποστολών παραγγελιών όπως φαίνεται και στο Σχήμα 3.3. Σχήμα 3.3 Χώροι αποθήκης

40 Εικόνα 3.1 Κύριες διαδικασίες και ροές Αποθηκών Οι προαναφερθείσες ροές και διαδικασίες παρουσιάζονται στην Εικόνα 3.1 (Tompkins et al., 2003), όπου τα βέλη συμβολίζουν ροές προϊόντων και τα τετράγωνα συμβολίζουν δραστηριότητες της αποθήκης που κατέχουν ξεχωριστά κατανεμημένο μέρος. Αναλυτικότερα: Διαδικασίες Παραλαβής: Είναι η πρώτη διαδικασία η οποία συναντάται κατά την άφιξη μιας μονάδας προϊόντος στην αποθήκη. Τα προϊόντα καταφθάνουν με φορτηγά ή με μέσα εσωτερικής διακίνησης σε περίπτωση αποθήκευσης πλησίον μονάδας παραγωγής. Αρχικά, η διαδικασία της παραλαβής περιλαμβάνει την εκφόρτωση των προϊόντων από το μέσο μεταφοράς, μέσω των αποβάθρων, στην περιοχή παραλαβών (τα προϊόντα λαμβάνονται είτε από τους προμηθευτές ή από τους πελάτες ως επιστρεφόμενα), την ενημέρωση του επιπέδου αποθεμάτων, και τον έλεγχο για τυχόν ασυμφωνία σε θέματα ποιότητας ή ποσότητας. Σε μία τέτοια περίπτωση, τα προϊόντα ή επιστρέφονται ή μετακινούνται στο χώρο των μη συμμορφούμενων

41 Διαδικασίες Αποθήκευσης: Αυτού του είδους οι διαδικασίες περιλαμβάνουν την μεταφορά των προϊόντων από τους χώρους παραλαβής στους χώρους αποθήκευσης της αποθήκης. Αυτός ο τύπος διαδικασιών μπορεί να περιλαμβάνει επίσης την από παλετοποίηση και την αποθήκευση σε ελαφριά ράφια ως υπο μοναδιαίο φορτίο (για παράδειγμα χαρτοκιβώτια) ή τεμαχίων. Αυτό συμβαίνει διότι, οι αποθήκες τείνουν να διατηρούν απόθεμα του ίδιου προϊόντος σε περισσότερα από ένα σημεία της αποθήκης και σε περισσότερες από μία μονάδες φορτίου. Για παράδειγμα, στο μεγαλύτερο μέρος των αποθηκών τα προϊόντα αποθηκεύονται σε δύο σημεία: Τον χώρο συλλογής παραγγελιών («Fast Pick Area») και τον Κυρίο Χώρο Αποθήκευσης («Bulk Area»). Αυτό συμβαίνει, διότι στον πρώτο χώρο η αποθήκευση πραγματοποιείται με τρόπο ώστε να ελαχιστοποιείται ο χρόνος εκτέλεσης παραγγελιών, ενώ στον δεύτερο ο κύριος σκοπός είναι η μεγιστοποίηση της εκμετάλλευσης του διαθέσιμου χώρου ώστε να μεγιστοποιείται η συνολική αποθηκευτική ικανότητα της αποθήκης. Για να επιτευχθεί ο πρώτος στόχος οι κωδικοί αποθηκεύονται, συνήθως, σε μικρές ποσότητες και σε μικρότερες μονάδες φορτίου, ενώ για να επιτευχθεί ο δεύτερος αποθηκεύονται σε μεγάλες ποσότητες και παλέτες. Η τμηματοποίηση μπορεί να πραγματοποιηθεί ανάλογα με τις προδιαγραφές διατήρησης των προϊόντων, την κινητικότητα τους σε τεμάχια ή συνολικό όγκο, την μονάδα φορτίου ή ακόμα και τον προμηθευτή/πελάτη σε περίπτωση που πρόκειται για αποθήκη 3PL. Διαδικασίες Συλλογής Παραγγελιών: Η συλλογή των παραγγελιών είναι η κυριότερη διαδικασία στις περισσότερες επιχειρήσεις. Περιλαμβάνει την διαδικασία ομαδοποίηση και προγραμματισμού παραγγελιών, την ανάθεση αποθέματος μιας συγκεκριμένης θέσης σε γραμμές παραγγελίας, την έκδοση παραγγελιών, την συλλογή παραγγελιών από αποθηκευτικές θέσεις και την εναπόθεση των συλλεχθέντων προϊόντων στο χώρο διαχωρισμού και συσκευασίας. Οι παραγγελίες των πελατών αποτελούνται από γραμμές παραγγελίας, η καθεμία από τις οποίες περιλαμβάνει έναν κωδικό προϊόντος (SKU) σε μια ποσότητα. Οι γραμμές παραγγελίας χωρίζονται σε συλλογές παλέτας, χαρτοκιβωτίου ή και τεμαχίου. Η

42 μονάδα φορτίου που συλλέγεται εξαρτάται από τις πολιτικές αποθήκευσης για κάθε προϊόν και συνήθως συναντώνται περισσότερες από μία μονάδες φορτίου συλλογής σε μια αποθήκη. Περαιτέρω, η διαδικασία συλλογής παραγγελιών εξαρτάται και από άλλους παράγοντες και αποφάσεις, όπως το επίπεδο αυτοματισμών συλλογής της αποθήκης, η διαδικασίες ομαδοποίησης/διαχωρισμού παραγγελιών, η διαδικασία καθοδήγησης συλλογής («routing») καθώς και ο διαχωρισμός σε ζώνες συλλογής της αποθήκης («zoning»). Όλες αυτές οι επιμέρους διαδικασίες και η οργάνωση τους θα παρουσιαστούν αναλυτικότερα σε επόμενη παράγραφο. Διαδικασίες Αποστολής: Με την ολοκλήρωση της συλλογής, οι παραγγελίες συσκευάζονται, τοποθετούνται στο κατάλληλο μοναδιαίο φορτίο (για παράδειγμα σε μία παλέτα) και αποστέλλονται στον πελάτη. Όλα αυτά υλοποιούνται στην περιοχή συσκευασίας και αποστολών. Η περίπτωση του cross docking εκτελείται όταν τα προϊόντα μετακινούνται απευθείας στην περιοχή συλλογής/αποβάθρες αποστολών. 3.4 ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΚΑΙ ΔΟΜΕΣ ΤΗΣ ΑΠΟΘΗΚΗΣ Σε αυτό το τμήμα παρουσιάζονται τα διάφορα οργανωτικά ζητήματα που προκύπτουν κατά τον σχεδιασμό και την λειτουργία των αποθηκών. Αυτά διαφοροποιούνται ανάλογα με την διαδικασία της αποθήκης στην οποία επαφίονται. Όλες οι αποφάσεις που αφορούν τα παρακάτω οργανωτικά ζητήματα, οργανώνονται σε σετ και διαμορφώνουν το μεθοδολογικό πλαίσιο Συνολικό Σχεδιασμού και Διαχείρισης Αποθήκης Τμηματοποίηση της αποθήκης και ροή προϊόντων Στην οργάνωση των αποθηκών, ένα από τα πιο σημαντικά θέματα που προκύπτουν είναι η Ροή Διαδικασιών της Αποθήκης. Αυτό το πρόβλημα περιλαμβάνει την Τμηματοποίηση της αποθήκης, δηλαδή τον καθορισμό των διαφορετικών τμημάτων

43 αποθήκευσης, την τεχνολογία που θα χρησιμοποιεί το κάθε τμήμα για την λειτουργία του καθώς και την ροή προϊόντων ανάμεσα στα διάφορα τμήματα. Σε αυτό το σημείο, κύρια κριτήρια για τον σχεδιασμό είναι τα προϊοντικά χαρακτηριστικά, οι απαιτήσεις σε επίπεδο εξυπηρέτησης καθώς και τα χαρακτηριστικά των παραγγελιών. Το κύριο ζήτημα που προκύπτει κατά την Τμηματοποίηση είναι το Πρόβλημα Χώρου Συλλογής Χώρου Αποθήκευσης («Forward Reserve Area Problem»). Αποτελεί ένα ενδελεχώς μελετημένο θέμα στην βιβλιογραφία (Gu et al., 2007). Είναι κοινή πρακτική στις αποθήκες να δημιουργούνται δύο χώροι, ο πρώτος που ονομάζεται Χώρος Συλλογής, και ο δεύτερος που ονομάζεται Χώρος Αποθήκευσης. Σκοπός του πρώτου είναι η χωροθέτηση των κωδικών με τρόπο ώστε να μεγιστοποιείται η αποδοτικότητα της Συλλογής, ενώ του είναι η βέλτιστη αξιοποίηση του χώρου ως πόρο, με σκοπό την μεγιστοποίηση της αποθηκευτικής ικανότητας της αποθήκης. Αυτό το ζήτημα, δημιουργεί και άλλα οργανωτικά θέματα, όπως το ποιοι κωδικοί θα αποθηκευτούν στον Χώρο Συλλογής και σε τι ποσότητες καθώς και με ποιες διαδικασίες θα οργανωθεί ο ανεφοδιασμός του Χώρου Συλλογής. Το κριτήριο που χρησιμοποιείται είναι ο συμβιβασμός ανάμεσα στον συνολικό απαιτούμενο χρόνο ανεφοδιασμού και τον συνολικό απαιτούμενο χρόνο συλλογής Διαστασιολόγηση της αποθήκης και των επιμέρους τμημάτων της Οι διαστάσεις της Αποθήκης προκύπτουν από την ζητούμενη αποθηκευτική ικανότητα κατά τον σχεδιασμό της, όπως και από την απαιτούμενη αποδοτικότητα σε εκτέλεση παραγγελιών. Όσον αφορά τον Χώρο Αποθήκευσης, λοιπόν, η ζητούμενη αποθηκευτική ικανότητα μπορεί να προκύψει με δύο τρόπους. Αρχικά, αν η Διοίκηση της αποθήκης μπορεί να καθορίσει τα επίπεδα αποθεμάτων που διατηρούνται, τότε η αποθηκευτική ικανότητα καθορίζεται από τις προβλέψεις σχετικά με τον αριθμό κωδικών που θα πρέπει να διατηρηθούν. Αν, όμως, τα επίπεδα διατηρούμενου αποθέματος είναι εξωτερικά διαμορφωμένα, τότε η ζητούμενη αποθηκευτική ικανότητα πρέπει να εκτιμηθεί στοχαστικά. Συνεπώς, αυτό το ζήτημα έχει άμεση σχέση με τις πολιτικές αποθεμάτων της Εφοδιαστικής

44 Αλυσίδας. Καθώς αναφέρονται θέματα που αφορούν μακροπρόθεσμες αποφάσεις, είναι προφανής η ανάγκη για σχεδιασμό με γνώμονα την ευελιξία σε αποθηκευτικό χώρο, συστήματα και διαδικασίες. Επίσης, σημαντικό ρόλο στις διαστάσεις των αποθηκών παίζει και η εποχικότητα καθώς μεταβάλει την απαιτούμενη αποθηκευτική ικανότητα. Όσον αφορά τον Χώρο Συλλογής, η διαστασιολόγηση επηρεάζει τον μέσο χρόνο συλλογής καθώς και τον αριθμό κωδικών που μπορούν να αποθηκευτούν για γρήγορη συλλογή στον χώρο αυτό. Έτσι, οι διαστάσεις παίζουν καθοριστικό ρόλο στην επίτευξη του επιπέδου εξυπηρέτησης της αποθήκης. Παράγοντες που επηρεάζουν τις αποφάσεις διαστασιολόγησής του είναι οι πολιτικές ανάπτυξης και επιπέδου εξυπηρέτησης της Εφοδιαστικής Αλυσίδας, η εποχικότητα των κωδικών, καθώς και τα κόστη λειτουργίας και επένδυσης. Όσον αφορά την εποχικότητα, αυτή καθορίζει το απαιτούμενο επίπεδο εξυπηρέτησης της αποθήκης. Όπως φαίνεται παρακάτω στις εικόνες 3.2 και 3.3 (Frazelle et al., 2002), όσο μεγαλύτερη είναι η διακύμανση μέσα στον χρόνο, τόσο μεγαλύτερη είναι και η απαιτούμενη ευελιξία της αποθήκης. Σε περιόδους αυξημένης ζήτησης θα πρέπει να χρησιμοποιούνται παραπάνω πόροι, ενώ τα συστήματα συλλογής και αποθήκευσης θα πρέπει να παρέχουν εύρος επιλογών στην αποθήκη. Εικόνα 3.2 : Διάγραμμα Ζήτησης με μικρό Συντελεστή Εποχικότητας σε σχέση με τη Μέση Τιμή

45 Εικόνα 3.3 : Διάγραμμα Ζήτησης με μεγάλο Συντελεστή Εποχικότητας σε σχέση με τη Μέση Τιμή Συνεπώς, παρατηρούμε ότι οι δύο λειτουργίες της αποθήκης παρουσιάζουν αντικρουόμενους στόχους. Ενώ προσπαθούμε να αυξήσουμε την αποθηκευτική ικανότητα, επιζητούμε και την ελαχιστοποίηση του χώρου για την αποδοτικότητα της αποθήκης. Ως αποτέλεσμα, η διαστασιολόγηση των τμημάτων και του συνόλου της αποθήκης προκύπτει ως αποτέλεσμα συμβιβασμών Αναλυτική διαμόρφωση των τμημάτων της αποθήκης και καθορισμός των συστημάτων αποθήκευσης Οι αποφάσεις σχετικά με την πλήρη διαμόρφωση και τον τρόπο λειτουργίας των Συστημάτων Αποθήκευσης αποτελούν μια αρκετά περίπλοκη, γενικά, διαδικασία η οποία περιλαμβάνει την βέλτιστη χρήση πόρων όπως ο χώρος, η εργασία και το κόστος εξοπλισμού. Η αναλυτική διαμόρφωση των τμημάτων της αποθήκης περιλαμβάνει την τοποθέτηση των σταθμών παραλαβής/αποστολής, την διαμόρφωση των διαδρόμων στα διάφορα τμήματα καθώς και την διαμόρφωση των διαστάσεων των αποθηκευτικών συστημάτων (Tompkins et al., 2010). Η χρηστικότητα των θέσεων αποθήκευσης, γενικά, εξαρτάται από την σχετική τους θέση με τους σταθμούς παραλαβής/αποστολής. Αυτό ισχύει γιατί από την σχετική αυτή θέση καθορίζεται και η απαιτούμενη απόσταση για την αποθήκευση μιας μονάδας προϊόντος μετά από παραλαβή, καθώς και αυτή που διανύεται για να συλλεχθεί μια μονάδα προϊόντος μιας

46 Εικόνα 3.4 Ροή Αποθήκης Τύπου U παραγγελίας προς εκτέλεση. Γενικά, στόχος της οργάνωσης και του σχεδιασμού των αποθηκών είναι η ελαχιστοποίηση του συνόλου αυτών των αποστάσεων (Bartholdi et al., 2014). Γενικά, υπάρχουν δύο είδη διατάξεων σχετικά με την τοποθέτηση των σταθμών παραλαβών και αποστολών σε μία αποθήκη. Αυτά παρουσιάζονται στις εικόνες 3.4 και 3.5 (Φωλίνας, 2014). Στο πρώτο σχήμα, η παραλαβή προϊόντων και η εκτέλεση / αποστολή παραγγελιών βρίσκονται στην ίδια πλευρά της αποθήκης (ροή «U»), ενώ στο δεύτερο σχήμα η παραλαβή και η εκτέλεση / αποστολή παραγγελιών βρίσκονται σε διαφορετικά άκρα της

47 αποθήκης (διαμπερής ροή). Η διαμπερής ροή, όπως φαίνεται, έχει περισσότερες θέσεις αποθήκευσης κοντά στον κεντρικό διάδρομο, και άρα ευνοϊκές ως προς την ταχύτητα διαχείρισης. Παρόλα αυτά, αυτές οι θέσεις φαίνεται ότι είναι παρά μόνο ελάχιστα ευνοϊκότερες από τις υπόλοιπες. Στην άλλη δομή, υπάρχουν πολύ λιγότερες ευνοϊκές θέσεις, αλλά αυτές παρουσιάζουν σαφές πλεονέκτημα έναντι των υπολοίπων. Έτσι, η διαμπερής δομή χρησιμοποιείται όταν η διαφορά ζήτησης μεταξύ των διάφορων κωδικών είναι στατιστικά μικρή ενώ δομή τύπου U όταν υπάρχει μεγάλη διαφορά ανάμεσα στις ζητήσεις των διαφόρων κωδικών προς τακτοποίηση. Εικόνα 3.5 Διαμπερής Ροή Αποθήκης

48 Όσον αφορά τις λειτουργίες παραλαβής και αποστολής, η διαμπερής ροή επιτρέπει την ανεξάρτητη λειτουργία τους, ενώ σε άλλη περίπτωση ο συνδυασμός ταυτόχρονής ροής παραλαβών και αποστολών αποτελεί μια πιο περίπλοκη υπόθεση. Βέβαια, αυτό αντισταθμίζεται από τον υψηλότερο συντελεστή χρησιμοποίησης των σταθμών φορτοεκφόρτωσης στη δομή τύπου U καθώς οι σταθμοί συνεισφέρουν και στις δύο διαδικασίες. Έτσι, αυτό η παράμετρος επαφίεται στην διαχείριση της αποθήκης και στο κατά πόσο είναι δυνατός ο προγραμματισμός των διαδικασιών ώστε να χρησιμοποιηθούν τα χαρακτηριστικά της κάθε δομής προς όφελος της αποθήκης. Ένα άλλο θέμα Αναλυτικής Διαμόρφωσης Αποθήκης είναι και το πλάτος διαδρόμων. Αυτό αφενός εξαρτάται από τα επιλεχθέντα συστήματα ενδοδιακίνησης, αφετέρου αποτελεί σχεδιαστική παράμετρο. Ο συμβιβασμός που ο σχεδιαστής καλείται να πραγματοποιήσει, είναι ανάμεσα στην βέλτιστη εκμετάλλευση χώρου που επιβάλλει στενούς διαδρόμους και στην βελτιστοποίηση του χρόνου διαχείρισης ανά κωδικό που επιβάλλει επαρκή χώρο για ελευθερία κινήσεων μέσα στο διάδρομο. Βέβαια, υπάρχουν συστήματα που επιτρέπουν ελευθερία κίνησης σε στενούς διαδρόμους, αλλά προφανώς το αντάλλαγμα για αυτό είναι πολυπλοκότητα συστημάτων διαχείρισης και κυρίως μεγαλύτερο κόστος επένδυσης σε διαχειριστικό εξοπλισμό. Ένα ακόμη οργανωτικό χαρακτηριστικό των αποθηκών είναι το βάθος της κάθε παλετοθέσης. Το πρόβλημα αυτό περιλαμβάνει έναν συμβιβασμό ανάμεσα στο ποσοστό χρήσης του χώρου και της ευκολίας συλλογής των γραμμών παραγγελίας, όπως και των απωλειών που προκύπτουν από την απώλεια διαθέσιμου χώρου όταν κομμάτι της αποθηκευτικής θέσης δεν χρησιμοποιείται όταν αυτή δεν είναι πλήρης. Στη διεθνή βιβλιογραφία αυτό το φαινόμενο ονομάζεται «honeycombing». Το μέγεθος του φαινομένου αυτού σε κάθε αποθήκη εξαρτάται από το βάθος παλετοθέσης καθώς και από την μέση ποσότητα εξαγωγής για μια τυχαία γραμμή παραγγελίας

49 3.5 ΟΡΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΕΤΑΙΡΕΙΩΝ 3PL LOGISTICS Η έννοια Third Party Logistics αναφέρεται στη διαδικασία που μια εταιρία μεσολαβεί στη διακίνηση ενός προϊόντος από τον προμηθευτή μέχρι τον τελικό παραλήπτη, ή ακόμη και των επιμέρους μεσαζόντων. Η μεσολάβηση αυτή περιέχει συνήθως δύο βασικά στάδια: 1. τη μεταφορά και 2. την αποθήκευση-συντήρηση των προϊόντων. Η λογική στην οποία βασίζεται το third party logistics είναι στη δυνατότητα κάποιου φορέα να ικανοποιήσει μαζικά τις ανάγκες πολλών εταιριών σε μεταφορά και αποθήκευση, με αποτέλεσμα να προσφέρει υπηρεσίες σε χαμηλότερο κόστος από αυτό που θα μπορούσε να έχει κάθε εταιρία μεμονωμένα χάρη στις οικονομίες κλίμακας. Κύριος στόχος των υπηρεσιών αυτών είναι τα προϊόντα των πελατών τους να καταλήξουν στον τελικό χρήστη στον μικρότερο δυνατό χρόνο και το χαμηλότερο δυνατό κόστος, προσφέροντας εξαιρετικής ποιότητας εξυπηρέτηση και απόλυτη εξειδίκευση ανάλογα με το τι απαιτήσεις και ανάγκες έχουν τα αγαθά που μεταφέρουν. Οι third party logistics προμηθευτές ως επί το πλείστων ειδικεύονται στον τομέα της ολοκληρωμένης παροχής υπηρεσιών λειτουργίας, αποθήκευσης και μεταφοράς. Έχουν την δυνατότητα να κλιμακωθούν και να προσαρμοστούν στις ανάγκες του κάθε πελάτη, βασιζόμενοι στις εκάστοτε συνθήκες που επικρατούν στην αγορά, στις απαιτήσεις και στις υπηρεσίες παράδοσης που χρειάζονται τα προϊόντα και τα υλικά τους. Μια γενική θεώρηση της έννοιας αυτής, σύμφωνα με το γλωσσάριο του Council of Supply Chain Management Professionals είναι ότι αποτελούν μια επιχείρηση, η οποία παρέχει πολλαπλές υπηρεσίες logistics προς χρήση για τους πελάτες της. Κατά προτίμηση, οι υπηρεσίες αυτές είναι ενοποιημένες και διαρθρωμένες μεταξύ τους από τον προμηθευτή. Μεταξύ των υπηρεσιών που προσφέρουν οι 3PLs εταιρείες περιλαμβάνονται η μετακίνηση, η αποθήκευση, το cross docking, η διαχείριση των αποθεμάτων, η συσκευασία και η αποστολή των εμπορευμάτων στους τελικούς αποδέκτες. Ουσιαστικά θα λέγαμε με τέτοιου είδους επιχειρήσεις έχουμε τη δυνατότητα να χρησιμοποιούμε πόρους συνεργατών, όπως ανθρώπινους, υλικούς, τεχνολογικούς κλπ. αποσκοπώντας στην συνεχή βελτίωση της λειτουργίας του κυκλώματος logistics της εταιρίας μας. Με την σύναψη μιας τέτοιας,

50 μακροχρόνιας συνήθως, συμφωνίας μπορούμε να μειώσουμε το κόστος της εφοδιαστικής, λόγω της μη χρησιμοποίησης ιδίων κεφαλαίων, ενώ παράλληλα αποκτούμε έναν εξειδικευμένο και απόλυτα προσαρμοσμένο στις ανάγκες μας έμπειρο συνεργάτη. Επιπρόσθετα, τέτοιου είδους συνεργασίες πραγματοποιούνται συνήθως είτε όταν μια επιχείρηση προμηθεύει προϊόντα σε αγορές που βρίσκονται μακρύτερα από την βάση των αποθηκών της (μείωση μεταφορικών εξόδων), είτε όταν επιθυμεί να επεκταθεί σε νέες αγορές κυρίως του εξωτερικού. Στην τελευταία περίπτωση οι 3PLs εταιρίες είναι καλύτεροι γνώστες των νέων αυτών αγορών, με αποτέλεσμα να συμβάλλουν καίρια και καθοριστικά στην εγκαθίδρυση, αποδοχή και ανάπτυξη της εταιρίας. 3.6 ΤΥΠΟΙ 3PLs Αυτού του είδους οι επιχειρήσεις κατηγοριοποιούνται, κυρίως και συνήθως, ως εξής: Ναυλομεσίτες ή αποστολείς φορτίου Εταιρίες κούριερ ή «αγγελιαφόρων» Άλλοι οικονομικοί οργανισμοί που προσφέρουν ολοκλήρωση και υπεργολαβία στα logistics και στις υπηρεσίες μεταφοράς. Οι Hertz and Alfredsson (2003) περιγράφουν τέσσερις βασικές κατηγορίες για τις 3PLs εταιρίες που έχουν ως εξής: Ο «Σταθερός» ή «Τυποποιημένος» προμηθευτής 3PL: Αυτή η κατηγορία συνιστά την βασική μορφή των third party logistics. Εκτελούν δραστηριότητες όπως η συλλογή και η συσκευασία, η αποθήκευση και η διανομή των εμπορευμάτων σε επιχειρήσεις, δηλαδή τις βασικότερες λειτουργίες της εφοδιαστικής. Για την πλειοψηφία των επιχειρήσεων αυτών η 3PL λειτουργία δεν αποτελεί την κύρια δράση τους. Ο «Υπεύθυνος για την Ανάπτυξη Υπηρεσιών» προμηθευτής 3PL: Αυτό το είδος 3PL προμηθευτή έχει την δυνατότητα είτε να προσφέρει στους πελάτες του προηγμένες υπηρεσίες προστιθέμενης αξίας, όπως η παρακολούθηση και ο εντοπισμός (tracking and tracing), το cross - docking, και ειδικευμένους τρόπους συσκευασίας, είτε να παρέχει ένα πρωτότυπο και μοναδικό σύστημα ασφαλείας. Τα

51 γερά IT θεμέλια, η εστίαση σε οικονομικές κλίμακες και το πεδίο εφαρμογής του επιτρέπουν σε αυτού του είδους προμηθευτή 3PL την εκτέλεση αυτών των καθηκόντων αποτελεσματικά και με ακρίβεια. Ο «Εναρμονιστής» προμηθευτής 3PL: Η μορφή αυτή περιλαμβάνει τους προμηθευτές 3PLs που μπορούν και εναρμονίζονται, δηλαδή προσαρμόζονται στις ανάγκες και τις επιθυμίες των πελατών τους. Αναλαμβάνει, μετά από απαίτηση του πελάτη, στην ουσία τον πλήρη έλεγχο και την διαχείριση των logistics της επιχείρησης. Η 3PL εταιρία βελτιώνει εντυπωσιακά την εφοδιαστική αλυσίδα, αλλά σε καμία περίπτωση δεν αναπτύσσει μια νέα υπηρεσία. Η πελατειακή βάση για αυτές τις 3PL επιχειρήσεις είναι κατά κανόνα αρκετά μικρή. Ο «Υπεύθυνος για την Ανάπτυξη Πελατών» προμηθευτής 3PL: Αυτό είναι το υψηλότερο δυνατό επίπεδο που ένας προμηθευτής 3PL μπορεί να επιτύχει σε σχέση με τις διαδικασίες και τις δραστηριότητες του. Το γεγονός αυτό εμφανίζεται όταν ο 3PL φορέας ενσωματώνεται με τις δραστηριότητες του πελάτη του και αναλαμβάνει εξολοκλήρου την λειτουργία της εφοδιαστικής του. Οι τελευταίοι προμηθευτές 3PL έχουν λίγους πελάτες μεν αλλά εκτελούν μεγάλο αριθμό καθηκόντων, ακόμη και άκρως λεπτομερή γι αυτούς. 3.7 ΠΡΟΜΗΘΕΥΤΕΣ ΧΩΡΙΣ ΙΔΙΟΚΤΗΤΟ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟ Οι ραγδαίες εξελίξεις στην τεχνολογία, οι σχετικές αυξήσεις στη διαφάνεια των αλυσίδων εφοδιασμού και οι διεταιρικές επικοινωνίες έχουν δώσει ώθηση σε ένα σχετικά νέο μοντέλο για δραστηριότητες logistics από τρίτους: τους προμηθευτές που δεν φέρουν τον δικό τους εξοπλισμό. Οι τελευταίοι εκτελούν λειτουργίες όπως για παράδειγμα η διαβούλευση συμβουλευτική σχετικά με τη συσκευασία και τη μεταφορά, το αναφερόμενο φορτίο. Ακόμη στις δραστηριότητές τους είναι η οικονομική διευθέτηση, ο έλεγχος, η παρακολούθηση, η εξυπηρέτηση των πελατών και η επίλυση επειγόντων ζητημάτων. Ωστόσο, δεν διαθέτουν εξοπλισμό ούτε απασχολούν προσωπικό (οδηγούς, αποθηκάριους, εργάτες), ούτε έχουν στην κατοχή τους κανένα δικό τους φυσικό φορτίο διανομής, ούτε φορτηγά, ούτε

52 ρυμουλκούμενα αποθήκευσης, ούτε παλέτες, ούτε χώρους αποθήκευσης. Ένας προμηθευτής που δεν βασίζει την δουλειά του στην κατοχή δικού του εξοπλισμού περιστοιχίζεται από μια ομάδα ειδικών χώρου περιοχών με τεχνογνωσία και συσσωρευμένη εξειδίκευση στη βιομηχανία φορτίου. Έχουν ένα ρόλο παρόμοιο με αυτόν των πρακτόρων μεταφορών ή των μεσιτών φορτίου, αλλά διατηρούν σε μεγάλο βαθμό μια ενεργή συμμετοχή στη μεταφορά των εμπορευμάτων. Για να είναι χρήσιμη μια εταιρία πρέπει να παραθέτει στους πελάτες της ένα κέρδος σε οικονομικό και επιχειρησιακό επίπεδο, με την επίδειξη εξαιρετικής εμπειρίας και την ικανότητα της στους τομείς της λειτουργίας, της διαπραγμάτευσης και της εξυπηρέτησης των πελατών, με τέτοιο τρόπο ώστε να συμπληρώνει τον προϋπάρχον εξοπλισμό των πελατών της. 3.8 ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΚΑΤ' ΑΠΑΙΤΗΣΗ Οι μεταφορές κατ απαίτηση ή μεταφορά κατόπιν παραγγελίας είναι ένας σχετικά νέος όρος που επινόησαν οι 3PLs εταιρίες με σκοπό να περιγράψουν αποτελεσματικά την μεσιτεία τους, το «ad-hoc» τους και τις «flyer» υπηρεσίες που προσφέρουν. Η μεταφορά κατ απαίτηση για την εξασφάλιση της άμεσης επιτυχίας καθιστά υποχρεωτική την ικανότητα των 3PL επιχειρήσεων να προσφέρουν στον πελάτη τους συγκεκριμένες και εποικοδομητικές λύσεις όσον αφορά τις ανάγκες της εφοδιαστικής τους αλυσίδας. Αυτές οι παραδόσεις - αποστολές συνήθως δεν κινούνται γύρω από το σενάριο η «χαμηλότερη τιμή κερδίζει» και μπορούν να είναι πολύ κερδοφόρες για τον 3PL οργανισμό που κερδίζει μέσω της συναλλαγής του. Το κόστος αναφέρεται σε πελάτες για κατ απαίτηση υπηρεσίες που βασίζονται σε καθορισμένες περιστάσεις και στη διαθεσιμότητα και μπορεί να διαφέρουν κατά πολύ από τις συνήθεις δημοσιευμένες τιμές. Οι κατ απαίτηση μεταφορές είναι μια θέση ή ένας ρόλος των επιχειρήσεων αυτών που εξακολουθεί να αναπτύσσεται και να εξελίσσεται στο πλαίσιο της 3PL βιομηχανίας. Ειδικά μέσα μεταφοράς, τα οποία μπορούν να αποτελέσουν αντικείμενο για το μοντέλο κατ απαίτηση μεταφορές, περιλαμβάνουν (αλλά δεν περιορίζονται μόνο σε αυτά) τα ακόλουθα:

53 ΠΦΦ που σημαίνει Πλήρες Φορτίο Φορτηγού (από την αγγλική ορολογία FTL = Full Truck Load) Hotshot (άμεση και αποκλειστική εταιρία courier) Επόμενη Εξωτερική Πτήση (Next Flight Out or Best Flight Out). Μερικές φορές αναφέρεται επίσης ως Καλύτερη Εξωτερική Πτήση (εμπορική ναυτιλία αεροπορικής εταιρείας ή εμπορική αερογραμμή που αποστέλλει) Διεθνής Ταχεία (International Expedited)

54 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 4. ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΔΙΚΤΥΟΥ ΔΙΑΝΟΜΗΣ ΜΕΣΑ ΣΤΗΝ ΕΦΟΔΙΑΣΤΙΚΗ ΑΛΥΣΙΔΑ 4.1 ΡΟΛΟΣ ΤΟΥ ΔΙΚΤΥΟΥ ΔΙΑΝΟΜΗΣ ΣΤΗΝ ΕΦΟΔΙΑΣΤΙΚΗ ΑΛΥΣΙΔΑ Ως δίκτυο διανομής μπορούμε να ορίσουμε το σύνολο των μέσων που διαθέτει μία επιχείρηση για να διοχετεύσει τα προϊόντα της στα σημεία πώλησης και κατά συνέπεια στους τελικούς καταναλωτές. Το δίκτυο διανομής είναι τμήμα της εφοδιαστικής αλυσίδας και συνεπώς η διαχείρισή του εμπίπτει στις αρμοδιότητες του τμήματος logistics. Για τις περισσότερες επιχειρήσεις αυτό σημαίνει προβλέψεις της ζήτησης, διαχείριση των αποθηκών και των αποθεμάτων ετοίμων προϊόντων, συσκευασία, μεταφορές, μετάδοση δεδομένων, υπηρεσίες διασφάλισης αγαθών και υπηρεσιών και φυσικά εξυπηρέτηση του πελάτη. Συνεπώς, ενώ η διαχείριση της εφοδιαστικής αλυσίδας προς την πλευρά των προμηθευτών έχει ως κύριο έργο να θέτει τις απαιτούμενες προδιαγραφές για τους προμηθευτές, το έργο της διαχείρισης προς την πλευρά των πελατών έχει ως βασικό στόχο την καλύτερη δυνατή εκπλήρωση των επιθυμιών τους (Γ. Τσιότρας 1998). Σε αυτό το στάδιο λοιπόν της εφοδιαστικής αλυσίδας, οι εταιρείες καλούνται να λάβουν αποφάσεις σχετικά με το στρατηγική λειτουργίας του δικτύου, τις μεταφορικές υπηρεσίες και τα μεταφορικά μέσα που θα χρησιμοποιηθούν, καθώς και με το πληροφοριακό σύστημα καταγραφής και παρακολούθησης της ροής των προϊόντων και μέτρησης της αποδοτικότητας των χρησιμοποιούμενων μέσων. 4.2 ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΕΣ ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΕΣ ΔΙΑΝΟΜΗΣ Από τη στιγμή που το προϊόν φύγει από τον κατασκευαστή και μέχρι να φτάσει στα χέρια του τελικού καταναλωτή μεσολαβούν πολλά ακόμη ενδιάμεσα στάδια μετακίνησης

55 και επεξεργασίας. Μεγάλο μέρος πραγματοποιείται στα πλαίσια αποθήκευσής τους αυξάνοντας έτσι κατά πολύ το κόστος Logistics. Τα βασικότερα από αυτά τα στάδια είναι η ποσοτική και ποιοτική παραλαβή, η ανασυσκευασία/αναπαλετοποίηση, η τροφοδοσία, η συλλογή και η συσκευασία. Η σχεδίαση ενός δικτύου μεταφορών επηρεάζει την απόδοση της εφοδιαστικής αλυσίδας, επειδή οι αποφάσεις για τη λειτουργία των μεταφορικών υπηρεσιών και τον προγραμματισμό των δρομολογίων επηρεάζονται άμεσα από τις εγκαταστάσεις και τις υποδομές. Ένα σωστά σχεδιασμένο δίκτυο μεταφορών επιτρέπει στην εφοδιαστική αλυσίδα να πετύχει τον επιθυμητό βαθμό ανταποκρισιμότητας με σχετικά χαμηλό κόστος. Στη συνέχεια αναλύονται οι βασικές εναλλακτικές στρατηγικές μεταφορών καθώς και τα δυνατά και τα αδύνατα σημεία κάθε στρατηγικής Συστήματα διανομής Push Το σύστημα διανομής push αποτελεί τον πλέον παραδοσιακό τρόπο διανομής προϊόντων και βασίζεται εξ ολοκλήρου στις προβλέψεις ζήτησης. Τα προϊόντα που διατίθενται με αυτόν τον τρόπο, προωθούνται στην τοποθεσία τελικής διάθεσής τους χωρίς να έχει υπάρξει παραγγελία (Σχήμα 4.1), έχουν εποχική ζήτηση και οι προβλέψεις ζήτησης εμφανίζουν χαμηλό ρίσκο. Ένα πλεονέκτημα του συστήματος push είναι ότι η εταιρεία είναι αρκετά σίγουρη ότι θα έχει αρκετό προϊόν στη διάθεσή της για να ολοκληρώσει τις παραγγελίες των πελατών, αποτρέποντας την αδυναμία να ικανοποιήσει τη ζήτηση των πελατών για το προϊόν. Το σύστημα αυτό δεν συνιστάται σε περιπτώσεις που υπάρχει μεταβαλλόμενη ζήτηση. Επίσης δεν μπορεί να υποστηριχθεί από ηλεκτρονική ανταλλαγή δεδομένων. Άλλα μειονεκτήματά του είναι τα μεγάλα κόστη τήρησης αποθέματος και τα κόστη logistics Συστήματα διανομής Pull Αυτό αποτελεί ένα πιο σύγχρονο σύστημα διανομής αφού βασίζεται μόνο στην πραγματική ζήτηση και τα προϊόντα προωθούνται με αντιστοιχία ένα προς ένα με τον αριθμό

56 των παραγγελιών, όπως φαίνεται και στο Σχήμα 4.1. Χρησιμοποιείται όταν η αγορά παρουσιάζει μεγάλες μεταβολές της ζήτησης. Υποστηρίζεται από ηλεκτρονικό εμπόριο και η αποτελεσματικότητα του εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ταχύτητα της ροής πληροφοριών, άρα και την υποστήριξη από πληροφοριακά συστήματα που επιτρέπουν την ηλεκτρονική ανταλλαγή δεδομένων. Μειονέκτημα του συστήματος είναι το υψηλό κόστος που προκύπτει από την τήρηση μεγάλου αποθέματος και το κόστος αυτό μετατοπίζεται και προσαυξάνεται σε κάθε κρίκο της εφοδιαστικής αλυσίδας Συστήματα διανομής Push Pull Το σύστημα αυτό αποτελεί μείγμα των δύο προηγουμένων. Η μέθοδος push χρησιμοποιείται στα αρχικά στάδια διανομής και η μέθοδος pull στα μεταγενέστερα στάδια. Απαιτείται ακρίβεια προβλέψεων ζήτησης, δυνατή παραγωγική μονάδα, συντονισμό της εφοδιαστικής αλυσίδας και πολύ καλές συνεργασίες με τους προμηθευτές. Σχήμα 4.1 Σχηματική αναπαράσταση των συστημάτων Push Pull

57 4.2.4 Συστήματα διανομής απευθείας αποστολής - Direct Shipping Σε ένα δίκτυο μεταφορών με απευθείας αποστολή των εμπορευμάτων, η εφοδιαστική αλυσίδα είναι δομημένη κατά τέτοιο τρόπο, έτσι ώστε όλες οι αποστολές από τους προμηθευτές να μεταφέρονται κατευθείαν στα καταστήματα λιανικής, όπως φαίνεται και στο Σχήμα 4.2. Ο κατασκευαστής έχει τη δυνατότητα να παραδώσει τα τελικά προϊόντα απευθείας στο κατάστημα πώλησης. Η χρήση του συστήματος αυτού είναι κυρίως για προϊόντα ευρείας κατανάλωσης, με μικρή διάρκεια λήξης, ή για ογκώδη προϊόντα. Με το συγκεκριμένο δίκτυο, η πορεία του κάθε εμπορεύματος είναι καθορισμένη και ο υπεύθυνος για τη διαχείριση της εφοδιαστικής αλυσίδας χρειάζεται να αποφασίσει μόνο για την ποσότητα που θα μεταφερθεί και το μέσο μεταφοράς που θα επιλεχθεί. Η απόφαση που λαμβάνεται για κάθε εμπόρευμα αποστολής δεν επηρεάζει τα υπόλοιπα εμπορεύματα, περιλαμβάνει όμως ένα αντιστάθμισμα μεταξύ του μεταφορικού κόστους και του κόστους αποθεμάτων. Η επιλογή του συγκεκριμένου δικτύου είναι δικαιολογημένη όταν τα μαγαζιά λιανικής είναι αρκετά μεγάλα. Ωστόσο, στην περίπτωση των μικρών λιανικών μαγαζιών, το συγκεκριμένο δίκτυο τείνει να έχει υψηλά κόστη. Αν για τη μεταφορά χρησιμοποιηθούν «φορτηγά με πλήρες φορτίο», το υψηλό σταθερό κόστος τους επιβάλει στους προμηθευτές τη μεταφορά μεγάλων παρτίδων στους λιανοπωλητές, με αποτέλεσμα η εφοδιαστική αλυσίδα να έχει υψηλά επίπεδα αποθεμάτων. Αν χρησιμοποιηθούν «φορτηγά με μη πλήρες φορτίο» θα έχουμε μεγαλύτερο κόστος μεταφοράς και χρόνο παράδοσης, αν και σε αυτή την περίπτωση το ύψος των αποθεμάτων θα είναι μικρότερο. Συνήθως αποφεύγονται οι μεταφορές με μεταφορείς μικροδεμάτων λόγω του αυξημένου κόστος τους, εκτός αν η φύση του προϊόντος και η συχνότητα αποστολών είναι τέτοιες που τις επιτρέπει. Το κύριο πλεονέκτημα του δικτύου με απευθείας αποστολές είναι η εξάλειψη των ενδιάμεσων αποθηκών και η ευκολία λειτουργίας και συντονισμού του. Άλλα πλεονεκτήματα αυτού του συστήματος είναι η διατήρηση μικρού σχετικά αποθέματος, ταχύτερη τελική κατάληξη του προϊόντος, μικρότερο ρίσκο για ζημιά στα προϊόντα, καλύτερη εξυπηρέτηση του τελικού πελάτη, λιγότερα λάθη στις αποστολές. Ο χρόνος

58 Σχήμα 4.2 Σύστημα διανομής με απευθείας αποστολή μεταφοράς των εμπορευμάτων στα καταστήματα λιανικής είναι μικρός εξαιτίας της αποφυγής των ενδιάμεσων στάσεων. Τα μειονεκτήματά του είναι η αύξηση των εξόδων μεταφοράς, η μη τήρηση αποθέματος ασφαλείας και η απασχόληση του προσωπικού των καταστημάτων πώλησης με επιπλέον εργατοώρες εφόσον οι παραλαβές που πρέπει να διαχειριστούν από τον κάθε προμηθευτή είναι πολλές, οι οποίες αυξάνουν το κόστος λειτουργίας των καταστημάτων Συστήματα διανομής Πολλαπλοί Προμηθευτές Πολλαπλοί Παραλήπτες - Milk Runs Οι αποστολές με πολλαπλούς προμηθευτές ή πολλαπλούς παραλήπτες είναι μια τεχνική που μπορεί να εφαρμοστεί σε τρεις κύριες στρατηγικές μεταφορών όπως είναι οι Απευθείας Αποστολές, η διανομή μέσω Κεντρικής Αποθήκης και η Διαμεταφορά

59 Σχήμα 4.3 Σύστημα διανομής Milk Runs Σε αυτήν την περίπτωση, ένας προμηθευτής παραδίδει απευθείας σε πολλαπλά μαγαζιά λιανικής μέσω ενός φορτηγού ή ένα φορτηγό παραλαμβάνει τα εμπορεύματα από πολλούς προμηθευτές που προορίζονται για τον ίδιο λιανοπωλητή (Σχήμα 4.3). Όταν χρησιμοποιείται αυτή η επιλογή δικτύου, ο διαχειριστής της εφοδιαστικής αλυσίδας έχει να αποφασίσει σχετικά με τη διαδρομή του κάθε milk run. Το συγκεκριμένο δίκτυο παρέχει το πλεονέκτημα της εξάλειψης ενδιάμεσων αποθηκών και παράλληλα τα milk runs μειώνουν τα κόστη μεταφοράς, εξαιτίας της συγκέντρωσης των εμπορευμάτων προς αποστολή σε ένα μοναδικό φορτηγό. Για παράδειγμα το μέγεθος της παρτίδας ανεφοδιασμού για κάθε μαγαζί λιανικής, μπορεί να είναι μικρό και να απαιτεί μεταφορά με LTL, σε περίπτωση που πρόκειται για απευθείας αποστολή (Heskett, 1973). Η χρήση των milk runs επιτρέπει τη συγκέντρωση των εμπορευμάτων σε ένα μόνο φορτηγό, με αποτέλεσμα την αύξηση της εκμετάλλευσης της χωρητικότητάς του και τη μείωση του μεταφορικού κόστους. Συνήθως, όταν απαιτούνται παραδόσεις σχετικά μικρών ποσοτήτων σε τακτική βάση και είτε κάποιοι προμηθευτές είτε κάποιοι λιανέμποροι βρίσκονται στην ίδια περιοχή, τότε χρησιμοποιείται αυτή η τεχνική με σημαντική μείωση του μεταφορικού κόστους

60 4.2.6 Συστήματα διανομής Hub and Spoke Με αυτό το σύστημα, αντί για απευθείας αποστολές, η διανομή πραγματοποιείται μέσα από ένα δίκτυο το οποίο δομείται από το βασικό κέντρο διανομής (που λειτουργεί ως κόμβος) και τροφοδοτεί μια σειρά από μικρότερα, περιφερειακά κέντρα διανομής. Αυτά τα μικρότερα κέντρα διανομής ενδέχεται, μάλιστα, να τροφοδοτούν με τη σειρά τους ακόμη μικρότερα κέντρα διανομής δημιουργώντας έτσι τοπικά συστήματα. Σύμφωνα με αυτό το μοντέλο, πλήρη φορτία παραλαμβάνονται από τα περιφερειακά κέντρα διανομής, ανοίγονται και δημιουργούνται νέες παρτίδες, οι οποίες προορίζονται προς τις τοπικές εγκαταστάσεις μικρότερου μεγέθους της εταιρείας σε καθημερινή βάση. Εκτός από τις κεντρικές εγκαταστάσεις, απόθεμα κωδικών προϊόντων που κινούνται αργά διατηρείται και στα περιφερειακά κέντρα διανομής, ενώ τα μικρότερα λειτουργούν μόνο με τους ταχέως κινούμενους κωδικούς. Απαραίτητη είναι η τήρηση αποθέματος αργών κωδικών στα περιφερειακά κέντρα διανομής, ώστε να είναι η δυνατή η άμεση ανταπόκριση στη ζήτηση. Τα πλεονεκτήματα που χαρακτηρίζουν αυτό το μοντέλο είναι η διασφάλιση χαμηλότερου κόστους για του πελάτες, αφού επιτυγχάνονται οικονομίες κλίμακας. Χρειάζονται λιγότερα δρομολόγια για να εξυπηρετήσουν το δίκτυο με αποτέλεσμα ο προγραμματισμός τους να γίνεται πιο εύκολος και έτσι η διαμεταφορά γίνεται πιο αποτελεσματική. Μειονέκτημα του συγκεκριμένου συστήματος διανομής είναι ότι σε περίπτωση καθυστέρησης επηρεάζεται όχι μόνο η ποιότητα υπηρεσιών, αλλά και η επιχείρηση παρουσιάζει ζημία, καθώς η εταιρία αναγκάζεται να πληρώσει επισταλίες Συστήματα διανομής μέσω Κεντρικής Αποθήκης Σύμφωνα με αυτήν, τα έτοιμα προϊόντα από τον παραγωγό προωθούνται στα σημεία λιανικής πώλησης αφού πρώτα μεταφερθούν και παραμείνουν για κάποιο χρονικό διάστημα σε μια αποθήκη. Συνήθως κάθε αποθήκη εξυπηρετεί τις ανάγκες κάποιας συγκεκριμένης γεωγραφικής περιοχής, ανάλογα με το σχεδιασμό και το δίκτυο προμήθειας και διάθεσης

61 της επιχείρησης. Γενικά, ένας αποθηκευτικός χώρος βοηθάει στη μείωση του κόστους της εφοδιαστικής αλυσίδας όταν ο παραγωγός βρίσκεται μακριά από τα καταστήματα λιανικής και το μεταφορικό κόστος είναι υψηλό. Συγκεντρωτικό σύστημα : η ζήτηση μιας αγοράς καλύπτεται από μία μόνο αποθήκη. Αποκεντρωτικό Σύστημα: Χρησιμοποιούνται μικρότεροι αποθηκευτικοί χώροι για να εξυπηρετήσουν επιμέρους τμήματα της αγοράς. Με το αποκεντρωτικό σύστημα επιτυγχάνεται μείωση των χρόνων παράδοσης, αφού οι αποθήκες απέχουν μικρές αποστάσεις από τους πελάτες. Ωστόσο, στο συγκεντρωτικό σύστημα παρουσιάζονται οικονομίες κλίμακας στο κόστος εγκατάστασης και λειτουργίας των αποθηκευτικών χώρων εξαιτίας του μεγάλου μεγέθους τους. Επίσης στο συγκεντρωτικό σύστημα, το απόθεμα ασφαλείας είναι μειωμένο σε σχέση με το σύνολο των αποθεμάτων ασφαλείας του αποκεντρωτικού συστήματος, εξαιτίας του φαινομένου της συνάθροισης κινδύνου (Risk Pooling). Το κόστος μεταφοράς των εισερχόμενων προϊόντων είναι μικρότερο στο συγκεντρωτικό σύστημα (οι αποστολές είναι μεγάλες και γίνονται με οικονομικό τρόπο π.χ. «φορτηγά με πλήρες φορτίο», σιδηρόδρομοι, πλοία ενώ τo κόστος μεταφορών των εξερχόμενων προϊόντων είναι μικρότερο στο αποκεντρωτικό σύστημα γιατί αποθήκες και καταστήματα ανήκουν στην ίδια γεωγραφική περιοχή Διαμεταφορά ή Cross-Docking Μια εναλλακτική στρατηγική διανομών που αναπτύχθηκε τα τελευταία χρόνια και συνδυάζει στοιχεία από τις δύο προηγούμενες στρατηγικές της απευθείας μεταφοράς και μέσω Κεντρικής Αποθήκης, είναι η διανομή μέσω δια μεταφοράς (cross docking). Κάθε φορτηγό με κατεύθυνση προς το χώρο δια μεταφοράς μεταφέρει προϊόντα ενός προμηθευτή που προορίζονται προς πολλά καταστήματα λιανικής, ενώ κάθε φορτηγό που ξεκινάει από το χώρο διαμεταφοράς πηγαίνει σε ένα λιανέμπορο με εμπορεύματα από πολλούς προμηθευτές. Επιτυγχάνεται έτσι, χαμηλό ύψος αποθεμάτων και η επίτευξη ταχύτατης προώθησης των προϊόντων εντός της εφοδιαστικής αλυσίδας. Επίσης, ελαχιστοποιείται το κόστος

62 διαχείρισης των αποθεμάτων, επειδή μειώνονται οι μετακινήσεις και μεταφορτώσεις προς και από τις αποθήκες. Ωστόσο, για να εφαρμοστεί με επιτυχία, απαιτούνται επενδύσεις σε πληροφοριακά συστήματα, καλή συνεργασία όλων των εμπλεκόμενων μερών και συγχρονισμό των μεταφορών από και προς το χώρο διαμεταφοράς. Η μεγαλύτερη επιχείρηση λιανικών πωλήσεων στο κόσμο, η Walmart χρησιμοποιεί αποτελεσματικά το σύστημα διά μεταφορών (cross docking), με αποτέλεσμα τη μείωση του συνολικού κόστους. Η εταιρεία έχει επιλέξει να διατηρεί αποθέματα προϊόντων στα καταστήματά της, τα οποία όμως αναπληρώνει πάρα πολύ συχνά. Στα κέντρα διανομής της εταιρείας, τα προϊόντα που προέρχονται από τους προμηθευτές εκφορτώνονται, ξεχωρίζονται, συνενώνονται και μεταφορτώνονται, έτσι ώστε κάθε φορτηγό που τροφοδοτεί ένα σημείο πώλησης κατάστημα να έχει προϊόντα από πολλούς προμηθευτές. Με αυτό το σύστημα μεταφορών, η εταιρεία έχει επιτύχει αποδοτική χρήση των μεταφορικών μέσων, υψηλή ανταποκρισιμότητα και σημαντική μείωση των αποθεμάτων, άρα μείωση του κόστους και αύξηση των κερδών Προσαρμοσμένο Δίκτυο Μεταφορών Προσαρμοσμένο δίκτυο μεταφορών ονομάζεται κάθε κατάλληλος συνδυασμός όλων των παραπάνω τεχνικών που μπορεί να μειώσει το κόστος και βελτιώνει την ικανότητα ανταπόκρισης της εφοδιαστικής αλυσίδας. Στα προσαρμοσμένα δίκτυα χρησιμοποιούνται κυρίως συνδυασμοί τεχνικών διαμεταφοράς και πολλαπλών αποστολέων ή παραληπτών σε συνεργασία με μεταφορείς με φορτηγά με πλήρες ή μη φορτίο ή μεταφορείς δεμάτων, ανάλογα με το τι κρίνεται κατάλληλο σε κάθε περίπτωση. Αν τα προϊόντα μετακινούνται σε μεγάλες ποσότητες προς καταστήματα με μεγάλη κατανάλωση, συνήθως είναι καλύτερο να μεταφέρονται με απευθείας αποστολή, ενώ αν τα προϊόντα μετακινούνται σε μικρές ποσότητες μέχρι τα καταστήματα με μικρή κίνηση, τότε προτιμάται η μεταφορά να γίνει αφού πρώτα συγκεντρωθούν σε κέντρα διανομής και συνδυαστούν κατάλληλα οι αποστολές των φορτίων

63 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 5. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΔΙΑΝΟΜΗΣ CROSS-DOCKING Το cross docking είναι ο πιο ευθύς τρόπος διαχείρισης/διάθεσης των προϊόντων. Μειώνει τους χρόνους αποθήκευσης και τη συλλογή παραγγελιών αλλά απαιτεί σημαντική υποστήριξη από πληροφοριακά συστήματα, προσεκτικό σχεδιασμό και άψογη συνεργασία των εμπλεκομένων. Δεν αποτελεί λύση για κάθε περίπτωση και απαιτεί την ανάλογη οργάνωση από πλευράς εταιρειών. Η εφαρμογή αυτού του συστήματος απλοποιεί σημαντικά την εφοδιαστική αλυσίδα αφού βασικός στόχος είναι η αποστολή των προϊόντων την κατάλληλη στιγμή χωρίς να έχει προηγηθεί εισαγωγή των προϊόντων στην αποθήκη. Η μη ορθολογική εφαρμογή του όμως μπορεί να αποβεί άμεσα εις βάρος των πελατών, οπότε απαιτείται ανασχεδιασμός μέρους ή ολόκληρης της εφοδιαστικής αλυσίδας. Η επιτυχής εφαρμογή του cross docking εξαρτάται από πλήθος παραμέτρων, μερικές από τις οποίες είναι: Η ανάλυση δεδομένων των προϊόντων όπως η μορφή της ζήτησης και τα φυσικά χαρακτηριστικά κάθε προϊόντος. Ο σωστός προσδιορισμός των αναγκών για πληροφόρηση που να αφορά στοιχεία όπως οι πελάτες, η ζήτηση, οι παραγγελίες, οι προμηθευτές. Ο υψηλός βαθμός αξιοπιστίας των προμηθευτών ώστε να μην υπάρχει κίνδυνος εμφάνισης ελλειμμάτων. Η ύπαρξη κατάλληλης κτιριακής υποδομής και χώρων για τις διάφορες λειτουργίες του cross docking. Αξιολόγηση των πελατών. Μικροί και γενικά πελάτες που δεν έχουν παραγγελίες σε τακτά χρονικά διαστήματα δεν πρέπει να εξυπηρετούνται με τέτοιο σύστημα διανομής Συνεχής έλεγχος και επαναπροσδιορισμός της διαδικασίας του cross docking ώστε να ελαχιστοποιηθούν επιπτώσεις προς τους πελάτες όπως ελλείμματα στα αποθέματα και καθυστερήσεις στους χρόνους παράδοσης

64 Τα τελευταία χρόνια στην ευρωπαϊκή βιομηχανία logistics παρατηρείται μια συνεχής αλλαγή που προσδιορίζεται από την μετατροπή των εφοδιαστικών αλυσίδων από συστήματα «push» σε συστήματα «pull», αποτέλεσμα της κυριαρχίας του λιανεμπορίου έναντι της βιομηχανίας με φυσικό επακόλουθο την ανάπτυξη συστημάτων logistics ικανών να υποστηρίζουν τους κανόνες του παιχνιδιού που ορίζουν τα δίκτυα του λιανεμπορίου (retailer led supply chain pull system) έναντι αυτών που στο παρελθόν όριζε η κυριαρχία της παραγωγής (manufacturer led supply chain push). Σταδιακά ο έλεγχος των εφοδιαστικών αλυσίδων έχει περάσει στις μεγάλες αλυσίδες λιανεμπορίου (retailing networks) που είναι τα δίκτυα των μεγάλων supermarkets και των καταστημάτων πώλησης καταναλωτικών αγαθών κάθε μορφής. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την δημιουργία τάσης για συνεχή μείωση του αριθμού και του μεγέθους των αποθηκευτικών χώρων και των αποθεμάτων στην βιομηχανία και το εμπόριο, και την σταδιακή ανάπτυξη δικτύου πολύ μεγάλων Κέντρων Διανομής (Regional Distribution Centers RDC) τα οποία παρέχουν την δυνατότητα της κάλυψης των αναγκών logistics στην Ευρωπαϊκή Ένωση αλλά και εκτός αυτής. Ένα δίκτυο logistics προσδιορίζεται από τους εξής τρεις βασικούς παράγοντες, οι οποίοι συσχετίζονται, δημιουργούν απαιτήσεις και δεδομένα και καθορίζουν την αποτελεσματικότητα και την αποδοτικότητα των εφοδιαστικών αλυσίδων: Θέση των επιχειρηματικών εταίρων (Business Partners) της εφοδιαστικής αλυσίδας όπως προμηθευτές, παραγωγικές μονάδες, αγορές κλπ. Μορφή και μέγεθος υποδομών και δραστηριοτήτων logistics που πραγματοποιούνται. Δραστηριότητες μεταφοράς και διανομής που λαμβάνουν χώρα προκειμένου να συνδέσουν αποδοτικά και αποτελεσματικά τα κομβικά σημεία του δικτύου έχοντας ανά πάσα στιγμή διαθέσιμο το σωστό προϊόν στον σωστό τόπο και χρόνο. Η κυριαρχούσα λογική της μεγίστης δυνατής μείωσης του αποθέματος, η βελτίωση του σχεδιασμού των μεταφορικών μέσων, και της οδικής υποδομής οδηγεί και επιτρέπει διανομή σε μικρότερους χρόνους και κάλυψη μεγαλύτερων αποστάσεων από φορτία προϊόντων τα οποία παραδίδονται στα Regional Distribution Centers χωρίς να υπάρχει ανάγκη ανακατανομής σε ενδιάμεσους αποθηκευτικούς χώρους. Οι σύγχρονες τάσεις

65 προδιαγράφουν Κέντρα Διανομής που θα χαρακτηρίζονται από υποδομές που θα επιτρέπουν δραστηριότητες cross docking σε μεγάλη έκταση και ταχύτητα ενώ οι αποθηκευτικές δραστηριότητες θα είναι αισθητά περιορισμένες σαν απόρροια της αρχής better faster cheaper και του just in time. Συνοψίζοντας, οι πιο χαρακτηριστικές αλλαγές των τελευταίων χρόνων που προσδιορίζουν τη λειτουργία των σύγχρονων logistics είναι οι εξής: Μικρότερος κύκλος παραγγελιών. Μικρότερες σε ποσότητα και όγκο και με μεγάλη συχνότητα και αξιοπιστία παραδόσεις τόσο στις επιχειρήσεις όσο και τους καταναλωτές λόγω της εισόδου του e commerce. Διεύρυνση του ωραρίου λειτουργίας των καταστημάτων λιανικού εμπορίου που συνεπάγεται και αύξηση των μεταφορικών μέσων διανομής/τροφοδοσίας. Εκτεταμένη χρήση των τεχνολογιών πληροφορικής (Information Technology) που στοχεύει στην μείωση αποθεμάτων και την βελτιστοποίηση του συστήματος διανομής. Χρησιμοποίηση διαφορετικών συστημάτων χειρισμού για προϊόντα με διαφορετικά φυσικά χαρακτηριστικά και διαφορετικό όριο ζωής. Αξιοποίηση συνεργιών μεταξύ εφοδιαστικών αλυσίδων που διαχειρίζονται διαφορετικά προϊόντα με στόχο την κοινή χρήση αποθηκευτικών χώρων, μεταφορικών μέσων, υπηρεσιών μεταφοράς και διανομής κλπ., ώστε να επιτυγχάνεται η μέγιστη μείωση του κόστους. Εκτεταμένη χρήση του Logistics Outsourcing μέσα από το οποίο επιτυγχάνεται προσπέλαση σε εξελιγμένες και εξειδικευμένες ικανότητες management, ευέλικτη χρήση των πόρων, μείωση και μετατροπή του Logistical Cost από σταθερό σε μεταβλητό. Ποικίλα σχέδια διανομών, συνυφασμένα με την ζωή του προϊόντος, τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά των προϊόντων και την στρατηγική παραγωγής λιανικής πώλησης. Στενότερες σχέσεις με λιγότερους προμηθευτές. Αύξηση της ανακύκλωσης των υλικών

66 5.1 ΤΟ CROSS DOCKING ΩΣ ΕΛΑΧΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΚΟΣΤΟΥΣ ΣΤΗΝ ΕΦΟΔΙΑΣΤΙΚΗ ΑΛΥΣΙΔΑ Ένας από τους τρόπους που υπάρχουν για να επιλυθεί το πρόβλημα του κόστους στην εφοδιαστική αλυσίδα είναι το cross docking, το οποίο θα μπορούσε να αποδοθεί ως ανακατανομή και δρομολόγηση φορτίων που έχει ως αρχή του την αποστολή ποσοτήτων από τον προμηθευτή στην κεντρική αποθήκη. Η ανάπτυξη του τρίτου μέρους συμβάλλει στην ιδέα ότι η μείωση του κόστους μπορεί να γίνει στο πλαίσιο της αποθήκευσης και της διανομής. Συνεπώς έχουμε ένα πρόβλημα μεθοδολογίας που δεν αφορά άμεσα το προϊόν αλλά τη βελτιστοποίηση και τη συμβατότητα. Και όντως το cross docking ασχολείται με το προϊόν μόνο και μόνο όταν βρίσκεται στην τελική του μορφή. Στην ουσία είναι ένας τρόπος ελαχιστοποίησης του χρόνου αποθήκευσης διότι όλα τα είδη ανακατανέμονται και αποστέλλονται την ίδια μέρα και συνεπώς έχουμε ένα μοντέλο του τύπου just in time όπου η κεντρική αποθήκη λειτουργεί ως συλλεκτήρας. Με τη λειτουργία ενός συστήματος cross docking, πραγματοποιούνται υπηρεσίες μεταφοράς από ελάχιστο φορτίο φορτηγών (LTL - Less Truck Load) στην ομαδοποίηση και στην επίτευξη οικονομίας κλίμακας πλήρους φορτηγού φορτίο (FTL - Full Truck Load). Με άλλα λόγια είναι το ίδιο μοντέλο που χρησιμοποιούν τα μεγάλα αεροδρόμια για τις μεγάλες αποστάσεις. Η ομαδοποίηση επιτρέπει τη συγκέντρωση και κατά συνέπεια την ύπαρξη μιας συλλογικής λύσης. Έτσι το cross docking λειτουργεί ως μετασχηματιστής που μεταφέρει προβλήματα της αλυσίδας προσφοράς στην αλυσίδα ζήτησης. Αυτό εξασφαλίζει την επίλυση του προβλήματος της απόστασης εφόσον υπάρχει μια μεταφορά δομής. Επίσης το cross docking μειώνει τα κόστη της περιττής αποθήκευσης. Και αν η αποθήκευση είναι μικρότερη, τότε υπάρχει λιγότερη χρήση του χώρου και του εξοπλισμού που είναι αναγκαίος σε μη αποτελεσματικές συνθήκες. Αυτό επιτρέπει τη μείωση του προβληματικού προϊόντος και του προβλήματος της ημερομηνίας λήξης. Το cross docking ενισχύει επιπλέον την ιδέα της αναγκαιότητας των ηλεκτρονικών επικοινωνιών εφόσον δίνει το περιθώριο αύξησης της αποτελεσματικότητας. Όμως η πιο προωθημένη μορφή του είναι η συλλογή της παραγγελίας του κάθε καταστήματος

67 ξεχωριστά στον προμηθευτή, μαζική αποστολή στην κεντρική αποθήκη και απλή κατανομή των παραγγελιών στα αντίστοιχα δρομολόγια από την κεντρική αποθήκη. Οι πιο συνηθισμένες εργασίες που δεν γίνονται όταν παρεμβαίνει το cross docking είναι: η παλετοποίηση, η αποθήκευση, η τροφοδοσία των θέσεων picking και το picking. Το όφελος του cross docking εμφανίζεται χειροπιαστά μόνο και μόνο όταν εξετάζουμε ολικά τη διαδικασία διανομής. Όταν βλέπουμε όλο τον κύκλο ενός προϊόντος ως μία ολότητα, τότε αντιλαμβανόμαστε ότι το προϊόν επαναλαμβάνει πολλές φορές τους ίδιους υπόκυκλους πράγμα το οποίο μεγαλώνει το κόστος. Ενώ το cross docking γραμμικοποιεί τη διαδικασία εξουδετερώνοντας τους υπόκυκλους. Το νοητικό σχήμα του cross docking βασίζεται πάνω στην προσέγγιση των πέντε βημάτων: Αποτύπωση της δυνατότητας του διανομέα Λειτουργικός σχεδιασμός και μελέτη δυνατών αλλαγών Πιλοτική εφαρμογή του λειτουργικού σχεδιασμού Μετρήσεις επί του κέρδους Εφαρμογή και καθιέρωση του συστήματος 5.2 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ CROSS-DOCKING Από τη δεκαετία του 1950 μέχρι σήμερα οι εξελίξεις στο μάρκετινγκ, την οικονομική διαχείριση και την τεχνολογία πληροφοριών (I.T.) έχουν αλλάξει δραματικά τον σχεδιασμό οργάνωσης των επιχειρήσεων. Τα logistics δεν θα μπορούσαν να αποτελέσουν εξαίρεση από την τάση αυτή. Ξεκινώντας με τη βελτιστοποίηση της ποσότητας των αποθεμάτων που φυλάσσονται σε αποθήκες η επιστημονική έρευνα πλέον εστιάζεται στην ανάπτυξη των συστημάτων διαχείρισης της εφοδιαστικής αλυσίδας με το ελάχιστο απόθεμα και τον μέγιστο δυνατό συντονισμό μεταξύ των τμημάτων της. Πιστεύεται ότι ως εκ τούτου, το cross docking είναι μια από τις τελευταίες και πιο πολλά υποσχόμενες καινοτομίες στη διαχείριση της εφοδιαστικής αλυσίδας. Παραδοσιακά, οι αποθήκες είχαν τις εξής λειτουργίες: παραλαβή (receiving), αποθήκευση (storage), συλλογή παραγγελιών (order picking) και αποστολή (shipping). Εν συνεχεία, οι εταιρείες logistics διαπίστωσαν ότι η αποθήκευση και η συλλογή παραγγελιών

68 ήταν ιδιαίτερα δαπανηρές για αυτές με αποτέλεσμα να τις στρέψει σε μια στρατηγική διατήρησης μηδενικού αποθέματος. Η στρατηγική αυτή, που βασίζεται στην φιλοσοφία του Just-in-Time, καταργεί την αποθήκευση και απλοποιεί τις λειτουργίες συλλογής παραγγελιών μιας αποθήκης χωρίς ωστόσο να εμποδίζει την άμεση και γρήγορη παραλαβή και αποστολή των προϊόντων. Ένας ορισμός που συναντάμε σχετικά με το cross docking αναφέρει ότι είναι μια διαδικασία κατά την οποία τα προϊόντα ανταλλάσσονται μεταξύ κυρίως φορτηγών, αλλά και άλλων μέσων, έτσι ώστε κάθε φορτηγό που μεταβαίνει σε ένα κατάστημα λιανικής πώλησης να έχει προϊόντα από διαφορετικούς προμηθευτές. Από τον ορισμό προκύπτει ότι το κύριο χαρακτηριστικό του cross-docking είναι η άμεση μεταφόρτωση αντί της αποθήκευσης το οποίο αποτελεί και κύριο χαρακτηριστικό των παραδοσιακών συστημάτων logistics (Σχήμα 5.1). Παρά το γεγονός ότι το cross docking είναι μια μέθοδος που εφαρμόζεται τα τελευταία χρόνια κατά κόρον, οι ρίζες της είναι αρκετά παλιές και προέρχονται από τις θαλάσσιες και τις σιδηροδρομικές μεταφορές. Αρκετές δεκαετίες πριν από την εξέλιξη Σχήμα 5.1 Σύστημα διανομής cross - docking

69 της παραπάνω μεθόδου, πλοία ξεφόρτωναν τα προϊόντα τους στα ναυπηγεία και στη συνέχεια, τα φορτία μεταφέρονταν σε άλλο πλοίο ή σιδηροδρομικά οχήματα, προκειμένου να αποσταλούν στον τελικό παραλήπτη τους. Μάλιστα πήραν και το όνομα τους λόγω της παραπάνω διαδικασίας αφού τα φορτία μεταφέρονταν κυριολεκτικά πάνω από τις αποβάθρες (docks) φόρτωσης των λιμανιών. Εξετάζοντας τον ρόλο του cross docking στο σχεδιασμό των δικτύων των μεταφορών στη σύγχρονη εποχή θα μπορούσαμε να χαρακτηρίσουμε τις crossdock εγκαταστάσεις ως κέντρα διανομής, στα οποία γίνεται η μεταφορά των προϊόντων με το ελάχιστο δυνατό χρόνο αποθήκευσης. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την ταχύτερη παράδοση των προϊόντων στον τελικό αποδέκτη αλλά και την μείωση του κόστους μεταφοράς και αποθήκευσης. Σε μια τέτοια εγκατάσταση τα προϊόντα φτάνουν μέσω των φορτηγών (inbound trucks ITs), ή άλλων μέσων μεταφοράς, στις εισερχόμενες θύρες (inbound doors IDs), στη συνέχεια συγκεντρώνονται και ταξινομούνται ανάλογα με την παραγγελία για την οποία προορίζονται και τελικά φορτώνονται ξανά στα φορτηγά (outbound trucks OTs) μέσω των εξερχόμενων θυρών (outbound doors ODs), για την μεταφορά τους στους τελικούς παραλήπτες (Σχήμα 5.2). Συμπερασματικά θα λέγαμε ότι κάθε IT μεταφέρει προϊόντα από έναν προμηθευτή που προορίζονται για διαφορετικά καταστήματα λιανικής πώλησης ενώ κάθε OT περιέχει προϊόντα από διαφορετικούς προμηθευτές που προορίζονται για ένα κατάστημα λιανικής πώλησης. Ο ενδιάμεσος χρόνος αποθήκευσης των φορτίων είναι 24 ώρες ενώ συχνά δεν ξεπερνά την μια ώρα. Μια εγκατάσταση cross docking μπορεί να ταξινομηθεί σύμφωνα με διαφορετικά κριτήρια. Βάση του κατά πόσο τα εμπορεύματα είναι ήδη καταχωρημένα στον πελάτη ή όχι υπάρχουν δύο είδη: προ διανομής cross docking και μετά διανομής cross docking. Επιπλέον, το σχήμα των εγκαταστάσεων cross docking ποικίλλει. Οι εταιρείες αποκτούν μια εγκατάσταση cross docking με διάφορους τρόπους και δεν έχουν πάντα την πολυτέλεια της κατασκευής μιας νέας εγκατάστασης. Έτσι εφόσον αποκτήσουν μία ήδη υπάρχουσα εγκατάσταση «κληρονομούν» και τα λάθη στο σχεδιασμό της. Όμως ακόμα και αν μια εγκατάσταση σχεδιαστεί από την αρχή, οι σχεδιαστές είναι πολιτικοί μηχανικοί ή εμπορικές

70 Σχήμα 5.2 Λειτουργικές διαδικασίες ενός συστήματος cross docking εταιρείες real estate, οι οποίοι ειδικεύονται σε θέματα όπως δυνατότητα εισόδου και εξόδου από την εγκατάσταση, μέγεθος χώρου στάθμευσης καθώς και σε κατασκευαστικούς κανόνες. Όμως με αυτόν τον τρόπο δεν εστιάζεται η σχεδίαση της εγκατάστασης σε θέματα μείωσης κόστους ή μείωσης της απόστασης μετακίνησης των προϊόντων και συμφόρησης εντός του χώρου αποθήκευσης. 5.3 ΤΥΠΟΙ ΤΟΥ CROSS-DOCKING Όσον άφορα τους τρόπους μεταφοράς και αποστολής των φορτίων σε μια cross docking εγκατάσταση αυτοί διακρίνονται σε δυο: α) αποστολή σύμφωνα με το είδος των προϊόντων και β) αποστολή ανάλογα με τον τελικό παραλήπτη. Στην πρώτη περίπτωση ο προμηθευτής καλύπτει ένα πλήρες φορτίο (φορτηγού ή container) με το ίδιο προϊόν το οποίο απευθύνεται σε πολλούς τελικούς αποδέκτες εμπόρους λιανικής πώλησης. Συγκεκριμένα, ένα κέντρο διανομής cross docking παραλαμβάνει πολλά φορτία (inbound shipments) με

71 το ίδιο προϊόν αλλά από διαφορετικούς προμηθευτές και στη συνέχεια, αφού συγκεντρωθούν, τοποθετούνται σε φορτηγά ή container (outbound shipments) και αποστέλλονται στον ίδιο προορισμό. Η παραπάνω διαδικασία αναφέρεται συχνά και ως post distribution (μετα διανομή) cross docking καθώς οι παραγγελίες ετοιμάζονται μέσα στην εγκατάσταση αφού έχουν διανεμηθεί τα φορτία από τους προμηθευτές. Στην δεύτερη περίπτωση ο προμηθευτής προετοιμάζει το κάθε φορτίο παραγγελία ξεχωριστά, τοποθετώντας ετικέτες ή barcodes με τα στοιχεία του παραλήπτη, με αποτέλεσμα να επιταχύνεται η διαδικασία μεταφοράς και διανομής των προϊόντων αλλά και να μειώνεται το εργατικό κόστος στην cross docking αποθήκη. Αυτή τη φορά το κέντρο διανομής δεν κάνει τίποτα άλλο από την εκφόρτωση των εμπορευμάτων από τα ITs και την μεταφόρτωση τους στα OTs. Λόγω λοιπόν της προπαρασκευής και προετοιμασίας των παραγγελιών από τους προμηθευτές πριν αυτές αποσταλούν, η παραπάνω διαδικασία αναφέρεται ως pre distribution (προ διανομή) cross docking. Οι εφαρμογές του cross docking που συναντάμε έχουν ως κύριο χαρακτηριστικό τους την συγκέντρωση των εμπορευμάτων και τους εξαιρετικά σύντομους επιχειρησιακούς χρόνους (cycle time), συνήθως λιγότερο από μια μέρα. Οι τύποι του cross docking όπως επισημαίνονται από τον Napolitano (2000) είναι οι παρακάτω: 1. Manufacturing cross docking: συναντάται κυρίως στις βιομηχανικές μονάδες για τον εφοδιασμό υποστηρικτικών εξαρτημάτων απαραίτητων για την συναρμολόγηση των δικών τους προϊόντων. Αφορά κατασκευαστές που παρέχουν Just-in-Time manufacturing και η ανάγκη διατήρησης αποθέματος σε αυτή την περίπτωση είναι ελάχιστη. 2. Distributor cross docking: σε αυτή την περίπτωση τα προϊόντα συγκεντρώνονται από διαφορετικούς προμηθευτές για να συναρμολογηθεί ένα ενιαίο προϊόν και στη συνέχεια αποστέλλεται στον τελικό παραλήπτη. Εταιρείες διανομής Η/Υ χρησιμοποιούν παρόμοιες τεχνικές. 3. Transportation cross docking: ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος τύπος cross docking που συναντάμε στον τομέα των οδικών και των σιδηροδρομικών μεταφορών. Εφαρμόζεται κυρίως από LTL (less than truckload) και άλλες μικρές

72 εταιρείες πακεταρίσματος για την συγκέντρωση εμπορευμάτων από διαφορετικούς προμηθευτές. 4. Retail cross docking: σε αυτόν τον τύπο διανομής έχουμε την παραλαβή των φορτίων από πολλαπλούς προμηθευτές, την ταξινόμησή τους και την αποστολή τους σε διαφορετικά καταστήματα ή κέντρα λιανικής πώλησης. 5. Opportunistic cross docking: είναι μια τεχνική που εφαρμόζεται σε οποιαδήποτε αποθήκη διανομής εμπορευμάτων όπου το κάθε προϊόν, αφού γίνει η παραλαβή του, αποστέλλεται απευθείας στον τελικό αποδέκτη. 5.4 ΣΧΗΜΑ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ CROSS-DOCKING Απαραίτητη προϋπόθεση για την επιτυχία του cross docking αποτελεί η σωστή επιλογή του σχήματος των προαναφερόμενων εγκαταστάσεων. Μια λανθασμένη απόφαση σχετικά με το πρόβλημα αυτό θα αυξήσει το κόστος διακίνησης υλικού καταστρέφοντας το ανταγωνιστικό πλεονέκτημα της μεθόδου. Η ανάλυση ενός σχήματος crossdock απασχόλησε τους Bartholdi και Gue (2004) οι οποίοι προσπάθησαν να απαντήσουν στο ερώτημα εάν υπάρχει καλύτερο σχήμα για μια τέτοια εγκατάσταση και πιο είναι αυτό, έχοντας ως κριτήριο αξιολόγησης το εργατικό κόστος του συστήματος. Μια εγκατάσταση cross docking μπορεί να ταξινομηθεί σύμφωνα με διαφορετικά κριτήρια. Ανάλογα με το αν τα εμπορεύματα είναι ήδη καταχωρημένα στον πελάτη ή όχι υπάρχουν δύο είδη: προ διανομής cross docking και μετά διανομής cross docking. Επιπλέον, το σχήμα των εγκαταστάσεων cross docking ποικίλλει. Οι εταιρείες αποκτούν μια εγκατάσταση cross docking με διάφορους τρόπους και δεν έχουν πάντα την πολυτέλεια της κατασκευής μιας νέας εγκατάστασης. Έτσι, εφόσον αποκτήσουν μία ήδη υπάρχουσα εγκατάσταση «κληρονομούν» και τα λάθη στο σχεδιασμό της. Σε περίπτωση κατά την οποία μια εγκατάσταση θα σχεδιαστεί από την αρχή, οι μελετητές, που ειδικεύονται σε θέματα όπως δυνατότητα εισόδου και εξόδου από την εγκατάσταση, μέγεθος χώρου στάθμευσης καθώς και σε κατασκευαστικούς κανόνες, οφείλουν να εστιάσουν τη σχεδίαση της εγκατάστασης και σε θέματα μείωσης κόστους ή μείωσης της απόστασης μετακίνησης των προϊόντων και συμφόρησης εντός του χώρου αποθήκευσης

73 Έτσι ένα από τα πλέον συνηθισμένα σχήματα μιας εγκατάστασης που συναντάμε είναι κυρίως ορθογώνιου σχήματος (I shape), αλλά υπάρχουν και εγκαταστάσεις σχήματος L, U, H, T και E. Ορισμένα από αυτά φαίνονται στο Σχήμα 5.3. Πρόκειται για πολύ μεγάλες εγκαταστάσεις όπου ο αριθμός των θυρών τους συνήθως κυμαίνεται από 40 έως 150 σε σύνολο εισερχόμενων και εξερχόμενων, αν και ο Gue αναφέρεται σε μια εγκατάσταση με περισσότερες από 500 θύρες. Ο αριθμός τους καθορίζεται με βάση διάφορα κριτήρια και ποικίλει από εταιρεία σε εταιρεία αφού οι τελευταίες προσαρμόζονται σύμφωνα με τους προμηθευτές και τους πελάτες τους. Συνήθως ο αριθμός των εξερχόμενων θυρών είναι ίσος με τον αριθμό των τελικών προορισμών των προϊόντων, χωρίς να αποκλείεται βέβαια και η αντιστοίχιση δυο ή περισσοτέρων θυρών σε ένα προορισμό. Στις περισσότερες εγκαταστάσεις που συναντάμε η μια τους πλευρά διατίθεται αποκλειστικά για τις εισερχόμενες θύρες και η απέναντι για τις εξερχόμενες. Όσων αφορά τις πρώτες ο αριθμός τους είναι συνήθως ίδιος με αυτόν των εξερχόμενων χωρίς να αποκλείονται και εδώ ορισμένες εξαιρέσεις. Τέλος, αξίζει να σημειωθεί ότι το κόστος κατασκευής μιας τέτοιας μονάδας είναι τεράστιο, γι αυτό οι περισσότερες εταιρείες διανομής προτιμούν την ενοικίαση ή μετατροπή υφιστάμενων εγκαταστάσεων για την λειτουργία τους ως crossdocks. Ο παραπάνω περιορισμός, αλλά και άλλοι που αφορούν το σχεδιασμό της μονάδας (όπως το μέγεθος και το σχήμα του οικοπέδου, ο απαραίτητος χώρος για την στάθμευση των φορτηγών κτλ.), μπορεί να επηρεάσουν αρνητικά την επιλογή ενός βέλτιστου σχήματος crossdock

74 Σχήμα 5.3 Σχήματα εγκαταστάσεων cross docking 5.5 ΠΟΙΟΤΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΗΣ ΜΕΘΟΔΟΥ CROSS-DOCKING Η διαδικασία διανομής cross docking εμφανίζει ένα αριθμό θετικών επιπτώσεων στη διαδικασία διακίνησης προϊόντων. Όμως, παρά τις πολλά υποσχόμενες δυνατότητες του cross docking η μέθοδος παρουσιάζει και αρκετά μειονεκτήματα. Ξεκινώντας από τα πλεονεκτήματα διακρίνουμε τα εξής: Μείωση του χρόνου υλοποίησης των παραγγελιών. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο χρόνος αποθήκευσης των εμπορευμάτων είναι ελάχιστος καθώς μεταφορτώνονται και στέλνονται άμεσα στον τελικό παραλήπτη. Βελτίωση της εξυπηρέτησης των πελατών λόγω της μείωσης του χρόνου παράδοσης μιας παραγγελίας. Οι εταιρείες πετυχαίνουν έτσι ταχύτερη ανταπόκριση στις ανάγκες των πελατών τους (Just-in-Time) οπότε και καλύτερη εξυπηρέτηση. Ελαχιστοποίηση των απαιτήσεων αποθηκευτικού χώρου με αποτέλεσμα την καλύτερη διαχείριση των αποθηκών και των κέντρων διακίνησης. Ελαχιστοποίηση του αποθεματικού κόστους. Αποτελεί σημαντικότατο πλεονέκτημα του cross-docking και είναι επακόλουθο της μείωσης του αποθηκευτικού χώρου. Μείωση του κόστους διαχείρισης εξοπλισμού αλλά και του εργατικού κόστους. Δεδομένου ότι τα εμπορεύματα δεν χρειάζεται να μετακινούνται συνέχεια μέσα στην

75 αποθήκη μειώνεται το κόστος διαχείρισης του εξοπλισμού με ταυτόχρονη μείωση του ανθρώπινου δυναμικού. Αποφυγή Drop in Value. Τα προϊόντα που διατηρούνται στην αποθήκη ενδέχεται να πέσουν σε αξία εξαιτίας μεταβολών στη ζήτηση, ζητημάτων γήρανσης και πολλά άλλα. Αλλαγή στην ζήτηση. Η ζήτηση για τα περισσότερα προϊόντα αλλάζει με την πάροδο του χρόνου και σε πολλές περιπτώσεις πέφτει. Τα προϊόντα που βρίσκονται σε απόθεμα κινδυνεύουν να γίνουν ανεπιθύμητα και επομένως να αξίζουν λιγότερο. Αποφυγή βλάβης ή κλοπής. Τα προϊόντα που αποθηκεύονται σε ένα ράφι μιας αποθήκης είναι εκτεθειμένα στο κίνδυνο ζημιάς, κλοπής ή άλλων ζητημάτων. Εξίσου σημαντική είναι και η αναφορά των μειονεκτημάτων που συναντάμε σε μια τέτοια εγκατάσταση. Συγκεκριμένα: Λόγω της σημαντικής ανάγκης για συντονισμό των εργασιών απαιτείται η χρήση πολύπλοκων και ακριβών πληροφοριακών συστημάτων και τεχνολογιών. Υπάρχει απαίτηση για ένα ευέλικτο και γρήγορο σύστημα μεταφορών με παράλληλη συνεχή συντήρηση του στόλου των φορτηγών και εξοπλισμό τους με τελευταίας τεχνολογίας ηλεκτρονικά συστήματα εντοπισμού θέσης (G.P.S.). Υπάρχει ανάγκη για ακριβή πρόβλεψη της ζήτησης από τους πελάτες. Σε αντίθετη περίπτωση μπορεί να προκληθούν σημαντικά προβλήματα στην λειτουργία της εφοδιαστικής αλυσίδας καθώς υπάρχει συνεχής ροή των προϊόντων από τους προμηθευτές προς τους πελάτες. Η μέθοδος cross docking είναι αποτελεσματική μόνο σε συστήματα διανομής με σημαντικό στόλο φορτηγών και μεγάλο όγκο διακίνησης εμπορευμάτων. Είναι φανερό ότι το λειτουργικό κόστος μιας τέτοιας εγκατάστασης μπορεί να καλυφθεί εύκολα μόνο από μεγάλες επιχειρήσεις με υψηλά κεφάλαια επένδυσης. 5.6 ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΚΕΝΤΡΩΝ ΔΙΑΝΟΜΗΣ-ΑΠΟΘΗΚΩΝ ΚΑΙ ΤΩΝ CROSSDOCKS Στη συνέχεια, λαμβάνοντας υπόψη τον τρόπο λειτουργίας των κέντρων διανομήςαποθηκών παραθέτουμε μια σύγκριση με αυτόν των εγκαταστάσεων cross docking:

76 1. Στα υπόλοιπα κέντρα διανομής τα εμπορεύματα που φτάνουν αποθηκεύονται στον χώρο της εγκατάστασης καθώς αυτά τα συστήματα στηρίζονται στην διατήρηση αποθέματος. Αντίθετα, σε ένα crossdock ο χρόνος αποθήκευσης είναι πολύ μικρότερος και δεν ξεπερνά τις 24 ώρες καθώς τα εμπορεύματα μετακινούνται άμεσα από τις IDs στις ODs. Θα μπορούσαμε να χαρακτηρίσουμε τα κέντρα διανομής αποθήκες ως στατικά συστήματα ενώ τα crossdocks μη στατικά με μηδενική διατήρηση αποθέματος στις εγκαταστάσεις τους. 2. Στα κέντρα διανομής εμπορευμάτων τα προϊόντα ανακτώνται από τις αποθήκες για να ικανοποιηθεί η ζήτηση των πελατών ενώ στα crossdocks υπάρχει συνεχής ροή των προϊόντων. Στην πρώτη περίπτωση συναντάμε μεγάλους χρόνους παράδοσης των παραγγελιών (lead time) αλλά μικρότερη πιθανότητα μη ικανοποίησης της ζήτησης κάποιου πελάτη καθώς υπάρχει απόθεμα ασφαλείας (safety stock). Στην μέθοδο του cross docking έχουμε σαφέστατα μικρότερο lead time αλλά και μηδενικό απόθεμα ασφαλείας με αποτέλεσμα να υπάρχει πιθανότητα μη ικανοποίησης άμεσα κάποιας παραγγελίας. 3. Μια από τις σημαντικότερες διαφορές των παραπάνω μεθόδων διακίνησης είναι ότι οι κύκλοι εργασιών σε μια αποθήκη είναι πολύ μεγαλύτεροι σε σχέση με αυτούς των crossdocks. Αυτό δίνει ένα μεγάλο πλεονέκτημα στις επιχειρήσεις που ασχολούνται με το cross docking, καθώς μικρότεροι κύκλοι εργασιών μεταφράζεται σε συνεχείς ταμειακές ροές και ρευστότητα. Παράλληλα όμως αποτελεί και πρόκληση για αυτές καθώς για να πετύχει ένα τέτοιο σύστημα απαιτούνται προηγμένα συστήματα ανταλλαγής πληροφοριών δεδομένου ότι οι τελευταίες πρέπει να ανταλλάσσονται γρήγορα και σωστά σε όλα τα στάδια της εφοδιαστικής αλυσίδας. 4. Όπως έχει ήδη αναφερθεί το κόστος διαχείρισης του εξοπλισμού (material handling cost) σε μια αποθήκη είναι μεγαλύτερο από αυτό μιας εγκατάστασης cross docking. 5. Λόγω της άμεσης μεταφόρτωσης των εμπορευμάτων το αποθεματικό κόστος σε ένα crossdock είναι αμελητέο σε σχέση με αυτό μιας απλής αποθήκης. Σε αυτό το σημείο επισημαίνεται ότι το ελάχιστο αποθεματικό κόστος θα πρέπει να αξιολογηθεί

77 σχετικά με τυχόν απώλειες κερδών λόγω μη ύπαρξης αποθέματος και επομένως μη ικανοποίησης της ζήτησης. 6. Λόγω της πολυπλοκότητας του συστήματος υπάρχει μεγάλη ανάγκη συντονισμού των τμημάτων λειτουργίας μιας εγκατάστασης cross docking και επομένως ανάγκη για πολύ πιο αποδοτικά συστήματα πληροφοριών, σε αντίθεση με τις απλές αποθήκες όπου τέτοια συστήματα δεν απαιτούνται. 7. Τέλος αξίζει να επισημανθούν οι διαφορές στην διαχείριση του στόλου οχημάτων της κάθε περίπτωσης. Επειδή η ροή των προϊόντων σε ένα κέντρο διανομής αποθήκη γίνεται με σταθερό βήμα ο στόλος των φορτηγών είναι σχετικά μικρότερος και ευκολότερα διαχειρίσιμος από αυτόν ενός crossdock. Αρκεί να αναφέρουμε ότι σε μια εγκατάσταση cross docking το αρμόδιο τμήμα καλείται να εξυπηρετήσει ταυτόχρονα φορτηγά που φτάνουν στις εισερχόμενες θύρες (IDs) και φορτηγά που αναχωρούν από τις εξερχόμενες (ODs). Για το λόγο αυτό μια τέτοια εγκατάσταση απαιτεί ένα προηγμένο σύστημα διαχείρισης του στόλου των οχημάτων της. Ορισμένες εταιρείες (π.χ. Wal Mart), δίνοντας μεγάλη βαρύτητα στην διαχείριση του στόλου τους χρησιμοποιούν ακόμα και συστήματα που υποστηρίζονται από τον ιδιωτικό τους δορυφόρο. Από τα παραπάνω, καθίσταται σαφές το πόσο δαπανηρή μπορεί να αποβεί μια επένδυση cross docking σε σχέση με άλλες τεχνικές απλής αποθήκευσης. Καταλήγοντας, θα πρέπει να πούμε ότι η χρήση της μεθόδου cross docking δεν ενδείκνυται για την διανομή όλων των προϊόντων. Οι περισσότερες εταιρείες χρησιμοποιούν ένα συνδυασμό και των δυο μεθόδων, όπως η Wal Mart, η οποία διανέμει το 85% των προϊόντων της με την μέθοδο του cross-docking και το υπόλοιπο 15% χρησιμοποιώντας απλούς τρόπους αποθήκευσης

78 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 6. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ To cross docking είναι αποτέλεσμα της ανάγκης για μια πιο δυναμική και Just-In- Time αποθήκη. Η μέθοδος πετυχαίνει την εξάλειψη σχεδόν όλων των αποθεμάτων, την μείωση του εργατικού και μεταφορικού κόστους και την συντόμευση του χρόνου παράδοσης των προϊόντων. Όλα τα παραπάνω έχουν συμβάλλει ώστε το cross docking να γίνει ιδιαίτερα δημοφιλές στον τομέα των Logistics με αποτέλεσμα να έχουμε πληθώρα επιστημονικών ερευνών και δημοσιευμένων άρθρων. Οι έρευνες εξετάζουν διαφορετικές πτυχές της λειτουργίας των crossdocks αλλά και της βελτιστοποίησης της απόδοσης του συνολικού συστήματος. Οι Moore και Roy (1998) και Schaffer (1997) μιλούν για τους σημαντικότερους παράγοντες που συμβάλλουν στην επιτυχή εφαρμογή του cross docking. Επισημαίνουν ότι οι σχέσεις των προμηθευτών αλλά και όσων εμπλέκονται στην λειτουργία της εφοδιαστικής αλυσίδας πρέπει να είναι αξιόπιστες ώστε τα προϊόντα να παραδοθούν στο σωστό χρόνο, στην σωστή ποσότητα και προπάντων στην σωστή ποιότητα. Τέλος, οι μεταφορές θα πρέπει να είναι αξιόπιστες για να αποτραπούν τυχόν καθυστερήσεις που μπορεί να προκαλέσουν δυσαρέσκεια στους πελάτες. Στη συνέχεια, στηριζόμενοι στην υπάρχουσα βιβλιογραφία κατηγοριοποιούμε σε δυο ομάδες τις σημαντικότερες επιστημονικές αναφορές σχετικές με την λειτουργία ενός συστήματος cross docking. Η πρώτη βασίζεται στις διαδικασίες παραλαβής και αποστολής προϊόντων, οι οποίες λαμβάνουν χώρα στις εισερχόμενες και εξερχόμενες θύρες αντίστοιχα, και η δεύτερη στις εσωτερικές διαδικασίες της εγκατάστασης. Ξεκινώντας από την πρώτη κατηγορία, ο Schaffer (1997) εξετάζει λεπτομερώς τον τρόπο με τον οποίο η μέθοδος cross docking μπορεί να βελτιώσει την αποδοτικότητα ενός κέντρου διανομής. Συγκεκριμένα αναφέρει ότι η αποτελεσματικότητα μπορεί να βελτιωθεί με την αντιμετώπιση των προβλημάτων λειτουργίας και σχεδιασμού των εργασιών που εκτελούνται στις θύρες του κέντρου διανομής. Επίσης αντιμετωπίζοντας και θέματα σχεδιασμού της εγκατάστασης όπως είναι το σχήμα και το μέγεθός του. Οι Aickelin και Adewunmi (2006) παρουσιάζουν το πρόβλημα κατανομής των θυρών σε ένα crossdock

79 (crossdock door assignment problem) και στοχεύουν στην βελτιστοποίηση της διάταξης των εισερχόμενων (IDs) και εξερχόμενων θυρών (ODs) στην εγκατάσταση αλλά και στην αποτελεσματικότερη κατανομή των προορισμών των φορτίων για τις ODs. Για να βρεθεί μια βέλτιστη λύση η προσέγγιση του παραπάνω προβλήματος γίνεται με την βοήθεια μιμητικών αλγορίθμων (Memetic algorithms). Στην ίδια κατεύθυνση κινούνται και οι Bermudez και Cole (2002) αντιμετωπίζοντας το πρόβλημα της κατανομής των θυρών αυτή τη φορά με την βοήθεια ενός γενετικού αλγορίθμου (Genetic Αlgorithm). Ο αλγόριθμος χρησιμοποιείται ως ένα μέσο ελαχιστοποίησης του κόστους διαχείρισης εξοπλισμού και της συμφόρησης μέσα σε μια εγκατάσταση, με την βοήθεια και κάποιων περίπλοκων περιορισμών. Οι Arabani, Ghomi και Zandieh (2009) προσεγγίζουν και αυτοί το πρόβλημα του προγραμματισμού των εισερχόμενων και εξερχόμενων φορτίων βασισμένοι στην λογική του Just-in-Time. Δίνουν μεγάλη βαρύτητα στον βέλτιστο συντονισμό και προγραμματισμό των ITs και OTs καθώς θεωρούν ότι με αυτό τον τρόπο η διανομή των προϊόντων είναι αποτελεσματικότερη και πιο ακριβής. Τέλος, προτείνουν μεταευρετικούς αλγορίθμους για την αντιμετώπιση των καθυστερήσεων αλλά και των πρώιμων αφίξεων σε ένα crossdock. Οι Boysen, Fliedner και Scholl (2008) υποστηρίζουν ότι η αποτελεσματικότητα ενός συστήματος cross docking εξαρτάται κυρίως από τον συντονισμό των εισερχόμενων και εξερχόμενων φορτηγών. Για το λόγο αυτό επιλύουν το πρόβλημα προγραμματισμού των φορτηγών (truck scheduling problem), το οποίο γενικά περιλαμβάνει την ανάθεση των κάθε ITs και OTs σε μια συγκεκριμένη θύρα του crossdock και τον καθορισμό προγράμματος αντιστοίχισης όλων των φορτηγών σε θύρες. Επιπλέον, σύμφωνα με τους συγγραφείς ο συγχρονισμός της εισερχόμενης και εξερχόμενης ροής των προϊόντων βοηθάει στο να μειωθούν οι καθυστερήσεις των φορτίων μέσα στην μονάδα. Ο συγχρονισμός αυτός πετυχαίνετε με ελαχιστοποίηση του συνολικού χρόνου αποπεράτωσης των εργασιών (makespan) μέσα στην εγκατάσταση. Τέλος, επειδή το truck scheduling problem είναι αρκετά πολύπλοκο απλοποιείται από τους ερευνητές έτσι ώστε «μια εισερχόμενη θύρα να εξυπηρετεί μια εξερχομένη». Έχοντας τον ίδιο σκοπό, δηλαδή αυτόν της ελαχιστοποίησης του makespan, οι Chen και Lee (2009) χρησιμοποιούν στην μελέτη τους το πρόβλημα προγραμματισμού δυο μηχανών σε ένα crossdock, σύμφωνα με το οποίο για να γίνει μια εργασία στην δεύτερη

80 μηχανή πρέπει πρώτα να έχουν ολοκληρωθεί κάποιες άλλες στην πρώτη μηχανή. Οι συγγραφείς αποδεικνύουν πρώτα ότι το πρόβλημα είναι NP-hard και στη συνέχεια κάνουν μια πολυωνυμική προσέγγισή του αναπτύσσοντας τους κατάλληλους αλγορίθμους. Ακόμα κατασκευάζεται ένας αλγόριθμος branch-and-bound ο οποίος σύμφωνα με τα αποτελέσματα της μελέτης μπορεί να επιλύσει μέχρι και 60 εργασίες σε ένα εύλογο χρονικό διάστημα. Η ελαχιστοποίηση του makespan απασχόλησε και τους Arabani, Ghomi και Zandieh (2010) οι οποίοι προτείνουν μεταευρετικές τεχνικές για να βρεθεί η βέλτιστη συχνότητα άφιξης και αναχώρησης των εισερχόμενων και εξερχόμενων φορτηγών αντίστοιχα σε μια crossdock εγκατάσταση. Σε ένα άλλο άρθρο του ο Boysen (2010) αντιμετωπίζει το truck scheduling problem σε ένα crossdock με μηδενικό όμως απόθεμα (zero-inventory) ενδιάμεσα. Αναφέρεται σε μια ειδική περίπτωση μεταφοράς φορτίων κατά την οποία τα προϊόντα μεταφέρονται με φορτηγά ψυγεία και δεν επιτρέπουν την προσωρινή αποθήκευσή τους στην μονάδα. Η λύση που προτείνεται βασίζεται σε ευρετικές μεθόδους. Στην ίδια κατεύθυνση κινούνται και οι Vahdani, Soltani και Zandieh (2009) αντιμετωπίζοντας το πρόβλημα του προγραμματισμού των φορτηγών χωρίς την χρήση προσωρινής αποθήκευσης στην εγκατάσταση. Αυτό που προτείνεται είναι τα προϊόντα που χρειάζονται προσωρινή αποθήκευση να μην ξεφορτώνονται αλλά να παραμένουν στα φορτηγά, και όταν χρειαστεί να ξεφορτώσουν και το υπόλοιπο φορτίο να πλησιάσουν ξανά στις θύρες της μονάδας. Για τον σχεδιασμό του παραπάνω πολύπλοκου προβλήματος παρουσιάζουν δυο μεταευρετικούς αλγορίθμους, τον GA (genetic algorithm) και τον EM (electromagnetism-like algorithm). Οι Chen et al. (2006) διαφοροποιούνται λίγο από τους υπόλοιπους καθώς δεν εξετάζουν μια εγκατάσταση αλλά ένα δίκτυο από crossdocks. Ο στόχος και σε αυτή την περίπτωση είναι η μείωση του makespan, λαμβάνοντας υπόψη όμως χρόνους παραλαβής και αποστολής προϊόντων, χωρητικότητες αποθηκών και κόστος διαχείρισης αποθεμάτων. Προτείνονται και εδώ ευρετικές μέθοδοι βελτιστοποίησης όπως οι αλγόριθμοι simulated annealing και tabu search. Οι Yu και Egbelu (2008) δίνουν βαρύτητα στον συντονισμό των εισερχόμενων και εξερχόμενων φορτηγών στις κατάλληλες θύρες και στον κατάλληλο χρονικό προγραμματισμό. Σκοπός τους είναι η ελαχιστοποίηση του συνολικού χρόνου λειτουργίας

81 ή η μεγιστοποίηση της απόδοσης του συστήματος cross-docking με παράλληλη χρήση χώρου προσωρινής αποθήκευσης στις εξερχόμενες θύρες. Οι Forouharfard και Zandieh (2010), αντιμετωπίζοντας και αυτοί το πρόβλημα του συντονισμού των φορτηγών, θέτουν ως αντικειμενικό σκοπό της μελέτης τους την μείωση του συνολικού αριθμού των εμπορευμάτων που αποθηκεύονται προσωρινά, καθώς με αυτό τον τρόπο μειώνεται το κόστος λειτουργίας της μονάδας. Για την επίλυσή του αναπτύσσουν ένα Ιμπεριαλιστικό Ανταγωνιστικό Αλγόριθμο (Imperialist Competitive Algorithm-ICA) και τα αποτελέσματα που εξάγονται συγκρίνονται με αυτά ενός γενετικού αλγορίθμου. Οι Vahdani και Zandieh (2010) έχοντας ως στόχο την ελαχιστοποίηση του συνολικού λειτουργικού χρόνου της εγκατάστασης παραθέτουν μια σύγκριση πέντε μεταευρετικών αλγορίθμων για τον προγραμματισμό των φορτηγών στις θύρες. Οι αλγόριθμοι αυτοί είναι ο genetic algorithm (GA), ο tabu search (TS), ο simulated annealing (SA), ο electromagnetism-like algorithm (EMA) και ο variable neighborhood search (VNS). Σύμφωνα με τα αποτελέσματά τους ο τελευταίος είναι και ο πιο αποδοτικός σε ένα κέντρο διανομής cross-docking. Οι Chen, Fan και Tang (2009) εξετάζουν την αποδοτικότητα του συστήματος cross docking από την σκοπιά του προγραμματισμού των εργασιών που εκτελούνται κατά την άφιξη και την αναχώρηση των προϊόντων. Χρησιμοποιούν το πρόβλημα προγραμματισμού δυο μηχανών (two-machine flow shop problem) με σκοπό την ελαχιστοποίηση του συνολικού χρόνου διεκπεραίωσης των εργασιών σε ένα crossdock. Ο Alpan et al. (2010) μελετούν το πρόβλημα προγραμματισμού της μεταφόρτωσης των προϊόντων στα εξερχόμενα φορτηγά. Προσπαθούν να το βελτιστοποιήσουν με ελαχιστοποίηση του συνολικού κόστους που σχετίζεται με την μεταφόρτωση των εμπορευμάτων στην εγκατάσταση και για να το επιτύχουν αυτό παρουσιάζουν στο μεν πρώτο άρθρο ευρετικές τεχνικές ενώ στο δεύτερο μια μέθοδο βασισμένη στον δυναμικό προγραμματισμό. Τέλος, αξίζει να αναφερθούμε και στο άρθρο των Boysen και Fliedner (2009) οι οποίοι κάνουν μια λεπτομερέστατη περιγραφή της λειτουργίας των crossdocks αλλά και όλων των διαδικασιών που λαμβάνουν χώρα στις εισερχόμενες θύρες, μέσα στην εγκατάσταση και στις εξερχόμενες θύρες. Επίσης, εξετάζουν και μια περίπτωση διαφοροποιημένη από τις έως

82 τώρα έρευνες. Σύμφωνα με αυτή, ενώ τα υπόλοιπα άρθρα υποθέτουν ότι η αναχώρηση ενός OT γίνετε μόλις φορτωθούν όλα τα προϊόντα του αντίστοιχου προορισμού, οι Boysen και Fliedner προτείνουν τα OTs να αναχωρούν σε μια προκαθορισμένη χρονική στιγμή. Η αντικειμενική τους συνάρτηση αναφέρεται στην ελαχιστοποίηση του αριθμού των αποστολών που δεν πρόλαβαν να φορτωθούν μέχρι την αναχώρηση του OT, και έχει σκοπό την καλύτερη οργάνωση της εγκατάστασης αλλά και την καλύτερη εξυπηρέτηση των πελατών. Όλα τα παραπάνω άρθρα εστιάζουν στις διαδικασίες παραλαβής και αποστολής των προϊόντων, στον καταμερισμό των φορτηγών σε θύρες καθώς και στην διάταξη των εισερχόμενων και εξερχόμενων θυρών, με σκοπό την βελτιστοποίηση της αποδοτικότητας του συστήματος cross-docking. Αρκετά άρθρα που συναντάμε στην βιβλιογραφία των crossdocks όμως, επικεντρώνουν το ενδιαφέρον τους και στις διεργασίες που συμβαίνουν μέσα σε αυτό. Στη συνέχεια παραθέτουμε τα πιο σημαντικά από αυτά. Ο Peck (1983) στο άρθρο του επισημαίνει ότι ελαχιστοποιώντας την συνολική διαδρομή που κάνουν τα μηχανήματα και οι εργάτες μέσα σε μια cross docking εγκατάσταση βελτιώνεται η παραγωγικότητα της μονάδας. Οι Tsui και Chang (1990) παρουσιάζουν μια εμπειρική μέθοδο όπου καθορίζεται σε ποια θύρα υποδοχής θα εξυπηρετείται κάθε εισερχόμενο φορτηγό και σε ποια θύρα αποστολής κάθε εξερχόμενο ώστε να ελαχιστοποιηθεί η απόσταση που διανύουν τα προϊόντα μέσα στην αποθήκη. Ο Gue (1995) παρουσίασε ένα LP model (Linear Programming model) για να καθορίσει την ροή των προϊόντων σε μια εγκατάσταση crossdock, η οποία ροή επηρεάζεται από τον επιβλέποντα που αναθέτει κάθε φορά σε ποια θύρα θα ξεφορτώσει το εισερχόμενο φορτηγό. Σύμφωνα με το άρθρο η επιρροή αυτή υπολογίζεται χρησιμοποιώντας μια παράμετρο. Οι Bartholdi και Gue (2000) χρησιμοποίησαν μια μέθοδο εναλλαγής των θυρών (IDs) που επρόκειτο να δεχτούν τα εισερχόμενα φορτηγά (ITs) με σκοπό την ελαχιστοποίηση του χρόνου μετακίνησης των εργαζομένων μέσα στην μονάδα αλλά και του χρόνου αναμονής τους λόγω της συμφόρησης που μπορεί να προκληθεί. Οι Vis and Roodbergen (2002) σε μια προσπάθεια να ελαχιστοποιήσουν τις αποστάσεις μεταφοράς των φορτίων από τα

83 περονοφόρα μηχανήματα πρότειναν την δημιουργία χώρου προσωρινής αποθήκευσης των εισερχόμενων προϊόντων μέσα στην μονάδα. Το πρόβλημα αυτό αντιμετωπίστηκε σαν δίκτυο και επιλύθηκε παρόμοια με το πρόβλημα ροής ελάχιστου κόστους (minimum cost flow problem). Σε επόμενο άρθρο τους (2008) προχωρούν ένα βήμα ακόμη καθώς εφαρμόζουν στην πράξη όλα τα παραπάνω και παρουσιάζουν την αποδοτικότητα και αποτελεσματικότητα της μεθόδου. Τέλος αποδεικνύουν ότι η προσέγγιση τους είναι πολύ καλύτερη από οποιαδήποτε άλλη κοινή εμπειρική μέθοδο. Οι Bartholdi και Gue (2004) παρουσιάζουν λεπτομερώς στο άρθρο τους το καλύτερο σχήμα που πρέπει να έχει μια εγκατάσταση crossdock. Διαπιστώνουν ότι καθώς αυξάνεται το μέγεθος της μονάδας οι πιο αποδοτικές είναι αυτές σε σχήμα I, T, και X διαδοχικά. Επίσης η επιλογή μιας εγκατάστασης σε σχήμα T από μια σε σχήμα I και X από μια σε T εξαρτάται από τον αριθμό των θυρών της μονάδας και την συγκέντρωση ροής τους. Τα αποτελέσματά τους έδειξαν ότι ένα crossdock σε σχήμα I είναι πιο αποδοτικό για εγκαταστάσεις που έχουν μέχρι 150 θύρες. Αυτά σε σχήμα T είναι καλύτερα για εγκαταστάσεις μεσαίου μεγέθους, δηλαδή από 150 έως 200 θύρες, και τέλος αυτά σε σχήμα X για εγκαταστάσεις με πάνω από 200 θύρες. Ο Gue (1999) επικεντρώνει το ενδιαφέρον του στην ελαχιστοποίηση του εργατικού κόστους και προσεγγίζει το πρόβλημα προτείνοντας μια μέθοδο βασισμένη στο μοντέλο ροής υλικών (material flow model). Σύμφωνα με το άρθρο του, ο υπεύθυνος που αναθέτει κάθε φορά σε ποια θύρα θα ξεφορτώσει το εισερχόμενο φορτηγό ακολουθεί μια πολιτική πρόβλεψης του προγραμματισμού εισερχόμενης ροής των εμπορευμάτων (look ahead scheduling). Συγκρίνοντας την πολιτική που πρότεινε με αυτή του first-come-first-served (FCFS) που εφαρμόζονταν από πολλές εταιρείες, τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το κόστος μετακίνησης των εργατών μειώθηκε κατά 15-20% (3-4% του συνολικού εργατικού κόστους). Επίσης, η κατανομή των εργασιών (layouts) σύμφωνα με το μοντέλο ροής υλικών κατάφερε να πετύχει περαιτέρω μείωση του κόστους μετακίνησης των εργατών μέσα στην μονάδα. Η μείωση αυτή κυμαίνεται από 3 έως 30% ανάλογα με το πόσο πολύπλοκο είναι ένα φορτίο και ανάλογα με την ούρα αναμονής των εισερχόμενων φορτηγών. Οι Bozer και Carlo (2008) για να ελαχιστοποιήσουν τον χρόνο επεξεργασίας μέσα στην εγκατάσταση, ο οποίος εξαρτάται από την διανυόμενη απόσταση, παραθέτουν μια εμπειρική μέθοδο εφαρμοσμένη

84 σε μια εγκατάσταση cross docking ορθογώνιου σχήματος και 32 θυρών. Όλα αυτά υποθέτοντας ότι ο καταμερισμός των εισερχόμενων φορτίων στις αντίστοιχες θύρες είναι προγραμματισμένος σε νυχτερινή βάση ενώ αυτός των εξερχόμενων αντιστοιχεί σε μόνιμες θύρες και είναι προκαθορισμένος από μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο. Οι Alvarez-Perez, Gonzalez-Velarde και Fowler (2008) προσπάθησαν να ελαχιστοποιήσουν το χρόνο παραμονής των φορτίων μέσα στην μονάδα χρησιμοποιώντας την τεχνική του Just-in-Time scheduling ώστε να εκτελούνται όλες οι εργασίες σε καθορισμένο χρονοδιάγραμμα. Αντιμετώπισαν το πρόβλημα σαν ένα NP-hard και η επίλυση του βασίστηκε σε ένα συνδυασμό δυο μεταευρετικών τεχνικών (metaheuristics), αυτό της GRASP και της Tabu Search. Οι Li, Lim και Rodrigues (2004) στο άρθρο τους επιλύουν το ίδιο πρόβλημα αλλά με τη χρήση γενετικών αλγορίθμων. Οι Wang και Regan (2008) εξετάζοντας την μείωση του χρόνου που ξοδεύει το φορτίο μέσα σε ένα crossdock, χρησιμοποιούν πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο (real time) για την μεταφορά των εμπορευμάτων μέσα στην μονάδα και τον προγραμματισμό της ουράς των εισερχόμενων φορτηγών. Επίσης στο άρθρο τους παρουσιάζεται μια σύγκριση διαφόρων στρατηγικών, όπως first-come-first-served (FCFS), look-ahead scheduling, minimum processing time, και minimum total time policies, με αυτή που προτείνουν οι συγγραφείς και σύμφωνα με τα αποτελέσματα τους η τελευταία είναι πιο αξιόπιστη και πιο αποδοτική. Οι Lim, Ma και Miao (2006) θέτουν ως αντικειμενικό σκοπό της εργασίας τους την ελαχιστοποίηση της συνολικής μεταφοράς των φορτίων μέσα σε μια εγκατάσταση. Λαμβάνοντας υπόψη όλους τους περιορισμούς μιας τέτοιας εγκατάστασης, όπως η ουρά των φορτηγών που μπορεί να προκληθεί από τον μικρό αριθμό των θυρών αλλά και ο περιορισμένος χώρος αποθήκευσης, παρουσιάζουν μια ευρετική μέθοδο για την επίλυση του παραπάνω προβλήματος. Αυτή περιλαμβάνει ένα συνδυασμό Ακέραιου Προγραμματισμού και δυο αλγορίθμων, του Γενετικού και του Tabu Search. Σε επόμενο άρθρο τους (2006) προσπαθούν να πετύχουν την βέλτιστη κατανομή των φορτηγών σε θύρες ώστε να μειωθεί στο ελάχιστο το λειτουργικό κόστος των φορτίων καθώς και ο συνολικός αριθμός των ανεκπλήρωτων αποστολών. Αντιμετωπίζουν το πρόβλημα βελτιστοποιώντας το συνολικό κόστος, του αθροίσματος δηλαδή του συνολικού

85 λειτουργικού κόστους της εγκατάστασης και του κόστους των ανεκπλήρωτων αποστολών, και παρουσιάζουν ένα μοντέλο Ακέραιου Προγραμματισμού σε συνδυασμό με έναν Γενετικό αλγόριθμο για την επίλυσή του. Συνοψίζοντας, στόχος του cross docking είναι η μείωση του λειτουργικού κόστους, το οποίο επηρεάζεται κυρίως από το εργατικό κόστος, η ελαχιστοποίηση του συνολικού χρόνου αποπεράτωσης των εργασιών (makespan) και η βελτιστοποίηση της διαδικασίας μετακίνησης των φορτίων ανάμεσα στις εισερχόμενες και εξερχόμενες θύρες μιας crossdock εγκατάστασης. Σύμφωνα με την υπάρχουσα επιστημονική βιβλιογραφία οι στόχοι αυτοί μπορούν να επιτευχθούν με τη χρήση κατάλληλων αντικειμενικών συναρτήσεων οι οποίες βασίζονται στις διαδικασίες παραλαβής και αποστολής προϊόντων αλλά και στις εσωτερικές διαδικασίες της εγκατάστασης. Τα περισσότερα άρθρα εστιάζουν μεμονωμένα είτε στις διαδικασίες παραλαβής και αποστολής των προϊόντων και στον καταμερισμό των φορτηγών στις αντίστοιχες θύρες, είτε στην σειρά με την οποία ανατίθενται σε θύρες τα εισερχόμενα και τα εξερχόμενα φορτηγά, είτε στην διάταξη των εισερχόμενων και εξερχόμενων θυρών, με σκοπό την βελτιστοποίηση της αποδοτικότητας του συστήματος cross docking. Ο στόχος της παρούσας μελέτης είναι η βελτίωση των διαδικασιών παραλαβής (receiving operations) και αποστολής (shipping operations) των προϊόντων που λαμβάνουν χώρα στις εισερχόμενες και εξερχόμενες θύρες της εγκατάστασης αντίστοιχα. Ο στόχος αυτός επιτυγχάνεται με την ενσωμάτωση έξι παραμέτρων σε μία ενιαία αντικειμενική συνάρτηση που παρέχει στον χρήστη του μοντέλου την δυνατότητα εφαρμογής, ταυτόχρονα ή και μεμονωμένα, πολλαπλών επιλογών βελτιστοποίησης των διεργασιών που λαμβάνουν μέρος μέσα στις εγκαταστάσεις ενός συστήματος cross docking. Παράλληλα δε, με τη εισαγωγή βαρών σε κάθε παράμετρο, ο χρήστης είναι σε θέση να αποφασίσει με σαφήνεια τον βαθμό επίδρασης των παραμέτρων αυτών στον καθορισμό της πολιτικής και της στρατηγικής που θα εφαρμοστούν για την αποδοτικότερη λειτουργία του συστήματος. Ένας δευτερεύων στόχος είναι η εξέταση της αποτελεσματικότητας και η σύγκριση της αποδοτικότητάς του για την επίτευξη βέλτιστων λύσεων με άλλες μεθοδολογίες και εργαλεία βελτιστοποίησης. Για την υλοποίηση του στόχου της εργασίας αναπτύσσεται ένα πολυκριτηριακό μοντέλο βελτιστοποίησης ενός συστήματος cross docking μέσω της ταυτόχρονης

86 θεώρησης και της αντίστοιχης εφαρμογής διαφορετικών βαρών. Κατ αυτόν τον τρόπο εισάγουμε: 1. τον ολικό χρόνο εξυπηρέτησης των εισερχόμενων φορτηγών, δίνοντας βαρύτητα και στον χρόνο αναμονής των, 2. τον συνολικό χρόνο αναχώρησης των εξερχόμενων φορτηγών, 3. τον χρόνο αργοπορημένης αναχώρησης των εξερχόμενων φορτηγών μέσω της πραγματοποίησης πολιτικής μηδενικού αποθέματος (zero inventory policy), 4. την εφαρμογή Just-In-Time φιλοσοφίας στην παράδοση των παραγγελιών, 5. την διαφορά μεταξύ του χρόνου φόρτωσης του τελευταίου φορτηγού που αναχωρεί και του χρόνου εκφόρτωσης του πρώτου εισερχόμενου φορτηγού (makespan) και 6. την απόσταση της διαδρομής των φορτίων μέσα στις εγκαταστάσεις, σε μία ενιαία αντικειμενική συνάρτηση με στόχο την βελτιστοποίηση της απόδοσης και της ανταγωνιστικότητας ενός συστήματος cross docking που έχει ως αποτέλεσμα την βελτίωση της εξυπηρέτησης και της ικανοποίησης των πελατών. Η διαδικασία βελτιστοποίησης για την παραγωγή της βέλτιστης λύσης πραγματοποιείται με χρήση Γενετικών Αλγορίθμων, οι οποίοι αποτελούν αν όχι τη δημοφιλέστερη μια από τις δημοφιλέστερες μεταευρετικές τεχνικές για το πρόβλημα του προγραμματισμού φορτηγών και την ανάθεσή τους σε θύρες ενός συστήματος cross docking

87 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 7. ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΑ ΜΟΝΤΕΛΑ 7.1 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ CROSS-DOCKING Μια εγκατάσταση cross docking είναι ένας ενδιάμεσος κόμβος σε ένα δίκτυο διανομής και χρησιμοποιείται αποκλειστικά για τη μεταφόρτωση των εμπορευμάτων από τα φορτηγά. Η διαδικασία περιλαμβάνει την εκφόρτωση των προϊόντων από τα εισερχόμενα φορτηγά, την διαλογή και την συγκέντρωσή τους, και τέλος την αποστολή τους στους τελικούς πελάτες. Σε αντίθεση με τους υπόλοιπους τρόπους αποθήκευσης σε αυτή την περίπτωση τα εμπορεύματα δεν αποθηκεύονται με αποτέλεσμα να έχουμε μηδενικό ή σχεδόν μηδενικό απόθεμα. Αναλυτικότερα ένα σύστημα cross docking περιλαμβάνει τις εξής ενέργειες: φορτηγά (ITs) από τους διάφορους προμηθευτές φτάνουν στην εγκατάσταση με διαφορετικά προϊόντα το καθένα. Μετά την άφιξη, ανατίθενται σε κάποια εισερχόμενη θύρα (ID) για την εκφόρτωση των φορτίων τους, είτε από τους εργάτες είτε από τα περονοφόρα μηχανήματα (forklifts). Συχνά μπορεί να δημιουργηθούν ουρές έξω από τις θύρες καθώς υπάρχει το ενδεχόμενο μια ID να εξυπηρετεί ήδη ένα IT. Στη συνέχεια, γίνεται διαλογή των προϊόντων από το εργατικό δυναμικό της εγκατάστασης ανάλογα με την παραγγελία. Έπειτα τα προϊόντα συγκεντρώνονται σύμφωνα με τον τελικό τους προορισμό στις ODs ώστε να γίνει η αποστολή τους. Εφόσον όλα τα είδη προϊόντων που περιλαμβάνει μια παραγγελία φορτωθούν στα OTs αυτά αναχωρούν για τους τελικούς τους προορισμούς. Η διαδικασία επαναλαμβάνεται κάθε φορά που ένα φορτηγό φτάνει σε μια ID. Τέλος παρόμοια διαδικασία ανάθεσης των ITs σε IDs έχουμε και στην περίπτωση των εξερχόμενων φορτηγών όπου OTs ανατίθενται σε ODs. Στο παρακάτω Σχήμα 7.1 παρουσιάζεται ο τρόπος λειτουργίας μιας εγκατάστασης cross docking

88 Σχήμα 7.1 Σχηματική αναπαράσταση λειτουργίας εγκατάστασης cross docking Καθώς η διαδικασία της εκφόρτωσης είναι ταχύτερη από αυτή της φόρτωσης των εμπορευμάτων, ο αριθμός των θυρών παραλαβής (IDs) συνήθως είναι μεγαλύτερος από αυτόν της αποστολής (ODs) σε μια τέτοια εγκατάσταση. Κατά τη διαδικασία του crossdocking η ανάθεση των ODs σε τελικούς προορισμούς (πελάτες) αποτελεί μια μεσοπρόθεσμη απόφαση. Κάθε OT ξεκινά για ένα γνωστό προορισμό, ο οποίος έχει καθοριστεί από πριν, και το ίδιο ισχύει και κατά την ανάθεση των OTs σε ODs. Γενικότερα θα λέγαμε ότι σε κάθε προορισμό αντιστοιχεί μια OD, ενώ σε περίπτωση που αποστέλλονται μεγάλες ποσότητες εμπορευμάτων σε ένα προορισμό τότε χρησιμοποιούνται περισσότερες από μια θύρες για αυτόν. Οι προορισμοί των ODs δεν αλλάζουν σε μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο επειδή ένα crossdock εξυπηρετεί πελάτες μιας περιοχής και ο αριθμός τους είναι συνήθως σταθερός κατά την περίοδο αυτή. Επιπλέον, μια τέτοια στρατηγική αποτρέπει λάθη ή σύγχυση των εργαζομένων σε περίπτωση συχνής αλλαγής των θυρών

89 Από την άλλη πλευρά, το πρόβλημα της αντιστοίχισης των ITs σε IDs αποτελεί μια βραχυπρόθεσμη απόφαση. Καθώς φτάνουν συνεχώς ITs, ο αριθμός τους μπορεί να υπερβεί αυτόν των θυρών της εγκατάστασης με αποτέλεσμα τα φορτηγά να περιμένουν σε μια ουρά έως ότου εξυπηρετηθούν. Συνεπώς υπάρχει ανάγκη καθορισμού των θυρών στις οποίες θα εξυπηρετηθεί κάθε IT (που) αλλά και της σειράς με την οποία θα εξυπηρετηθούν (πότε). Αναφερόμαστε δηλαδή στο πρόβλημα του truck door assignment (ανάθεση των φορτηγών σε θύρες) και του truck scheduling (προγραμματισμός των φορτηγών) αντίστοιχα. Τα δυο αυτά προβλήματα είναι ιδιαίτερα σημαντικά στην διαδικασία του cross-docking καθώς επηρεάζουν τη ροή των εισερχόμενων και εξερχόμενων προϊόντων στην εγκατάσταση, επομένως και την απόδοση και αποτελεσματικότητα ενός cross-docking συστήματος. 7.2 ΣΤΟΧΟΙ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ Τα δυο προβλήματα που περιεγραφήκαν πιο πάνω σχετίζονται με τις διαδικασίες παραλαβής (receiving operations) και αποστολής (shipping operations) των προϊόντων που λαμβάνουν χώρα στις εισερχόμενες και στις εξερχόμενες θύρες της εγκατάστασης αντίστοιχα. Στη συνέχεια περιγράφονται οι αντικειμενικές συναρτήσεις που συναντάμε στην βιβλιογραφία και οι οποίες χρησιμοποιούνται για την βελτιστοποίηση των δυο παραπάνω προβλημάτων θεωρώντας ως παραμέτρους το κόστος, τις αποστάσεις και τα προϊόντα Ελαχιστοποίηση της συνολικής απόστασης που διανύουν τα ανυψωτικά μηχανήματα (forklift trucks) Μόλις φτάσει ένα φορτηγό σε μια καθορισμένη OD τα προϊόντα μεταφέρονται και πάλι με τη βοήθεια των forklifts από τους χώρους αυτούς στα OTs. Είναι φανερό λοιπόν ότι ο καθορισμός των χώρων προσωρινής αποθήκευσης για τα φορτία που φτάνουν στην εγκατάσταση είναι σημαντικότατος και επιτυγχάνεται με ελαχιστοποίηση της απόστασης που διανύουν τα forklifts. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την καλύτερη οργάνωση της μονάδας,

90 οπότε και την δυνατότητα εξυπηρέτησης μεγαλύτερου όγκου φορτίων, αλλά και την εξοικονόμηση κόστους εξοπλισμού (λιγότερα forklifts, καύσιμα κ.α.) Ελαχιστοποίηση της συνολικής απόστασης που διανύουν οι εργάτες Η διακίνηση των φορτίων μέσα σε ένα crossdock σχετίζεται άμεσα με το εργατικό κόστος, καθώς οι εργάτες είναι αυτοί που ξεφορτώνουν, ταξινομούν και μεταφέρουν τα φορτία από τις εισερχόμενες θύρες στις εξερχόμενες. Η αποτελεσματικότητα των εργατών εξαρτάται κυρίως από το πώς ανατίθενται τα φορτηγά στις θύρες γύρω από την εγκατάσταση σύμφωνα με τη διάταξη των IDs και ODs. Ένας καλός σχεδιασμός ανάθεσης των φορτηγών σε θύρες μειώνει την διανυόμενη απόσταση των εργατών, επομένως και το εργατικό κόστος, ενώ παράλληλα αποτρέπει την δημιουργία συμφόρησης (congestion) που μπορεί να προκληθεί μέσα στην εγκατάσταση. Συνοψίζοντας, η αντικειμενική συνάρτηση της ελαχιστοποίησης της απόστασης που διανύουν οι εργάτες χρησιμοποιείται σε προβλήματα αντιστοίχισης των ITs και OTs σε θύρες και έχει σκοπό τη μείωση του εργατικού κόστους λόγω της μεταφοράς των φορτίων από τις εισερχόμενες στις εξερχόμενες θύρες και τη μείωση του κόστους αναμονής των εργατών λόγω συμφόρησης Ελαχιστοποίηση του μεταφορικού και του αποθεματικού κόστους Η αντικειμενική συνάρτηση αυτή χρησιμοποιήθηκε από τον Chen et al. (2006) με σκοπό την ελαχιστοποίηση του συνολικού κόστους σε ένα σύστημα cross docking. Σύμφωνα με τον συγγραφέα το κόστος αυτό αποτελείται από δυο επιμέρους κόστη: το κόστος λόγω μεταφοράς των προϊόντων (transportation cost) από τους προμηθευτές στην εγκατάσταση και από την εγκατάσταση στους πελάτες, και το κόστος λόγω της διατήρησης αποθέματος (inventory cost) στην εγκατάσταση. Αν και στις περισσότερες περιπτώσεις το δεύτερο είναι πολύ μικρότερο σε σχέση με το πρώτο, δίνεται ιδιαίτερη σημασία σε αυτό καθώς εκφράζει το κόστος λόγω καθυστερήσεων που μπορεί να προκύψουν κατά την αποστολή των φορτίων στους πελάτες

91 7.2.4 Ελαχιστοποίηση του κόστους διαχείρισης της εγκατάστασης και του κόστους λόγω ανεκπλήρωτης αποστολής φορτίων Καθώς τα εισερχόμενα φορτηγά φτάνουν στις IDs της εγκατάστασης υπάρχει περίπτωση να μην εξυπηρετηθούν λόγω περιορισμένου αριθμού των θυρών. Επομένως τα φορτηγά αυτά θα χρειαστεί να περιμένουν ή να επαναπροσδιοριστεί η νέα θύρα από την οποία θα εξυπηρετηθούν. Στις περιπτώσεις αυτές δημιουργείται ένα κόστος για όλες τις ανεκπλήρωτες αποστολές φορτίων από τα φορτηγά που περιμένουν. Το άθροισμα του παραπάνω κόστους (penalty cost for unfulfilled shipments) και του συνολικού κόστους διαχείρισης της εγκατάστασης (total operational cost) ελαχιστοποιείται από τον Lim et al. (2006) με σκοπό την βελτιστοποίηση του προβλήματος κατανομής των φορτηγών σε θύρες Ελαχιστοποίηση του συνολικού κόστους λόγω διατήρησης αποθέματος και του κόστους λόγω αντικατάστασης του εξερχόμενου φορτηγού Τα προϊόντα που φτάνουν σε ένα crossdock είτε φορτώνονται απ ευθείας σε ένα εξερχόμενο φορτηγό είτε αποθηκεύονται προσωρινά στην εγκατάσταση. Ο υπεύθυνος της μονάδας μπορεί να αποφασίσει την αντικατάσταση ενός φορτηγού στην εξερχόμενη θύρα με σκοπό να αποτρέψει την προσωρινή αποθήκευση των προϊόντων και να διευκολύνει την άμεση μεταφόρτωσή τους. Η απόφασή του αυτή όμως έχει κάποιο κόστος (truck replacement cost), το οποίο μαζί με το κόστος λόγω διατήρησης αποθέματος (inventory holding cost) εξετάζεται και ελαχιστοποιείται από τον Alpan et al (2010). Θα πρέπει να σημειωθεί ότι πρακτικές όπως η μείωση του αποθέματος και η αντικατάσταση των φορτηγών καθιστούν πολύ πιο ευέλικτο ένα σύστημα cross docking

92 7.2.6 Ελαχιστοποίηση του συνολικού αριθμού των αργοπορημένων αποστολών (εμπορευμάτων) Οι έως τώρα μελέτες που έχουμε αναφερθεί προϋποθέτουν ότι τα εξερχόμενα φορτηγά φεύγουν από τις θύρες μόλις φορτωθούν όλα τα εμπορεύματα που απευθύνονται σε έναν προορισμό. Μια διαφορετική περίπτωση που εξετάζουν οι Boysen και Fliedner (2009), είναι αυτή όπου τα φορτηγά αναχωρούν σε μια προκαθορισμένη χρονική στιγμή. Με αυτό τον τρόπο αναπτύσσετε μια πιο αξιόπιστη και σταθερή ροή των φορτηγών σε ένα crossdock, καθώς αυτά ακολουθούν ένα συγκεκριμένο πρόγραμμα. Όλα τα εμπορεύματα των αντίστοιχων προορισμών, που φτάνουν στην μονάδα πριν αναχωρήσει το εξερχόμενο φορτηγό, φορτώνονται σε αυτό και αποστέλλονται την ίδια ημέρα. Τα υπόλοιπα που φτάνουν καθυστερημένα, αποθηκεύονται στην εγκατάσταση και φορτώνονται την επόμενη ημέρα όπου ένα άλλο φορτηγό θα εξυπηρετήσει τον προορισμό. Σε μια τέτοια περίπτωση θα πρέπει να εστιάσουμε στον αριθμό (σταθμισμένο) των αποστολών που αναβάλλονται για την επόμενη ημέρα και πιο συγκεκριμένα στην ελαχιστοποίησή του Ελαχιστοποίηση του συνολικού αριθμού των προϊόντων που αποθηκεύονται προσωρινά Η μέθοδος cross docking είναι ένας νέος τρόπος βελτίωσης του χρόνου ανταπόκρισης των προμηθευτών προς τους πελάτες, καθώς τα προϊόντα δεν αποθηκεύονται στην εγκατάσταση αλλά μεταφέρονται κατευθείαν από τα εισερχόμενα φορτηγά στα εξερχόμενα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, όταν τα φορτία αποθηκεύονται για ένα σύντομο χρονικό διάστημα (10-15 ώρες), οι μονάδες διαθέτουν ένα χώρο προσωρινής αποθήκευσης μπροστά από τις εξερχόμενες θύρες όπου τα προϊόντα διατηρούνται έως ότου φτάσει το φορτηγό που θα τα παραλάβει. Η αντικειμενική συνάρτηση της ελαχιστοποίησης του συνολικού αριθμού των προϊόντων που διέρχονται από τον χώρο προσωρινής αποθήκευσης συναντάται σε προβλήματα προγραμματισμού εισερχόμενων και εξερχόμενων φορτηγών. Η μείωση ή

93 εξάλειψη της αποθήκευσης προϊόντων είναι ένας τρόπος μείωσης του συνολικού κόστους αλλά και βελτίωσης της αποδοτικότητας του συστήματος cross docking

94 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 8. ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΕΝΟΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ CROSS DOCKING 8.1 ΓΕΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΓΕΝΕΤΙΚΩΝ ΑΛΓΟΡΙΘΜΩΝ Η επίλυση του προβλήματος της παρούσας εργασίας, δηλαδή η εύρεση της βέλτιστης λύσης, δεδομένων των περιορισμών, του προγραμματισμού και της ανάθεσης των φορτηγών σε εισερχόμενες και εξερχόμενες θύρες, θα πραγματοποιηθεί με τη χρήση Γενετικών Αλγορίθμων. Οι πρώτες προσεγγίσεις για το πρόβλημα της ανάθεσης των εισερχόμενων και εξερχόμενων φορτηγών στις αντίστοιχες θύρες βασίζονται σε μοντέλα συνεχούς χρόνου (continuous time), όπου η έναρξη καθώς και η ολοκλήρωση μιας δραστηριότητας είναι μεταβλητές που καθορίζουν το αποτέλεσμα της διαδικασίας βελτιστοποίησης. Τα μαθηματικά μοντέλα που έχουν προταθεί έως τώρα βασίζονται στο γραμμικό πρόβλημα μεικτού ακεραίου (mixed integer linear problem MILP). Η επίλυση ενός MILP, η οποία βασίζεται σε αλγορίθμους branch-and-bound και branch-and-cut, μπορεί να είναι δύσκολη, και ορισμένες φορές ανεπαρκής, λόγω της πολυπλοκότητας που μπορεί να παρουσιάζει το πρόβλημα (όπως για παράδειγμα ο μεγάλος αριθμός των μεταβλητών και οι μη γραμμικοί περιορισμοί). Δεδομένης αυτής της πολυπλοκότητας, η ενδεχόμενη επιλογή ενός διαφορετικού αλγόριθμου θα απαιτούσε ένα μεγάλο χρονικό διάστημα μόνο και μόνο για να βρει την πρώτη ακέραια εφικτή λύση, ακόμα και αν το πρόβλημα ήταν σωστά διαμορφωμένο. Ως εναλλακτική λύση έχουν προταθεί ευρετικοί (heuristics) και μεταευρετικοί (metaheuristics) αλγόριθμοι οι οποίοι εφαρμόζονται στο πρόβλημα της ανάθεσης των φορτηγών σε θύρες και επιτρέπουν την επίλυση προβλημάτων μεγάλης κλίμακας. Συνήθως τέτοιες μέθοδοι παρέχουν λύσεις για μεγάλα προβλήματα, για τα οποία είναι αδύνατο να βρεθεί μια εφικτή λύση από μια ακριβής διαδικασία

95 Οι Γενετικοί Αλγόριθμοι αποτελούν μία από τις δημοφιλέστερες μεταευρετικές τεχνικές που μπορούν να αντιμετωπίσουν αποδοτικά τέτοιου είδους προβλήματα, εξαιτίας της ικανότητάς τους να μην παγιδεύονται σε τοπικά ακρότατα κατά τη διάρκεια της αναζήτησης για τη βέλτιστη λύση Η βάση των Γενετικών Αλγορίθμων Μια αυξητική τάση παρουσιάζεται τα τελευταία σαράντα χρόνια στην ανάπτυξη μεθόδων επίλυσης προβλημάτων με αλγορίθμους, οι οποίοι βασίζονται σε φυσικές διαδικασίες, όπως η Γενετική Εξέλιξη και η Κληρονομικότητα. Οι αλγόριθμοι αυτοί είναι γνωστοί στη διεθνή βιβλιογραφία με το όρο «Αλγόριθμοι Υπολογιστικής Νοημοσύνης ή Computational Intelligence» και είναι οι γενετικοί αλγόριθμοι, ο εξελικτικός προγραμματισμός, οι εξελικτικές στρατηγικές, η μέθοδοι τοπικής αναζήτησης, τα συστήματα ταξινόμησης και τα νευρωνικά δίκτυα. Το 1958 παρατηρείται για πρώτη φορά η εμφάνιση των αλγορίθμων και συγκεκριμένα από τον Friedberg, όπου προσπάθησε να συνδυάσει μικρά προγράμματα Fortran. Στη συνέχεια, συστηματική ανάπτυξη γενετικών αλγορίθμων παρατηρήθηκε από τον Holland J. (1970) και την ερευνητική του ομάδα στο πανεπιστήμιο του Michigan, ενώ ακολούθησε το 1980 η πρώτη Διεθνής Διάσκεψη σχετικά με τους γενετικούς αλγορίθμους στο Πίτσμπουργκ της Πενσυλβάνιας (Γεωργόπουλος & Λυκοθανάσης, 1999). Την τελευταία δεκαετία, η σημαντική ανάπτυξη και βελτίωση εξέλιξη των δυνατοτήτων των μαζικά παράλληλων ηλεκτρονικών υπολογιστών, σε συνδυασμό με τα μειονεκτήματα των κλασσικών μεθόδων αναζήτησης και βελτιστοποίησης, κατέστησε τη χρήση των Αλγόριθμων Υπολογιστικής Νοημοσύνης ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα και την εφαρμογή τους σε πληθώρα προβλημάτων Η δομή και η μεθοδολογία επίλυσης των Γενετικών Αλγορίθμων Σε αρκετές περιπτώσεις το μέγεθος ενός προβλήματος καθιστά απαγορευτική τη χρήση κλασικών μεθόδων αναζήτησης για την επίλυσή του. Έτσι, σε αυτά τα προβλήματα

96 βρίσκουν εφαρμογή οι πιθανοκρατικοί αλγόριθμοι, οι οποίοι αν και δεν εγγυώνται ότι θα βρουν τη βέλτιστη λύση, είναι ικανοί να την προσεγγίσουν σε εύλογο χρονικό διάστημα. Μια κατηγορία τέτοιων αλγορίθμων επίλυσης προβλημάτων είναι οι Γενετικοί Αλγόριθμοι ή ΓΑ (Genetic Algorithms). Οι ΓΑ είναι μια εξελισσόμενη τεχνική αναζήτησης και βελτιστοποίησης πολύπλοκων προβλημάτων. Όπως αναφέρθηκε, ανήκουν στην κατηγορία των πιθανοκρατικών αλγορίθμων, όμως διαφέρουν σε μεγάλο βαθμό από τους αλγόριθμους που εφαρμόζουν τυχαίες μεθόδους αναζήτησης και βελτιστοποίησης, αφού εκτελούν αναζήτηση στο χώρο των υποψήφιων λύσεων, με στόχο την εύρεση αποδεκτών λύσεων, σύμφωνα με κάποιο κριτήριο. Η βασική ιδέα όπου στηρίζονται οι ΓΑ, είναι η μίμηση των μηχανισμών της φύσης, αναφορικά με την θεωρία της Εξέλιξης των Ειδών, η οποία αναπτύχθηκε από τον Δαρβίνο. Πιο συγκεκριμένα, όπως οι οργανισμοί έτσι και οι λύσεις ενός προβλήματος, μεταβιβάζουν κάποια χαρακτηριστικά από γενιά σε γενιά, μέσα από την εφαρμογή γενετικών τελεστών. Σαν αποτέλεσμα, οδηγούμαστε σταδιακά στην εξαφάνιση των «κακών λύσεων», ενώ παράλληλα οι «καλές λύσεις» αυξάνονται και βελτιώνονται. Η συσχέτιση αυτή των ΓΑ με τη φυσική Γενετική οδηγεί στον δανεισμό της ορολογίας από αυτή, όπως παρατηρείται και στη συνέχεια. Η δομή ενός απλού γενετικού αλγορίθμου έχει σε γενικές γραμμές ως εξής: Κατά την διάρκεια της επαναληπτικής εκτέλεσης, ο ΓA διατηρεί έναν πληθυσμό από πιθανές λύσεις. Οι λύσεις αυτές ονομάζονται άτομα και μπορεί να είναι είτε τυχαίες, είτε καθορισμένες (π.χ. από άλλον αλγόριθμο). Επειδή στους ΓΑ αναφερόμαστε σχεδόν πάντα σε άτομα με ένα χρωμόσωμα, οι λύσεις μπορούν να χαρακτηριστούν και ως χρωμοσώματα. Επίσης, τα χρωμοσώματα αποτελούνται από διάφορα στοιχεία, τα οποία ονομάζονται γονίδια και είναι διατεταγμένα σε γραμμική ακολουθία. Το κάθε γονίδιο είναι η αιτία που επηρεάζει την κληρονομικότητα ενός ή περισσοτέρων χαρακτηριστικών των χρωμοσωμάτων. Περνώντας από τη δομή στην μεθοδολογία επίλυσης των ΓΑ, κάθε λύση αξιολογείται (fitness) και δίνει ένα μέτρο της καταλληλότητας και ορθότητάς της. Αφού ολοκληρωθεί η αξιολόγηση όλων των χρωμοσωμάτων του αρχικού πληθυσμού, δημιουργείται ένας νέος πληθυσμός, ο οποίος προκύπτει από την επιλογή των πιο

97 κατάλληλων χρωμοσωμάτων του πληθυσμού της προηγούμενης γενιάς. Μερικά χρωμοσώματα από τον καινούριο αυτό πληθυσμό υφίστανται μετατροπές, με τη βοήθεια των διαδικασιών της μετάλλαξης (mutation) και της διασταύρωσης (crossover ή mating), σχηματίζοντας νέα χρωμοσώματα (νέες πιθανές λύσεις). Η διασταύρωση συνδυάζει τα γονίδια δύο χρωμοσωμάτων γονέων για να δημιουργήσει δύο νέους απογόνους, ανταλλάσσοντας αντίστοιχα κομμάτια από τους γονείς Οι παράμετροι και οι βασικές διαδικασίες των Γενετικών Αλγορίθμων Τέσσερις είναι οι κύριες παράμετροι που επηρεάζουν την απόδοση και το σχεδιασμό ενός γενετικού αλγορίθμου: Μέγεθος πληθυσμού (population size) Αριθμός γενεών (number of generations) Ρυθμός διασταύρωσης (crossover rate) Ρυθμός μετάλλαξης (mutation rate) Όπως είναι λογικό, όσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος του πληθυσμού και ο αριθμός των γενεών, τόσο πιο πιθανή είναι η εύρεση μιας ολικά βέλτιστης λύσης. Αυτό συνεπάγεται όμως αυξημένο υπολογιστικό κόστος και χρόνο επεξεργασίας, επομένως οι τιμές που θα λάβουν οι δύο αυτές παράμετροι είναι κρίσιμης σημασίας και εξαρτώνται από το μέγεθος και το είδος του εκάστοτε προβλήματος. Οι βασικές διαδικασίες που λαμβάνουν χώρα σε κάθε αλγόριθμο είναι τρεις: η αναπαραγωγή ή επιλογή, η διασταύρωση και η μετάλλαξη. Η αναπαραγωγή ή επιλογή (reproduction or selection) είναι η διαδικασία κατά την οποία τα χρωμοσώματα αντιγράφονται στην επόμενη γενιά αναλόγως της τιμής καταλληλότητάς τους, δηλαδή όσο μεγαλύτερη τιμή καταλληλότητας έχει ένα χρωμόσωμα τόσο περισσότερες φορές αντιγράφεται στην επόμενη γενιά. Με τον τρόπο αυτό τα καλύτερα χρωμοσώματα (καλύτερες λύσεις) έχουν περισσότερες πιθανότητες να υπερισχύσουν έναντι των χειροτέρων και να μεταβιβάσουν τα γονίδιά τους στην επόμενη γενιά, χωρίς όμως να παραβιάζεται η αρχή περί τυχαίας επιλογής και ποικιλομορφίας των λύσεων

98 Η διασταύρωση (crossover) είναι η διαδικασία κατά την οποία η ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ των χρωμοσωμάτων-γονέων οδηγεί στην παραγωγή απογόνων. Η διασταύρωση πραγματοποιείται μετά την αναπαραγωγή και ο ρυθμός διασταύρωσης παίρνει συνήθως μία τιμή από 0.4 έως 1 και εκφράζει την πιθανότητα να λάβει χώρα η διασταύρωση. Η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη τεχνική διασταύρωσης είναι η διασταύρωση δύο σημείων (Σχήμα 8.1). Στη διασταύρωση δύο σημείων (two points crossover) δημιουργούνται δύο τυχαίες θέσεις. Στους απογόνους αντιγράφονται από τον ένα γονέα τα αλληλόμορφα πριν και μετά τα σημεία διασταύρωσης, και από τον άλλο γονέα αυτά που είναι ανάμεσα στα σημεία διασταύρωσης. Η διαδικασία της διασταύρωσης μπορεί να πραγματοποιηθεί με περισσότερα από δύο σημεία διασταύρωσης. Ακόμη και όλα τα σημεία μπορούν να επιλεγούν για διασταύρωση, αν το επιθυμούμε. Σε αυτή την περίπτωση, κάθε γονίδιο έχει ίση πιθανότητα να προέλθει από τον ένα ή τον άλλο γονέα και μπορεί να υπάρχει σημείο διασταύρωσης μετά από οποιοδήποτε γονίδιο. Αυτή η ιδέα οδηγεί στη γενίκευση ότι θα μπορούσε κανείς, για παράδειγμα, να χρησιμοποιήσει έναν τυχαίο αριθμό σημείων διασταύρωσης σε κάθε επανάληψη. Σύμφωνα με την τεχνική αυτή, γίνεται τυχαία επιλογή δύο σημείων κατά μήκος των χρωμοσωμάτων και γίνεται ανταλλαγή γονιδίων μεταξύ αυτών για την παραγωγή απογόνων. Σχήμα 8.1 Διασταύρωση (crossover) τύπου δύο σημείων

99 Σχήμα 8.2 Διασταύρωση (crossover) τύπου ενός σημείου Μία άλλη τεχνική διασταύρωσης είναι η διασταύρωση ενός σημείου (single point crossover), την οποία εδώ παρουσιάζουμε χρησιμοποιώντας γονίδια που κωδικοποιούνται δυαδικά (βλέπε Σχήμα 8.2). Το σημείο διασταύρωσης επιλέγεται τυχαία κάπου στη σειρά των γονιδίων. Όλο το γενετικό υλικό μετά από το σημείο διασταύρωσης λαμβάνεται από τον ένα γονέα και όλο το υλικό μετά το σημείο διασταύρωσης λαμβάνεται από τον άλλο. Στον φυσικό κόσμο, ο βιολογικός γονικός οργανισμός προωθεί αντίγραφα του γενετικού του κώδικα στους απογόνους του. Συνήθως όμως, κάποιο λάθος στην αντιγραφή μπορεί να προκαλέσει μια ωφέλιμη αλλαγή. Ο σκοπός της μετάλλαξης (mutation) είναι να εισαγάγει θόρυβο και, ειδικότερα, νέα αλληλόμορφα γονίδια εντός του πληθυσμού. Η μετάλλαξη είναι χρήσιμη, γιατί βοηθάει να βρεθούν τα τοπικά ακρότατα που δεν έχουν ανακαλυφθεί ακόμα, δεδομένου ότι βοηθά να εξερευνηθούν νέες περιοχές του πολυδιάστατου χώρου λύσεων. Εάν ο ρυθμός μετάλλαξης είναι πολύ υψηλός, μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια καλών γονιδίων, με επακόλουθο να μειωθεί η εκμετάλλευση των περιοχών υψηλής καταλληλότητας του χώρου λύσεων. Για να πραγματοποιηθεί η μετάλλαξη, επιλέγεται πρώτα το ποσοστό m που θα καθορίσει το πλήθος των μελών στα οποία θα εφαρμοστεί η μετάλλαξη. Το ποσοστό m συνήθως είναι πολύ μικρό (< 10%) και πολλές φορές μηδενικό. Σε περίπτωση που το m είναι μηδενικό, δεν χρησιμοποιείται καθόλου ο τελεστής μετάλλαξης, με κίνδυνο ο ΓΑ να εγκλωβιστεί σε τοπικά ακρότατα ή να συγκλίνει πρόωρα

100 Σχήμα 8.3 Η διαδικασία της μετάλλαξης σε δυαδικές συμβολοσειρές Μόλις έχει επιλεγεί ένα γονίδιο για μετάλλαξη, η ίδια η μετάλλαξη μπορεί να λάβει διάφορες μορφές. Αυτό, πάλι, εξαρτάται από την υλοποίηση του γενετικού αλγόριθμου. Η μετάλλαξη στους ΓΑ υλοποιείται γενικά μέσω της τυχαίας αλλαγής κάποιων εκ των γονιδίων του χρωμοσώματος. Οι αλλαγές που επιφέρονται στα σχήματα από τη μετάλλαξη δεν έχουν σχέση με την απόδοσή τους. Στην περίπτωση της κωδικοποίησης με δυαδικό αλφάβητο (βλέπε Σχήμα 8.3), η απλή μετάλλαξη ενός μόνο γονιδίου οδηγεί στο συμπλήρωμα της τιμής αυτού του γονιδίου, δηλαδή το ένα 1 γίνεται 0 και το αντίστροφο. Καθώς παράγονται νέα χρωμοσώματα από την διαδικασία της αναπαραγωγής, πρέπει να παραχωρείται χώρος στον πληθυσμό, μια που το πλήθος των συνδυαζόμενων λύσεων που αναπαράγεται διατηρείται στατικό. Επομένως, χρωμοσώματα λύσεις απομακρύνονται από τον αρχικό πληθυσμό και αντικαθίστανται από νέες λύσεις, και έτσι προκύπτουν νέες γενιές λύσεων, οι οποίες ιδανικά είναι και πιο βέλτιστες. Η διαδικασία επαναλαμβάνεται όσο οι νέες γενιές λύσεων περιέχουν καλύτερα γονίδια (παράγουν μεγαλύτερο βαθμό απόδοσης) κατά μέσο όρο από τις προηγούμενες γενιές. Όταν ο πληθυσμός των λύσεων αρχίσει και συγκλίνει, περιέχει πολλά ίδια γονίδια δηλαδή παρόμοιες λύσεις, δεν θα παράγονται χρωμοσώματα τα οποία θα διαφέρουν κατά πολύ από προηγούμενες γενιές. Τότε, ο αλγόριθμος έχει συγκλίνει σε μια ομάδα λύσεων για το πρόβλημα που του ανατέθηκε (Σχήμα 8.4). Οι βασικές αποφάσεις που πρέπει να λάβει ένας χρήστης μπορούν να διαχωριστούν σε δύο κατηγορίες. Στην πρώτη κατηγορία εντάσσονται αποφάσεις που σχετίζονται α) με το αρχικό μέγεθος του πληθυσμού, β) τον αριθμό των επαναλήψεων (ή αλλιώς κριτήριο τερματισμού) και

101 γ) η μέθοδος και πιθανότητα των διαδικασιών διασταύρωσης και μετάλλαξης, οι οποίες συμβάλλουν στη διατήρηση της ποικιλότητας του πληθυσμού εισάγοντας νέα στοιχεία στα χρωμοσώματα. Η δεύτερη κατηγορία αφορά αποφάσεις που σχετίζονται με τη μέθοδο επιλογής και το μηχανισμό εκχώρησης της πιθανότητας που βασίζεται στην καταλληλόλητα. Οι πιο δημοφιλείς μέθοδοι είναι αυτή της ρουλέτας ή roulette wheel selection και του τουρνουά ή tournament selection. Σχήμα 8.4 Διάγραμμα ροής Γενετικού Αλγορίθμου

102 8.2 ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ Αντικειμενική συνάρτηση προτεινόμενου μοντέλου Το πρόβλημα το οποίο επιχειρείται να επιλυθεί στην παρούσα εργασία είναι η πολυκριτηριακή ανάθεση εισερχόμενων και εξερχόμενων φορτηγών στις αντίστοιχες θύρες για την βελτιστοποίηση των διαδικασιών παραλαβής και αποστολής των εμπορευμάτων μιας εγκατάστασης cross docking, διαδικασίες που αποτελούν ίσως το πιο σημαντικό κομμάτι της ομαλής λειτουργίας μιας αποθήκης τύπου crossdock. Επομένως, παρουσιάζεται ένα μοντέλο που χρησιμοποιεί δεδομένα συνεχούς χρόνου και που ενσωματώνει τις εξής μεταβλητές απόφασης οι οποίες συνεισφέρουν στη συνολική αντικειμενική συνάρτηση προς ελαχιστοποίηση: Ο ολικός χρόνος εξυπηρέτησης των εισερχόμενων φορτηγών. Ο συνολικός χρόνος αναχώρησης (departure time) των εξερχόμενων φορτηγών. Χρόνος αργοπορημένης αναχώρησης (tardiness) των φορτηγών. Χρόνος ολοκλήρωσης όλων των διεργασιών του συστήματος (makespan). Συνολική απόσταση της διαδρομής των φορτίων. Στο σημείο αυτό επισημαίνουμε ότι, στην περίπτωση του cross docking, η επίλυση του προβλήματος βασίζεται σε εκείνο του προγραμματισμού μιας μηχανής, όπου οι εργασίες (jobs) αντιστοιχούν στα φορτηγά ενώ οι μηχανές (machines) στις θύρες που τα εξυπηρετούν. Παρακάτω θα εξετάσουμε με περισσότερες λεπτομέρειες τι εκφράζουν οι μεταβλητές απόφασης η καθεμία ξεχωριστά. Πριν την άφιξη ακόμα ενός εισερχόμενου φορτηγού, μια εισερχόμενη θύρα πρέπει να προγραμματιστεί ώστε να είναι έτοιμη να δεχθεί ένα συγκεκριμένο φορτηγό. Μέσω της τεχνολογίας των πληροφοριών σε πραγματικό χρόνο, οι χρόνοι άφιξης των εισερχόμενων φορτηγών είναι γνωστοί εκ των προτέρων στους υπεύθυνους λειτουργίας της μονάδας. Κατά την άφιξη των φορτηγών, οι οδηγοί ελέγχονται στην πύλη της εγκατάστασης και οδηγούνται είτε απ ευθείας σε μια εισερχόμενη θύρα, είτε σε ένα ειδικό χώρο στάθμευσης μπροστά από αυτές. Ο λόγος που δεν εξυπηρετούνται αμέσως είναι οι περιορισμένοι διαθέσιμοι πόροι, όπως ο εξοπλισμός, το εργατικό δυναμικό και οι θύρες της εγκατάστασης. Ιδανικά, ο

103 προγραμματισμός και η ανάθεση των φορτηγών στις εισερχόμενες θύρες ξεκινά πριν φτάσουν τα φορτηγά στις εγκαταστάσεις. Για όλα τα φορτηγά που φτάνουν στις εγκαταστάσεις, τυχόν καθυστέρηση στην έναρξη εξυπηρέτησής τους μεταφράζεται σε μη παραγωγικό χρόνο αναμονής. Ο ολικός χρόνος εξυπηρέτησης περιλαμβάνει τον χρόνο αναμονής (waiting time) για την έναρξη της εξυπηρέτησης, που ισούται με τη διαφορά της στιγμής που ξεκινάει η εξυπηρέτηση μείον τη στιγμή άφιξης του φορτηγού (starting time - arrival time), και τον χρόνο εξυπηρέτησης (handling time HT) των φορτηγών και η ελαχιστοποίησή του αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους στόχους της βελτιστοποίησης της διαδικασίας cross docking. Η απόδοση της λειτουργίας μιας θύρας θα μπορούσε να μετρηθεί με το πόσο γρήγορα εξυπηρετεί τα εισερχόμενα φορτηγά δεδομένου ότι χρησιμοποιεί μια σταθερή ποσότητα πόρων. Μόλις τα φορτηγά τελειώσουν με την εκφόρτωση των εμπορευμάτων τους αναχωρούν, οπότε γίνεται αντιληπτό ότι μικρότερος χρόνος παραμονής στις εγκαταστάσεις των εισερχόμενων φορτηγών σημαίνει μικρότερος χρόνος αναμονής και εκφόρτωσης άρα και ταχύτερη εξυπηρέτηση. Οι κυριότεροι λόγοι που καθιστούν απαραίτητη την ελαχιστοποίηση του waiting time και του handling time των εισερχόμενων φορτηγών είναι: Πρώτον, ένας αποτελεσματικός προγραμματισμός της εξυπηρέτησης των εισερχόμενων φορτηγών μειώνει το συνολικό χρόνο που απαιτείται για την ολοκλήρωση όλων των διεργασιών (makespan) του συστήματος cross docking, συμπεριλαμβανομένου και της αναχώρησης των εξερχόμενων φορτηγών. Δεύτερον, εάν ο αριθμός των εισερχόμενων φορτηγών που περιμένουν στην ουρά ώστε να εξυπηρετηθούν αυξηθεί σε μεγάλο βαθμό, τότε μπορεί να ξεπεράσει την χωρητικότητα των διαθέσιμων χώρων στάθμευσης μπροστά από τις θύρες. Καθώς τυχόν επέκταση της χωρητικότητας μεταφράζεται σε επιπλέον κόστος, η καλύτερη επιλογή είναι η βελτίωση της αποτελεσματικότητας της εξυπηρέτησης των, μέσω της ανάθεσής των σε θύρες στις οποίες το κάθε φορτηγό θα εξυπηρετηθεί στο μικρότερο δυνατόν χρονικό διάστημα, αλλά και η μείωση του χρόνου αναμονής τους. Με αυτόν τον τρόπο έχουμε αποσυμφόρηση της ουράς και του χώρου στάθμευσης μπροστά από την μονάδα με αποτέλεσμα την ομαλότερη εξυπηρέτηση των φορτηγών

104 Τρίτον, καθυστερημένη έναρξη της εξυπηρέτησης των φορτηγών σημαίνει μη παραγωγικό χρόνο για τους οδηγούς, που τις περισσότερες φορές προκαλεί κούραση και γκρίνια στους τελευταίους. Τέλος, είναι σημαντικό η βελτιστοποίηση να γίνει στο συνολικό άθροισμα και των δυο χρόνων που περιγράψαμε και όχι μόνο στο starting time ή handling time διότι μείωση του χρόνου έναρξης της εξυπηρέτησης των φορτηγών δεν συνεπάγεται απαραίτητα και μείωση του χρόνου εξυπηρέτησης (εκφόρτωσης) των. Τα περισσότερα άρθρα της βιβλιογραφίας του cross docking έχουν ως αντικειμενικό σκοπό την βελτιστοποίηση του makespan της παραπάνω διαδικασίας. Ορίζουμε ως makespan το συνολικό χρόνο ολοκλήρωσης όλων των διεργασιών σε μια εγκατάσταση cross-docking, που λαμβάνουν χώρα από τη στιγμή που ένα εισερχόμενο φορτηγό φτάνει σε αυτό για να εκφορτώσει το εμπόρευμα έως τη στιγμή που το εξερχόμενο φορτηγό, αφού παραλάβει το εμπόρευμα, αποχωρεί για τον τελικό του προορισμό. Το makespan περιλαμβάνει διαδικασίες παραλαβής, ταξινόμησης και αποστολής φορτίων. Η ελαχιστοποίηση του χρόνου επεξεργασίας και ολοκλήρωσης των παραπάνω διαδικασιών έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της αποδοτικότητας του συστήματος. Καθώς ο χρόνος αναχώρησης των εξερχόμενων φορτηγών αποτελεί μια από τις διαδικασίες του makespan ενός συστήματος cross docking, η ελαχιστοποίησή του συνεπάγεται και άμεση ελαχιστοποίηση του makespan. Επακόλουθο της μείωσης του χρόνου αναχώρησης είναι και η μείωση του χρόνου παραμονής του κάθε φορτίου μέσα στην εγκατάσταση. Αυτό είναι πολύ σημαντικό, ιδιαίτερα όταν διακινούνται προϊόντα που μπορεί να αλλοιωθούν (π.χ. κατεψυγμένα προϊόντα) και δεν υπάρχει περιθώριο αποθήκευσής τους. Σε αυτές τις περιπτώσεις χρησιμοποιούνται πολιτικές μηδενικού αποθέματος (zero inventory) από τις αντίστοιχες εταιρείες διανομής. Επιπλέον, λαμβάνοντας υπόψιν ότι η θύρα θα εξυπηρετήσει το επόμενο εξερχόμενο φορτηγό μόλις αναχωρήσει το προηγούμενο, ελαχιστοποιώντας τον χρόνο αναχώρησης του προηγούμενου μειώνεται έμμεσα ο χρόνος αναμονής του επόμενου. Σε αντίθετη περίπτωση, μεγάλοι χρόνοι αναμονής μπορεί να προκαλέσουν κούραση και δυσαρέσκεια στους οδηγούς. Συχνά ο χρόνος αναχώρησης αναφέρεται και ως χρόνος επεξεργασίας (processing time) των φορτηγών στις εξερχόμενες θύρες ενός crossdock

105 Ορίζουμε ως earliness το χρονικό διάστημα ανάμεσα στην πρόωρη και την προγραμματισμένη άφιξη ή αναχώρηση, και tardiness το χρονικό διάστημα ανάμεσα στην αργοπορημένη και την προγραμματισμένη άφιξη ή αναχώρηση ενός φορτηγού. Η ελαχιστοποίηση του earliness και tardiness συναντάται σε συστήματα cross docking που βασίζονται στην Just-In-Time φιλοσοφία. Σε αυτές τις περιπτώσεις καθώς η παράδοση των εμπορευμάτων πρέπει να γίνεται στην καθορισμένη τους χρονική στιγμή η έννοια του JIT είναι ζωτικής σημασίας για την απόδοση του συστήματος. Η ακριβής παράδοση των εμπορευμάτων προϋποθέτει την ολοκλήρωση των επιμέρους εργασιών ακριβώς στην προγραμματισμένη ώρα τους, ούτε νωρίτερα (early) αλλά και προφανώς ούτε αργότερα (late). Με αυτόν τον τρόπο μειώνεται το απόθεμα, μειώνονται οι χρόνοι παράδοσης των προϊόντων, άρα βελτιώνεται και η εξυπηρέτηση των πελατών, και αυξάνεται η παραγωγικότητα του συστήματος cross docking. Τα προϊόντα που εκφορτώνονται από τα ITs μεταφέρονται στις ODs και φορτώνονται εν συνεχεία στα OTs είτε απευθείας, είτε μετά από προσωρινή αποθήκευση τους στην εγκατάσταση, είτε αφού διευθετηθούν σύμφωνα με την εκάστοτε παραγγελία. Ένας τρόπος για να μετρηθεί η απόδοση ενός συστήματος cross docking είναι ο υπολογισμός της συνολικής απόστασης της διαδρομής που διανύουν τα προϊόντα για να φτάσουν από τις IDs στις ODs. Οι μέθοδοι για την αξιολόγηση της απόδοσης αυτής είναι η εξέταση της απόστασης μεταξύ κάθε ζεύγους ID και OD και η δεύτερη της σταθμισμένης απόστασης κάθε διαδρομής που ακολουθεί ένα φορτίο. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η χρήση του cross docking είναι αποτελεσματική εφόσον το συνολικό λειτουργικό κόστος της εγκατάστασης είναι μικρότερο από το άθροισμα του κόστους που εξοικονομείται λόγω της μείωσης των αποθεμάτων και του κόστους μεταφοράς των προϊόντων. Το λειτουργικό κόστος, συμπεριλαμβανομένου και του κόστους εργασίας, εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την απόσταση της διαδρομής που διανύουν τα προϊόντα, η οποία με τη σειρά της επηρεάζεται από την αντιστοίχιση των ITs και OTs στις θύρες της μονάδας. Έτσι το λειτουργικό κόστος ενός συστήματος cross docking μπορεί να μειωθεί με ελαχιστοποίηση της συνολικής σταθμισμένης απόστασης της διαδρομής των προϊόντων. Το προτεινόμενο μοντέλο βασίζεται στην ιδέα ότι σε πολλά προβλήματα ανάθεσης που συναντάμε, έτσι και στην περίπτωση του cross docking, ένα φορτηγό θα εξυπηρετηθεί

106 από μία και μόνο θύρα. Στην περίπτωση της ανάθεσης των εισερχόμενων φορτηγών στις θύρες του crossdock, ένα εισερχόμενο φορτηγό θα αναχωρήσει από την εισερχόμενη θύρα μόλις ολοκληρωθεί η εκφόρτωση όλων των εμπορευμάτων που μεταφέρει. Η καταλληλόλητα ενός χρωμοσώματος λύσης, αποτιμάται ως το σταθμισμένο άθροισμα του συνολικού χρόνου όπως προκύπτει από τις παραπάνω παραμέτρους του προβλήματος. Ο στόχος της βελτιστοποίησης λοιπόν είναι η ελαχιστοποίηση της ενιαίας αντικειμενικής συνάρτησης F, όπως υποδεικνύεται στις παρακάτω σχέσεις: MMMMMMMM = ww 1 ff 1 + ww 2 ff 2 + ww 3 ff 3 + ww 4 ff 4 + ww 5 ff 5 + ww 6 ff 6 (8.1) Όπου: f1 : η συνάρτηση του ολικού χρόνου εξυπηρέτησης των εισερχόμενων φορτηγών f2 : η συνάρτηση του συνολικού χρόνου αναχώρησης των εξερχόμενων φορτηγών (departure time) f3: η συνάρτηση του μέγιστου χρόνου αναχώρησης των εξερχόμενων φορτηγών (zero inventory policy) f4: η συνάρτηση του χρονικού διαστήματος ανάμεσα στην αργοπορημένη και την προγραμματισμένη αναχώρηση ενός φορτηγού (Just-In-Time παράδοση) f5: η συνάρτηση του χρόνου ολοκλήρωσης όλων των διεργασιών στις εγκαταστάσεις (makespan) f6: η συνάρτηση της συνολικής απόστασης της διαδρομής των φορτίων w1: το βάρος της συνάρτησης f1 (καθορίζεται από τον χρήστη) w2: το βάρος της συνάρτησης f2 (καθορίζεται από τον χρήστη) w3: το βάρος της συνάρτησης f3 (καθορίζεται από τον χρήστη) w4: το βάρος της συνάρτησης f4 (καθορίζεται από τον χρήστη) w5: το βάρος της συνάρτησης f5 (καθορίζεται από τον χρήστη) w6: το βάρος της συνάρτησης f6 (καθορίζεται από τον χρήστη)

107 Το προτεινόμενο μοντέλο που παρουσιάζεται στο παρόν κεφάλαιο εξετάζει τον προγραμματισμό εισερχομένων και εξερχομένων φορτηγών σε μια εγκατάσταση cross docking. Το μοντέλο αυτό είναι κατάλληλό για κάθε τύπο σχήμα εγκατάστασης όπου η κάθε θύρα είναι προκαθορισμένη είτε σαν θύρα εισόδου είτε σαν θύρα εξόδου. Ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό του μοντέλου είναι ότι αναφέρεται σε εγκαταστάσεις τύπου cross docking οι οποίες λειτουργούν σαν εγκαταστάσεις προ διανομής, πράγμα το οποίο σημαίνει ότι η ροή φορτίου από κάθε εισερχόμενο σε κάθε εξερχόμενο φορτηγό είναι καθορισμένη εκ των προτέρων. Οι υπόλοιπες γενικές προϋποθέσεις παραθέτονται ακολούθως: 1) Ο εξοπλισμός μετακίνησης των προϊόντων εσωτερικά των εγκαταστάσεων μπορεί να μεταφέρει έναν ορισμένο αριθμό παλετών ανά φορά από μια θύρα εισόδου σε μια θύρα εξόδου (π.χ. μια παλέτα ανά φορά). 2) Ο χρόνος διαχείρισης μιας παλέτας είναι ανεξάρτητος από το περιεχόμενο της. 3) Μετά την εκφόρτωση από τα εισερχόμενα φορτηγά, τα προϊόντα παραμένουν διαθέσιμα στην περιοχή κοντά στην θύρα εισόδου μέχρι να μεταφερθούν στη θύρα εξόδου. 4) Ο χρόνος μετακίνησης μεταξύ κάθε ζεύγους θυρών εισόδου/εξόδου είναι ίδιος. 5) Υπάρχει επάρκεια εξοπλισμού και μεταφορέων για τα προϊόντα Περιορισμοί Στην ενότητα αυτή θα παρουσιαστούν αναλυτικά οι γενικοί περιορισμοί που χρησιμοποιούνται σε κάθε πρόβλημα ανάθεσης (assignment problem) και οι εξειδικευμένοι για την εγκατάσταση cross docking περιορισμοί, όπως για παράδειγμα οι περιορισμοί ροής φορτίου. Περιορισμός εξυπηρέτησης εισερχόμενων και εξερχόμενων φορτηγών: Κάθε εισερχόμενο / εξερχόμενο φορτηγό θα εξυπηρετείται σε μια και μόνο θύρα και με μια και μόνο σειρά εξυπηρέτησης

108 Περιορισμοί σειράς εξυπηρέτησης: Κάθε θύρα εισόδου / εξόδου μπορεί να εξυπηρετεί ένα μόνο εισερχόμενο / εξερχόμενο φορτηγό ανά φορά. Έναρξη εξυπηρέτησης εισερχομένων/εξερχομένων φορτηγών: Ο χρόνος έναρξης εξυπηρέτησης εισερχομένων / εξερχομένων φορτηγών πρέπει να είναι μεταγενέστερος από τον χρόνο άφιξης και πρέπει να είναι μηδενικός αν τα εισερχόμενα/εξερχόμενα φορτηγά δεν εξυπηρετούνται στη θύρα εισόδου/εξόδου. Περιορισμός ροής φορτίου (αριθμός παλετών) από το εισερχόμενο στο εξερχόμενο φορτηγό: Η ροή από μία θύρα εισόδου που εξυπηρετεί ένα εισερχόμενο φορτηγό, προς μία θύρα εξόδου, που εξυπηρετεί ένα εξερχόμενο φορτηγό, ισούται με τον αριθμό των παλετών που μετακινούνται από το εισερχόμενο στο εξερχόμενο φορτηγό. Σε κάθε άλλη περίπτωση θα ισούται με 0. Έναρξη φόρτωσης: Ο χρόνος έναρξης φόρτωσης του εξερχομένου φορτηγού θα πρέπει να είναι μεταγενέστερος του χρόνου που το τελευταίο εμπόρευμα είναι έτοιμο να φορτωθεί στο εξερχόμενο φορτηγό στη θύρα εξόδου. Άρα θα πρέπει ο χρόνος άφιξης ενός εισερχομένου φορτηγού στη θύρα εισόδου συν το χρόνο παραμονής στην θύρα και το χρόνο που απαιτείται για τη μεταφορά των προϊόντων από τη θύρα εισόδου στη θύρα εξόδου εφόσον τα εισερχόμενα / εξερχόμενα φορτηγά εξυπηρετούνται στις αντίστοιχες θύρες, να είναι μικρότερος από τον χρόνο έναρξης της φόρτωσης του εξερχόμενου φορτηγού στην θύρα εξόδου

109 Διαδοχή σειράς εξυπηρέτησης: Η σειρά στις θύρες εισόδου/εξόδου θα πρέπει να είναι διαδοχική. Χρόνος αναχώρησης εξερχόμενων φορτηγών: Ο χρόνος αναχώρησης ενός εξερχομένου φορτηγού είναι μεγαλύτερος από τον χρόνο έναρξης της φόρτωσης και τον χρόνο παραμονής αυτού στη θύρα εξόδου, εφόσον το φορτηγό εξυπηρετείται στη θύρα. Η Εξ.(8.1) που περιεγράφηκε αποτελεί την αντικειμενική συνάρτηση η οποία περιλαμβάνει ένα στόχο: την ελαχιστοποίηση του χρόνου όλων των διεργασιών που λαμβάνουν χώρα μέσα σε ένα σύστημα cross docking. Με την εξίσωση αυτή βρίσκεται ουσιαστικά μια λύση η οποία ελαχιστοποιεί τη συνολική ενιαία αντικειμενική συνάρτηση και δίνει τη δυνατότητα στο χρήστη να επιλέξει τη βαρύτητα που θα έχει στην τελική διάταξη το κάθε κριτήριο μέσω της επιλογής των κατάλληλων βαρών w ανάλογα με τις ανάγκες του. Με τον τρόπο αυτό ο χρήστης μπορεί να παράξει για το ίδιο πρόβλημα ανάθεσης φορτηγών σε θύρες διαφορετικές λύσεις, δίνοντας έμφαση στο κριτήριο του χρόνου που τον ικανοποιεί και με την ανάλογη βαρύτητα που χρειάζεται. 8.3 ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Για την επίλυση του μοντέλου που παρουσιάζεται στην παρούσα μελέτη χρησιμοποιήθηκε το πακέτο λογισμικού Evolver της εταιρείας Palisade, το οποίο λύνει προβλήματα βελτιστοποίησης με χρήση γενετικού αλγορίθμου. Το λογισμικό αυτό επιλέχθηκε καθώς αποτελεί ένα προηγμένο εργαλείο αλλά ταυτόχρονα απλούστερο από τον προγραμματισμό ενός γενετικού αλγορίθμου, που λειτουργεί ως προσθήκη στο Microsoft Excel. Το λογισμικό αυτό μπορεί να λύσει οποιοδήποτε πρόβλημα μοντελοποιηθεί στο Excel, συμπεριλαμβανομένων και πολύπλοκων μη γραμμικών προβλημάτων

110 Μία ιδιαιτερότητα του Evolver είναι ότι υιοθετεί μία προσέγγιση σταθερής κατάστασης (steady state), δηλαδή μόνο ένα χρωμόσωμα αντικαθίσταται κάθε φορά, αντί για ολόκληρη τη γενιά, όπως συμβαίνει συνήθως στους γενετικούς αλγορίθμους. Στη συνέχεια ακολουθεί η αναλυτική περιγραφή του συστήματος. Ο χρήστης του συστήματος καταχωρεί τις πληροφορίες για την ώρα άφιξης των εισερχόμενων φορτηγών, τον χρόνο εξυπηρέτησης του κάθε φορτηγού σε κάθε θύρα του συστήματος και την χρονική στιγμή που γίνεται διαθέσιμη προς εξυπηρέτηση η κάθε θύρα και παράγονται οι πίνακες που φαίνονται στην Εικόνα 8.1. Να σημειωθεί ότι το σχήμα της εγκατάστασης που αναφερόμαστε είναι σχήματος I του οποίου τα χαρακτηριστικά φαίνονται στην Εικόνα 8.3. Η παραγωγή διαφορετικών λύσεων γίνεται μέσα από το μητρώο μετασχηματισμού το οποίο φαίνεται στην Εικόνα 8.4 και αποτελείται από μία στήλη και δέκα γραμμές. Κάθε γραμμή κελί συμβολίζει τα φορτηγά που πρέπει να ανατεθούν σε θύρες και το κάθε κελί ορίζουμε να λαμβάνει τις τιμές ένα (1), δύο (2) ή τρία (3) που συμβολίζουν τις αντίστοιχες θύρες από τις οποίες αποτελείται η εγκατάστασης cross docking που έχουμε θεωρήσει. Στην συνέχεια, δημιουργείται ο πίνακας ανάθεσης εισερχόμενων φορτηγών, που κάθε του κελί λαμβάνει ως τιμές τις λύσεις που έχουν παραχθεί από το μητρώο μετασχηματισμού, που αποτελείται από τρεις στήλες και δέκα γραμμές. Κάθε στήλη συμβολίζει τις θύρες του Δεδομένα εισερχόμενων φορτηγών (Inbound Trucks ITs ) Χρόνοι Εξυπηρέτησης Χρόνοι άφιξης φορτηγών Χρονική στιγμή που γίνεται διαθέσιμη η κάθε πόρτα Π1 Π2 Π3 Π1 Π2 Π3 Π1 Π2 Π3 Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Εικόνα 8.1 Δεδομένα εισαγωγής εισερχόμενων φορτηγών

111 Δεδομένα εξερχόμενων φορτηγών (Outbound Trucks OTs) Χρόνοι Εξυπηρέτησης Π1' Π2' Π3' Φ1' Φ2' Φ3' Φ4' Φ5' Φ6' Φ7' Φ8' Φ9' Φ10' Εικόνα 8.2 Δεδομένα εισαγωγής εξερχόμενων Αποστάσεις μεταξύ των θυρών της εγκατάστασης Π1' Π2' Π3' Π Π Π Αριθμός παλετών Φ1' Φ2' Φ3' Φ4' Φ5' Φ6' Φ7' Φ8' Φ9' Φ10' Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Εικόνα 8.3 Δεδομένα εγκατάστασης και αριθμός παλετών

112 Εισερχόμενα φορτηγά (Inbound Trucks ITs ) Π1 Π2 Π3 1 Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Εικόνα 8.4 Μητρώο μετασχηματισμού και αρχική ανάθεση φορτηγών σε θύρες συστήματος cross docking υπό εξέταση και κάθε γραμμή τα φορτηγά που πρέπει να προγραμματιστούν και να ανατεθούν σε αυτές. Οι τιμές που λαμβάνει το κάθε κελί του συγκεκριμένου πίνακα είναι το μηδέν (0) και το ένα (1) και είναι ακέραιες, με το 0 να αντανακλά τη μη ανάθεση φορτηγού και το 1 την ανάθεση. Κατά την διάρκεια λοιπόν της βελτιστοποίησης, όταν ένα κελί του μητρώου μετασχηματισμού λάβει π.χ. την τιμή δύο, αυτό σημαίνει ότι το συγκεκριμένο φορτηγό θα ανατεθεί στην θύρα δύο (2) και στον πίνακα ανάθεσης εισερχόμενων φορτηγών θα εμφανιστεί στην ίδια γραμμή στην στήλη δύο ο αριθμός ένα (1) κ.ο.κ. Με αυτόν τον τρόπο σύνδεσης των δύο παραπάνω πινάκων επιτυγχάνονται άμεσα αποτελέσματα σε δύο βασικά προβλήματα που αντιμετωπίζουμε σε τέτοιου είδους βελτιστοποίηση: 1. Θέτουμε σε άμεση εφαρμογή τον περιορισμό της κάθε λύσης ανάθεσης, περιορισμός που θέλει μόνο ένα μοναδιαίο στοιχείο σε κάθε γραμμή, δηλαδή το κάθε φορτηγό θα ανατεθεί σε μία και μόνο θύρα, χωρίς να είμαστε υποχρεωμένοι να το εφαρμόσουμε ορίζοντάς το στο αντίστοιχο πεδίο του λογισμικού που θα χρησιμοποιηθεί για την βελτιστοποίηση του συστήματος cross docking. 2. Στην περίπτωση που θέταμε να λειτουργήσει ο ίδιος ο πίνακας ανάθεσης ως μητρώο μετασχηματισμού, σκεπτικό πού είναι σύνηθες σε ανάλογα προβλήματα

113 βελτιστοποίησης, ο αριθμός των μεταβλητών μας θα ήταν ίσος με 2 30 = μεταβλητές, ενώ με τον τρόπο που υποδεικνύεται στο προτεινόμενο μοντέλο, ο αριθμός των μεταβλητών μειώνεται και προκύπτει ο εξής νέος αριθμός: 3 10 = μεταβλητές, δηλαδή λιγότερες μεταβλητές περίπου. Επιπρόσθετα, ο υπολογιστικός χρόνος θεωρείται ότι θα μειωθεί σημαντικά, αφού δεν επιτρέπονται οι μη εφικτοί συνδυασμοί (π.χ. το ίδιο φορτηγά σε δύο διαφορετικές θύρες), αλλά καθορίζεται να πραγματοποιείται, σε κάθε περίπτωση, μόνο 1 από τις 3 δυνατές επιλογές ανά φορτηγό και ανά θύρα. Στη συνέχεια, εφόσον έχει ήδη παραχθεί ο πίνακας λύσεων, που αποτελείται από ακέραιες τιμές δυαδικής μορφής μηδέν (0) και ένα (1), χρησιμοποιώντας τα στοιχεία του πίνακα που εκφράζουν τους χρόνους που γίνεται διαθέσιμη προς εξυπηρέτηση στον χρονικό ορίζοντα του προγραμματισμού η κάθε θύρα της εγκατάστασης, και του πίνακα που υποδεικνύει τους χρόνους εξυπηρέτησης του κάθε φορτηγού σε κάθε θύρα, παράγεται ο πίνακας των χρόνων ανάθεσης των εισερχόμενων φορτηγών που φαίνεται στην Εικόνα 8.4. Η σημαντική ιδιότητα που έχει ο πίνακας αυτός είναι ότι αποτελείται από στοιχεία που εκφράζουν τις χρονικές στιγμές που το κάθε φορτηγό ανατίθεται σε μία συγκεκριμένη θύρα με μία συγκεκριμένη σειρά που είναι και μοναδική για το φορτηγό αυτό. Όπως και προηγουμένως με αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνεται άμεσα και σωστά η εφαρμογή δύο άλλων βασικών περιορισμών ανάθεσης φορτηγών σε θύρες: 1. ο χρόνος έναρξης της εξυπηρέτησης ενός φορτηγού από μια θύρα θα είναι αφότου αυτό φτάσει στην εγκατάσταση, 2. ο χρόνος έναρξης της εξυπηρέτησης ενός φορτηγού με μία συγκεκριμένη σειρά πρέπει να είναι μετά το χρόνο ολοκλήρωσης της εξυπηρέτησης του προηγούμενου φορτηγού στην ίδια θύρα. Σε αυτό το σημείο πρέπει να σημειώσουμε ότι τα τρία από τα δέκα φορτηγά που πρέπει να προγραμματιστούν θα ανατεθούν τη χρονική στιγμή που γίνεται διαθέσιμη προς εξυπηρέτηση κάθε μία από τις τρεις θύρες που αποτελούν το συγκεκριμένο σύστημα cross docking. Όλα τα υπόλοιπα ανατίθενται με βάση τον προηγούμενο περιορισμό, δηλαδή μετά την εξυπηρέτηση στη θύρα του προηγούμενου φορτηγού

114 Έχοντας παράγει τον πίνακα χρονικής ανάθεσης των εισερχόμενων φορτηγών, προστίθενται τα στοιχεία του με αυτά του πίνακα των χρόνων εξυπηρέτησης κάθε φορτηγού σε κάθε θύρα και δημιουργείται ο πίνακας των χρόνων ανάθεσης και εκφόρτωσης των εισερχόμενων φορτηγών. Με την βοήθεια του πίνακα των χρόνων άφιξης των φορτηγών, καταλήγουμε στον πίνακα χρόνων αναμονής και εκφόρτωσης, τα στοιχεία του οποίου είναι αυτά που θα βελτιστοποιηθούν στοχεύοντας στην ελαχιστοποίησή τους και αποτελώντας την f1 της ενιαίας αντικειμενικής συνάρτησης F με το βάρος w1 (Εικόνες 8.6 και 8.7) Τα εξερχόμενα φορτηγά προγραμματίζονται με τρόπο ανάλογο με αυτόν των εισερχόμενων, με κάποιες όμως σημαντικές διαφοροποιήσεις που αφορούν στον χρόνο ανάθεσής τους ανάλογα με την πολιτική που θέλουμε να εφαρμόσουμε κάθε φορά, δίνοντας μία μεγάλη ευελιξία στον τρόπο χειρισμού της στρατηγικής που ακολουθείται κάθε φορά. Το προτεινόμενο μοντέλο δίνει στον χρήστη την δυνατότητα να προγραμματίσει τα εξερχόμενα φορτηγά με τέσσερις διαφορετικούς τρόπους: 1. Αν το ενδιαφέρον μας επικεντρώνεται μόνο στην ελαχιστοποίηση του συνολικού χρόνου αναχώρησης (departure time) των φορτηγών, τότε θεωρούμε ότι η φόρτωση των εξερχόμενων φορτηγών ξεκινά μόλις γίνουν διαθέσιμα όλα τα προϊόντα προς φόρτωση, δηλαδή όταν και το τελευταίο εισερχόμενο φορτηγό έχει εκφορτώσει τα εμπορεύματά του προς αποστολή. Όπως έχει αναφερθεί στα προηγούμενα κεφάλαια, ένα βασικό στοιχείο που χαρακτηρίζει τον προγραμματισμό των φορτηγών και την ανάθεσή τους σε θύρες, είναι το γεγονός ότι τα εξερχόμενα θα παραλάβουν φορτία από όλα τα εισερχόμενα για την υλοποίηση διαδρομών πλήρους φορτίου (FTL). Με βάση τα παραπάνω ο χρήστης ενεργοποιεί το βάρος w2 της ενιαίας αντικειμενικής συνάρτησης για να παράξει την βέλτιστη ανάθεση των εξερχόμενων φορτηγών (Εικόνα 8.8) 2. Αν ο χρήστης του προτεινόμενου μοντέλου ενδιαφέρεται να εφαρμόσει μία πολιτική μηδενικού αποθέματος (zero inventory policy), στην διαδικασία βελτιστοποίησης της ανάθεσης των εξερχόμενων φορτηγών δίνεται η ανάλογη βαρύτητα στον συντελεστή w3 της αντικειμενικής συνάρτησης και το μοντέλο αυτόματα αναθέτει το πρώτο εξερχόμενο φορτηγό στον ίδιο χρόνο που τελειώνει η εξυπηρέτηση του

115 πρώτου εισερχόμενου φορτηγού. Τα υπόλοιπα εξερχόμενα ανατίθενται με άξονα την βασική αρχή που χαρακτηρίζει την λειτουργία ενός συστήματος cross docking, δηλαδή το κάθε φορτηγό ανατίθεται στον χρόνο λήξης εξυπηρέτησης του προηγούμενου στην ίδια θύρα (Εικόνες 8.9 και 8.10). 3. Πολύ συχνά, σε τέτοιου είδους κέντρα διανομής προϊόντων, η αποστολή των εμπορευμάτων πραγματοποιείται υπό το καθεστώς συμφωνίας με τα καταστήματα προορισμού, όσον αφορά στον χρόνο παράδοσης των προϊόντων. Σε αυτήν την περίπτωση, αν το χρονικό διάστημα μεταφοράς των εμπορευμάτων που υπολείπεται, από την στιγμή που το εξερχόμενο φορτηγό αναχωρήσει από τις εγκαταστάσεις μέχρι την άφιξή του στα καταστήματα, αποτελεί μία σταθερά, τότε προκύπτει ένας ειδικός όρος που καλούμε Χρονικό Περιθώριο Παράδοσης (Due Date DD) που ουσιαστικά αναφέρεται στον αργότερο χρόνο που πρέπει να αναχωρήσει ένα φορτηγό από τις εγκαταστάσεις για την εξασφάλιση της παράδοσης των εμπορευμάτων στην καθορισμένη τους χρονική στιγμή. Όταν λοιπόν υπάρχει ένα τέτοιο χρονικό περιθώριο παράδοσης των εμπορευμάτων και ο διαχειριστής του συστήματος cross docking θέλει να αποφύγει ενδεχόμενες ζημίες λόγω μη τήρησης συμφωνίας με τα καταστήματα, το προτεινόμενο μοντέλο παρέχει την δυνατότητα στον χρήστη να δώσει την αντίστοιχη βαρύτητα στοn συντελεστή w4 της ενιαίας αντικειμενικής συνάρτησης για την ελαχιστοποίηση της αργοπορημένης αναχώρησης φορτηγών (tardiness) και να του παρέχει την ανάλογη ανάθεσή τους σε θύρες. Σε μία τέτοια περίπτωση η βελτιστοποίηση του συστήματος cross docking πραγματοποιείται με την βοήθεια της Just-In-Time φιλοσοφίας (Εικόνες 8.11 και 8.12) 4. Όπως έχει ήδη αναφερθεί, για το σύστημα cross docking που εξετάζεται, πρέπει να προγραμματιστούν δέκα εξερχόμενα φορτηγά σε τρεις εξερχόμενες θύρες. Με βάση την στρατηγική διανομής με πλήρες φορτίο (FTL) θεωρείται ότι τα δέκα εξερχόμενα φορτηγά είναι μικρότερης χωρητικότητας σε σχέση με τα δέκα εισερχόμενα οπότε για την διανομή όλων των εμπορευμάτων που παραλαμβάνονται πρέπει να γίνει πρώτα ένας κύκλος διανομής, επιστροφής των φορτηγών στις εγκαταστάσεις και μία ακόμη ανάθεσή τους σε θύρες για την μεταφόρτωσή τους,

116 έτσι ώστε να θεωρηθεί ότι όλες οι διαδικασίες που χαρακτηρίζουν την λειτουργία μιας εγκατάστασης cross docking έλαβαν πέρας. Με δεδομένους τους χρόνους που χρειάζονται τα φορτηγά να πραγματοποιήσουν τον πρώτο κύκλο παράδοσης και της επιστροφής τους στις εγκαταστάσεις, το προτεινόμενο μοντέλο παρέχει στον χρήστη την δυνατότητα βελτιστοποίησης όλων των διαδικασιών (makespan) του συστήματος μέσω του βάρους w5 της ενιαίας αντικειμενικής συνάρτησης (Εικόνα 8.13) 5. Μία εγκατάσταση σε σχήμα Ι έχει τη μορφή ορθογωνίου παραλληλεπίπεδου με τις θύρες να βρίσκονται εκατέρωθεν των οριζοντίων πλευρών. Σύμφωνα με τις εργασίες Sandal S., (2005) και Wang J.-F., A. Regan, and M.-T. Tsai, (2008), το πλάτος της εγκατάστασης θα είναι τουλάχιστον 75 πόδια διότι θα πρέπει να υπάρχει ένας χώρος αποθήκευσης στο εσωτερικό της εγκατάστασης και δυνατότητα ελιγμών των ανυψωτικών μηχανημάτων. Έχοντας ως δεδομένο την ελάχιστη απόσταση μεταξύ των θυρών (8 πόδια) το συνολικό μήκος μίας εγκατάστασης με το συγκεκριμένο σχήμα και τις συγκεκριμένες προδιαγραφές και περιορισμούς θα είναι τουλάχιστον 123 πόδια. Οι θύρες επιλέγονται να είναι εκατέρωθεν των οριζοντίων πλευρών του σχήματος διότι έτσι επιτυγχάνουμε μεγαλύτερη συγκέντρωση θυρών γύρω από τις δύο κεντρικές θύρες (OD2 και ID2). Οι θύρες στην βόρεια πλευρά του σχήματος θα αποτελούν τις θύρες εξόδου αριθμημένες από το 1 έως το 3 (Π1, Π2, Π3) ενώ οι νότιες θύρες θα είναι οι θύρες εισόδου επίσης αριθμημένες από το 1 έως το 3 (Π1, Π2,Π3 ). Τέτοιου είδους εγκαταστάσεις είναι από τις πιο διαδεδομένες, δεδομένου ότι οι περισσότερες αποθήκες τύπου cross docking γίνονται σε ήδη υπάρχουσες κτιριακές εγκαταστάσεις που παλαιότερα χρησιμοποιούνταν ως κλασσικές αποθήκες. Το εμβαδό της εγκατάστασης σε αυτή τη περίπτωση θα είναι 9225 ft 2. (Εικόνα 8.5). Με δεδομένα λοιπόν τις αποστάσεις μεταξύ των θυρών της εγκατάστασης (Εικόνα 8.17) και την ροή των παλετών που προορίζονται για κάθε εξερχόμενο φορτηγό (Εικόνα 8.16), μέσω του βάρους w6 της ενιαίας αντικειμενικής συνάρτησης, ο χρήστης έχει την δυνατότητα μέσω της βέλτιστης διάταξης των εισερχόμενων / εξερχόμενων φορτηγών (Εικόνες 8.14 και 8.15), να ελαχιστοποιήσει την διαδρομή των φορτίων μέσα σε μία εγκατάσταση cross docking (Εικόνα 8.18)

117 Γνωρίζοντας ότι το λειτουργικό κόστος, συμπεριλαμβανομένου και του κόστους εργασίας, εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την απόσταση της διαδρομής που διανύουν τα προϊόντα, η οποία με την σειρά της επηρεάζεται από την αντιστοίχιση των εισερχόμενων / εξερχόμενων φορτηγών στις θύρες της μονάδας, συμπεραίνουμε ότι με την ελαχιστοποίηση της συνολικής σταθμισμένης απόστασης της διαδρομής των προϊόντων, μπορεί να μειωθεί και το λειτουργικό κόστος ενός συστήματος cross docking. Εικόνα 8.5 Διαστάσεις crossdock σχήματος I

118 Χρόνοι ανάθεσης φορτηγών ITs Waiting Time Π1 Π2 Π3 Π1 Π2 Π3 1 Φ Φ Φ1 5 1 Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ4 0 3 Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ10 80 Εικόνα 8.6 Μητρώο μετασχηματισμού και χρονική ανάθεση εισερχόμενων φορτηγών

119 Χρόνοι ανάθεσης & εκφόρτωσης φορτηγών ITs Starting Time & Handling Time Χρόνοι αναμονής & εκφόρτωσης εισερχόμενων φορτηγών Συνολικός χρόνος παραμονής στις εγκαταστάσεις των εισερχόμενων φορτηγών Π1 Π2 Π3 Π1 Π2 Π3 Φ Φ Φ1 40 Φ Φ Φ2 75 Φ Φ Φ3 120 Φ Φ Φ4 35 Φ Φ Φ5 60 Φ Φ Φ6 110 Φ Φ Φ7 150 Φ Φ Φ8 70 Φ Φ Φ9 130 Φ Φ Φ f1. Ελαχιστοποίηση ολικού χρόνου εξυπηρέτησης ITs 1. w Εικόνα 8.7 Αποτέλεσμα ελαχιστοποίησης ολικού χρόνου εξυπηρέτησης εισερχόμενων φορτηγών

120 Departure (Processing) Time Ανάθεση φορτηγών σε πόρτες Χρόνοι αναχώρησης εξερχόμενων φορτηγών Π1' Π2' Π3' Π1' Π2' Π3' Π1' Π2' Π3' 1 Φ1' Φ1' Φ1' Φ1' Φ2' Φ2' Φ2' Φ2' Φ3' Φ3' Φ3' Φ3' Φ4' Φ4' Φ4' Φ4' Φ5' Φ5' Φ5' Φ5' Φ6' Φ6' Φ6' Φ6' Φ7' Φ7' Φ7' Φ7' Φ8' Φ8' Φ8' Φ8' Φ9' Φ9' Φ9' Φ9' Φ10' Φ10' Φ10' Φ10' f2. Ελαχιστοποίηση του συνολικού χρόνου αναχώρησης Ots 2. w Εικόνα 8.8 Αποτέλεσμα ελαχιστοποίησης συνολικού χρόνου αναχώρησης εξερχόμενων φορτηγών

121 Χρόνοι ανάθεσης φορτηγών ITs Waiting Time Χρόνοι ανάθεσης & εκφόρτωσης φορτηγών ITs Π1 Π2 Π3 Π1 Π2 Π3 Π1 Π2 Π3 3 Φ Φ Φ1 45 Φ Φ Φ Φ2 0 Φ Φ Φ Φ3 75 Φ Φ Φ Φ4 0 Φ Φ Φ Φ5 125 Φ Φ Φ Φ6 10 Φ Φ Φ Φ7 50 Φ Φ Φ Φ8 100 Φ Φ Φ Φ9 5 Φ Φ Φ Φ10 65 Φ Εικόνα 8.9 Ανάθεση εισερχόμενων φορτηγών κατά την διαδικασία εφαρμογής zero inventory policy

122 Χρόνοι ανάθεσης & εκφόρτωσης φορτηγών ITs Χρόνοι αναχώρησης εξερχόμενων φορτηγών Π1' Π2' Π3' Π1' Π2' Π3' Φ1' Φ1' Φ2' Φ2' Φ3' Φ3' Φ4' Φ4' Φ5' Φ5' Φ6' Φ6' Φ7' Φ7' Φ8' Φ8' Φ9' Φ9' Φ10' Φ10' f3. Zero inventory policy 3. w Εικόνα 8.10 Ανάθεση εξερχόμενων φορτηγών κατά την εφαρμογή πολιτικής zero inventory policy

123 Χρόνοι ανάθεσης φορτηγών ITs Waiting Time Χρόνοι ανάθεσης & εκφόρτωσης φορτηγών ITs Π1 Π2 Π3 Π1 Π2 Π3 Π1 Π2 Π3 1 Φ Φ Φ1 5 Φ Φ Φ Φ2 20 Φ Φ Φ Φ3 30 Φ Φ Φ Φ4 85 Φ Φ Φ Φ5 120 Φ Φ Φ Φ6 5 Φ Φ Φ Φ7 45 Φ Φ Φ Φ8 25 Φ Φ Φ Φ9 70 Φ Φ Φ Φ10 75 Φ Εικόνα 8.11 Ανάθεση εισερχόμενων φορτηγών για την εφαρμογή Just-In-Time φιλοσοφία

124 Departure (Processing) Time Ανάθεση φορτηγών σε πόρτες Χρόνοι αναχώρησης εξερχόμενων φορτηγών Π1' Π2' Π3' Π1' Π2' Π3' Π1' Π2' Π3' 1 Φ1' Φ1' Φ1' Φ1' Φ2' Φ2' Φ2' Φ2' Φ3' Φ3' Φ3' Φ3' Φ4' Φ4' Φ4' Φ4' Φ5' Φ5' Φ5' Φ5' Φ6' Φ6' Φ6' Φ6' Φ7' Φ7' Φ7' Φ7' Φ8' Φ8' Φ8' Φ8' Φ9' Φ9' Φ9' Φ9' Φ10' Φ10' Φ10' Φ10' Due Date 415 f3. Ελαχιστοποίηση του χρόνου αργοπορημένης αναχώρησης (tardiness) OTs (Just-In-Time) 4. w4 1 0 Εικόνα 8.12 Χρόνοι αναχώρησης φορτηγών για Just-In-Time παράδοση

125 Ανάθεση φορτηγών σε πόρτες Χρόνοι ανάθεσης & εκφόρτωσης φορτηγών OTs Π1' Π2' Π3' Π1' Π2' Π3' Π1' Π2' Π3' 1 Φ1' Φ1' Φ1' Φ2' Φ2' Φ2' Φ3' Φ3' Φ3' Φ4' Φ4' Φ4' Φ5' Φ5' Φ5' Φ6' Φ6' Φ6' Φ7' Φ7' Φ7' Φ8' Φ8' Φ8' Φ9' Φ9' Φ9' Φ10' Φ10' Φ10' f4. Ελαχιστοποίηση του Makespan 5. w MinF 585 Εικόνα 8.13 Χρόνοι ανάθεσης φορτηγών για την ελαχιστοποίηση του makespan

126 Χρόνοι ανάθεσης φορτηγών ITs Waiting Time Χρόνοι ανάθεσης & εκφόρτωσης φορτηγών ITs Π1 Π2 Π3 Π1 Π2 Π3 Π1 Π2 Π3 1 Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Εικόνα 8.14 Ανάθεση εισερχόμενων φορτηγών για την ελαχιστοποίηση απόστασης διαδρομής φορτίων

127 Departure (Processing) Time Ανάθεση φορτηγών σε πόρτες Χρόνοι αναχώρησης εξερχόμενων φορτηγών Π1' Π2' Π3' Π1' Π2' Π3' Π1' Π2' Π3' 2 Φ1' Φ1' Φ1' Φ1' Φ2' Φ2' Φ2' Φ2' Φ3' Φ3' Φ3' Φ3' Φ4' Φ4' Φ4' Φ4' Φ5' Φ5' Φ5' Φ5' Φ6' Φ6' Φ6' Φ6' Φ7' Φ7' Φ7' Φ7' Φ8' Φ8' Φ8' Φ8' Φ9' Φ9' Φ9' Φ9' Φ10' Φ10' Φ10' Φ10' Εικόνα 8.15 Ανάθεση εξερχόμενων φορτηγών για την ελαχιστοποίηση απόστασης διαδρομής φορτίων

128 Πίνακας ροής προϊόντων Φ1' Φ2' Φ3' Φ4' Φ5' Φ6' Φ7' Φ8' Φ9' Φ10' Φ Φ1 Π1 Φ1' Π2' Φ Φ2 Π2 Φ2' Π2' Φ Φ3 Π3 Φ3' Π2' Φ Φ4 Π1 Φ4' Π1' Φ Φ5 Π1 Φ5' Π1' Φ Φ6 Π1 Φ6' Π3' Φ Φ7 Π1 Φ7' Π1' Φ Φ8 Π2 Φ8' Π3' Φ Φ9 Π2 Φ9' Π3' Φ Φ10 Π3 Φ10' Π3' Εικόνα 8.16 Ροή προϊόντων για την ελαχιστοποίηση απόστασης διαδρομής φορτίων

129 Φ1' Φ2' Φ3' Φ4' Φ5' Φ6' Φ7' Φ8' Φ9' Φ10' Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Εικόνα 8.17 Αποστάσεις μεταξύ θυρών εισόδου / εξόδου

130 Φ1' Φ2' Φ3' Φ4' Φ5' Φ6' Φ7' Φ8' Φ9' Φ10' Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ w Εικόνα 8.18 Αποτέλεσμα ελαχιστοποίησης της απόστασης της διαδρομής των φορτίων

131 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9 9. ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ 9.1 ΜΟΡΦΟΠΟΙΗΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Το μοντέλο της ανάθεσης που σχεδιάστηκε στο Excel και παρουσιάστηκε αναλυτικά στα προηγούμενα κεφάλαια είναι απαραίτητο να εφαρμοστεί σε διαφορετικές μελέτες περίπτωσης προκειμένου να αξιολογηθούν τα αποτελέσματά του. Η πρώτη του εφαρμογή πραγματοποιήθηκε σε ένα πρόβλημα ανάθεσης των εισερχόμενων φορτηγών σε θύρες, το οποίο εισήγαγε με τη μελέτη του ο Γκιόκας Α. (2011) με συνέπεια να υπάρχουν συγκρίσιμα αποτελέσματα με μία άλλη μέθοδο βελτιστοποίησης. Ακολούθως, η βασική εφαρμογή του μοντέλου πραγματοποιήθηκε σε ένα πρόβλημα ανάθεσης που δημιουργήθηκε εξ ολοκλήρου για την παρούσα μελέτη και πάνω σε αυτό εξετάστηκαν διάφορες περιπτώσεις μελέτης. Παρακάτω αναλύεται η διαδικασία δημιουργίας της βασικής εφαρμογής και παρουσιάζονται τα δεδομένα του συστήματος, ενώ στη συνέχεια του κεφαλαίου παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των εφαρμογών. Για την μοντελοποίηση του προβλήματος ανάθεσης των φορτηγών σε θύρες με τη βοήθεια του προτεινόμενου μοντέλου που περιεγράφηκε στο προηγούμενο κεφάλαιο, θεωρούμε μια εγκατάσταση cross docking με 3 εισερχόμενες και 3 εξερχόμενες θύρες. Στην παρούσα εργασία θεωρούνται οι χρόνοι άφιξης (arrival time AT) των εισερχόμενων φορτηγών στην εγκατάσταση, οι χρονικές στιγμές που γίνεται διαθέσιμη για πρώτη φορά η κάθε εισερχόμενη θύρα στο χρονικό προγραμματισμό και για την επίλυση του μοντέλου επιλέγεται ο προγραμματισμός 10 εισερχόμενων και 10 εξερχόμενων φορτηγών. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι το σχήμα της εγκατάστασης επηρεάζει την μοντελοποίηση του προβλήματος οπότε και θα εξεταστεί όταν θα εφαρμοστεί η περίπτωση της απόστασης της διαδρομής των φορτίων. Επισημαίνουμε όμως ότι για την επίλυση του μοντέλου είναι απαραίτητη η χρήση των χρόνων επεξεργασίας (HT) των εισερχόμενων φορτηγών στις θύρες της εγκατάστασης (Εικόνα 9.1), όπως και εκείνοι των εξερχόμενων φορτηγών

132 (Εικόνα 9.2). Οι χρόνοι αυτοί έχουν οριστεί να είναι διαφορετικοί από θύρα σε θύρα για την πιο ρεαλιστική απεικόνιση της πραγματικότητας. Οι χρόνοι επεξεργασίας διαφέρουν για το ίδιο φορτηγό από θύρα σε θύρα, αλλά και για την ίδια θύρα από φορτηγό σε φορτηγό, καθώς επηρεάζονται από την γεωμετρία του crossdock, από το εργατικό δυναμικό που απασχολείται σε κάθε θύρα και από τα μηχανήματα που χρησιμοποιούνται κάθε φορά. Η επιλογή των χρόνων άφιξης των φορτηγών στο crossdock στηριγμένη σε μια τυχαία αλληλουχία αφίξεων των 10 εισερχόμενων φορτηγών και οι HT που επιλέχτηκαν παρουσιάζονται αναλυτικά στην Εικόνα 9.1. Χρόνοι Εξυπηρέτησης Χρόνοι άφιξης φορτηγών Χρονική στιγμή που γίνεται διαθέσιμη η κάθε πόρτα Π1 Π2 Π3 Π1 Π2 Π3 Π1 Π2 Π3 Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Εικόνα 9.1 Δεδομένα εισερχόμενων φορτηγών Χρόνοι Εξυπηρέτησης Π1 Π2 Π3 Φ1' Φ2' Φ3' Φ4' Φ5' Φ6' Φ7' Φ8' Φ9' Φ10' Εικόνα 9.2 Δεδομένα εξερχόμενων φορτηγών

133 9.2 ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Μετά τη δημιουργία του μοντέλου στο Excel και την εισαγωγή των απαιτούμενων δεδομένων ακολουθεί η επίλυση του προβλήματος μέσω του Evolver. Αρχικά, το Evolver εισάγεται στο Excel και γίνεται ο καθορισμός των παραμέτρων του γενετικού αλγορίθμου. Στην παρούσα μελέτη επιλέχθηκε ο αυτόματος προσδιορισμός των παραμέτρων του γενετικού αλγορίθμου μέσω Evolver, όπως φαίνεται στην Εικόνα 9.3, αφού διαπιστώθηκε ότι ο αλγόριθμος έτσι δίνει καλές λύσεις σε εύλογο χρονικό διάστημα. Το κριτήριο τερματισμού του αλγορίθμου είναι η μη εύρεση βελτιωμένης τουλάχιστον κατά 0.01% λύσης για διαδοχικές επαναλήψεις, όπως φαίνεται στην Εικόνα 9.4. Στη συνέχεια, πραγματοποιείται η επιλογή για ελαχιστοποίηση της αντικειμενικής συνάρτησης από το αντίστοιχο κελί του φύλλου εργασίας. Ακόμη ορίζονται οι μεταβλητές του προβλήματος, οι οποίες στην παρούσα μελέτη είναι το μητρώο μετασχηματισμού, και ορίζονται οι τιμές που μπορούν να πάρουν, δηλαδή 1, 2 και 3. Ακολούθως εισάγονται οι περιορισμοί του προβλήματος. Εικόνα 9.3 Καθορισμός παραμέτρων Evolver

134 Εικόνα 9.4 Καθορισμός κριτηρίου τερματισμού Evolver O περιορισμός που θέτουμε εξασφαλίζει ότι το κάθε εισερχόμενο φορτηγό θα ανατεθεί σε θύρα μετά την άφιξή του στις εγκαταστάσεις, ενώ ο βασικός περιορισμός ότι κάθε φορτηγό εκχωρείται σε μία και μόνο μία θύρα, εξασφαλίζεται με τον τρόπο που έχουμε ρυθμίσει να βρίσκει λύσεις το μητρώο μετασχηματισμού και με τις τιμές που έχουμε ορίσει να λαμβάνει. Το τελευταίο αποτελείται από μία κολώνα και δέκα (10) γραμμές που εκφράζουν τα δέκα (10) φορτηγά. Κάθε κελί του μητρώου μετασχηματισμού, μπορεί να πάρει μόνο μία τιμή από τις ακόλουθες: 1, 2, και 3 που εκφράζουν την ανάθεση στην θύρα 1, την ανάθεση στην θύρα 2 και την ανάθεση στην θύρα 3 αντίστοιχα ενός φορτηγού. Όλα τα παραπάνω παρουσιάζονται ενδεικτικά στην Εικόνα 9.5. Τον προσδιορισμό των παραμέτρων του προβλήματος βελτιστοποίησης ακολουθεί η εκτέλεση του συστήματος. Στο κάτω αριστερά μέρος του αρχείου αναδύεται ένα παράθυρο που δείχνει το χρόνο εκτέλεσης του προγράμματος, τη βέλτιστη τιμή της αντικειμενικής συνάρτησης για τις τελευταίες αλλά και για το σύνολο των γενεών του προβλήματος, τον αριθμό των έγκυρων (valid) λύσεων, αλλά και το συνολικό αριθμό των λύσεων που έχουν εξετασθεί Εικόνα

135 Εικόνα 9.5 Εισαγωγή αντικειμενικής συνάρτησης και περιορισμών στο Evolver Εικόνα 9.6 Αναδυόμενο παράθυρο Evolver για την πορεία της σύγκλισης

136 Εικόνα 9.7 Καθορισμός παραμέτρων γενετικού αλγόριθμου Στη συνέχεια, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η βελτιστοποίηση θα πραγματοποιηθεί με τη χρήση γενετικών αλγορίθμων. Έτσι, στις ρυθμίσεις του λογισμικού (settings) καθορίζεται ο αρχικός πληθυσμός, ο οποίος ισούται με 50 χρωμοσώματα και πρακτικά αντανακλά 50 διαφορετικές αρχικές τυχαίες λύσεις, που στη συνέχεια θα διασταυρωθούν μεταξύ τους, ώστε να προκύψουν νέες λύσεις. Αν οι λύσεις είναι καλύτερες τότε εισάγονται στη μνήμη, αλλιώς απορρίπτονται και η διαδικασία επαναλαμβάνεται. Η πιθανότητα διασταύρωσης των λύσεων ορίστηκε ίση με 0.5. Για την εύρεση νέων λύσεων πραγματοποιείται μετάλλαξη των ήδη εφικτών λύσεων, με την πιθανότητα μετάλλαξης να ορίζεται ίση με 0.1 (Εικόνα 9.7). Μετά τον τερματισμό του αλγορίθμου σύμφωνα με τα κριτήρια που προαναφέρθηκαν εμφανίζεται επιλογή να ανοίξει ένα αρχείο με τα βασικά στοιχεία της εκτέλεσης, Εικ.9.8. Το αρχείο αυτό μεταξύ άλλων περιλαμβάνει το συνολικό αριθμό γενεών της εκτέλεσης, τη γενιά εύρεσης της βέλτιστης λύσης, το χρόνο εκτέλεσης κ.λπ.. Τέλος, εμφανίζεται το συνολικό διάγραμμα με την πορεία σύγκλισης των λύσεων σε όλη τη διάρκεια εκτέλεσης του αλγορίθμου, Εικ

137 Εικόνα 9.8 Αναδυόμενο παράθυρο τερματισμού Evolver Εικόνα 9.9 Τελικό διάγραμμα και αρχείο στοιχείων βελτιστοποίησης Evolver

138 9.3 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΜΟΝΤΕΛΟΥ Στην ενότητα αυτή περιγράφονται τα αποτελέσματα των κυριότερων εφαρμογών του μοντέλου που περιεγράφηκε παραπάνω και πραγματοποιείται η αξιολόγησή τους. Η διάρκεια των τρεξιμάτων στο Evolver ήταν ανάλογη του μεγέθους του προβλήματος και κυμάνθηκε από λίγα λεπτά έως μισή ώρα σε όλες τις περιπτώσεις. Η πρώτη εφαρμογή αφορά στην σύγκριση των αποτελεσμάτων του αλγορίθμου με άλλες προτεινόμενες μεθόδους που έχουν παρουσιαστεί έως τώρα στην βιβλιογραφία. Στη συνέχεια γίνεται μια πλειάδα εφαρμογών στο κύριο πρόβλημα του οποίου η δημιουργία περιεγράφηκε στην αρχή του κεφαλαίου και αξιολόγηση των αποτελεσμάτων για όλες τις διαφορετικές μελέτες περίπτωσης η μελέτη περίπτωσης Οι στόχοι της ανάλυσης της παρούσας μελέτης είναι πρώτον, η σύγκριση της προτεινόμενης διαμόρφωσης του προβλήματος και της μεθόδου επίλυσης με άλλες υπάρχουσες από τη βιβλιογραφία και δεύτερον, η αποτίμηση της λειτουργίας του ενισχυμένου με πρόσθετες παραμέτρους και στοιχεία απόφασης μοντέλου που παρουσιάζεται στην παρούσα έρευνα και η σύγκριση της απόδοσής του με απλούστερα μοντέλα. Για το λόγο αυτό επιλέχθηκαν από τη βιβλιογραφία δύο μελέτες περίπτωσης προκειμένου να αποτελέσουν τη βάση αξιολόγησης του μοντέλου. Η πρώτη από τις μελέτες αυτές, Γκιόκας Α. (2009), αναλύει το πρόβλημα ανάθεσης εισερχόμενων φορτηγών σε ένα σύστημα διανομής προϊόντων cross docking υιοθετώντας δύο μαθηματικά μοντέλα για την εύρεση της βέλτιστης λύσης. Παρ όλα αυτά, και τα δύο μοντέλα περιορίζουν την ανάλυσή τους θεωρώντας ως δεδομένα εισόδου του μοντέλου μόνο αυτά που αφορούν στα εισερχόμενα φορτηγά, με τη συνάρτηση καταλληλόλητας να εκφράζει την ολική εξυπηρέτηση των εισερχόμενων φορτηγών. Συνεπώς, για τη συγκριτική αξιολόγηση των μοντέλων, οι χρόνοι που αφορούν στα εξερχόμενα φορτηγά δεν συνυπολογίζονται. Για την μοντελοποίηση του προβλήματος ανάθεσης των εισερχόμενων φορτηγών σε θύρες θεωρείται μια εγκατάσταση cross docking με 5 εισερχόμενες θύρες. Η μελέτη, της

139 οποίας τα αποτελέσματα θα συγκριθούν με εκείνα που παράγει το προτεινόμενο μοντέλο, επικεντρώνεται στους χρόνους άφιξης των εισερχόμενων φορτηγών στην εγκατάσταση και για την επίλυση των μοντέλων επιλέγεται ο προγραμματισμός 20 φορτηγών. Επισημαίνεται όμως ότι για την επίλυση των δυο μοντέλων είναι απαραίτητη η χρήση των χρόνων επεξεργασίας (HT) των φορτηγών στις θύρες της εγκατάστασης. Οι χρόνοι αυτοί έχουν οριστεί να είναι διαφορετικοί από θύρα σε θύρα για την πιο ρεαλιστική απεικόνιση της πραγματικότητας. Οι χρόνοι επεξεργασίας διαφέρουν για το ίδιο φορτηγό από θύρα σε θύρα, αλλά και για την ίδια θύρα από φορτηγό σε φορτηγό, καθώς επηρεάζονται από την γεωμετρία του crossdock, από το εργατικό δυναμικό που απασχολείται σε κάθε θύρα και από τα μηχανήματα που χρησιμοποιούνται κάθε φορά. Οι χρόνοι εξυπηρέτησης που επιλέχτηκαν παρουσιάζονται αναλυτικά στην παρακάτω Εικόνα 9.10: Χρόνοι Εξυπηρέτησης Π1 Π2 Π3 Π4 Π5 Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Εικόνα 9.10 Χρόνοι επεξεργασίας (HT) που επιλέγονται

140 Για την επιλογή των χρόνων άφιξης των 20 φορτηγών στο crossdock στηριζόμαστε σε μια τυχαία αλληλουχία αφίξεων. Συνολικά επιλέχθηκαν να εξεταστούν δυο set δεδομένων. Το πρώτο set δεδομένων (Data 1) περιλαμβάνει 3 περιπτώσεις αφίξεων οι οποίες προκύπτουν από την τυχαία αλληλουχία υποθέτοντας ότι το πρώτο φορτηγό φτάνει στην εγκατάσταση τη χρονική στιγμή 2, 5 και 8 ενώ οι υπόλοιποι χρόνοι άφιξης των ITs παραμένουν αμετάβλητοι (Πίνακας 9.1). Το δεύτερο set δεδομένων (Data 2) (Εικόνα 9.11) περιλαμβάνει συνολικά 24 περιπτώσεις στηριζόμενοι πάντα στην παραπάνω τυχαία αλληλουχία. Πίνακας 9.1 Πρώτο σύνολο δεδομένων (Data set 1) ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ (ΧΡΟΝΟΣ ΑΦΙΞΗΣ ΣΕ ΛΕΠΤΑ) IT Τυχαίες αφίξεις

141 Data 2 IT ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ (ΧΡΟΝΟΣ ΑΦΙΞΗΣ ΣΕ ΛΕΠΤΑ) Εικόνα 9.11 Δεύτερο σύνολο δεδομένων (Data set 2)

142 Συνδυασμός περιπτώσεων (α) IT ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ (ΧΡΟΝΟΣ ΑΦΙΞΗΣ ΣΕ ΛΕΠΤΑ) Εικόνα 9.12 Πρώτος συνδυασμός περιπτώσεων (α)

143 Συνδυασμός περιπτώσεων (β) IT ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ (ΧΡΟΝΟΣ ΑΦΙΞΗΣ ΣΕ ΛΕΠΤΑ) Εικόνα 9.13 Δεύτερος συνδυασμός περιπτώσεων (β)

144 Συνδυασμός περιπτώσεων (γ) IT ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ (ΧΡΟΝΟΣ ΑΦΙΞΗΣ ΣΕ ΛΕΠΤΑ) Εικόνα 9.14 Τρίτος συνδυασμός περιπτώσεων (γ)

145 Τέλος, τα δεδομένα που εισάχθηκαν στα δυο μοντέλα προέκυψαν από ένα συνδυασμό των Data 1 και Data 2. Συγκεκριμένα, κάθε περίπτωση του πρώτου set δεδομένων συνδυάστηκε με το δεύτερο set με αποτέλεσμα να προκύψουν συνολικά 72 (3x24) περιπτώσεις δεδομένων (Εικόνες 9.12, 9.13 και 9.14) Ο χρόνος επίλυσης (CPU solution time) των δεδομένων από τα δυο μαθηματικά μοντέλα ήταν αυτός που καθόρισε και το βέλτιστο μοντέλο. Όσο πιο μικρό είναι το CPU time τόσο πιο γρήγορα εξάγονται τα αποτελέσματα από την επίλυση των δεδομένων, οπότε τόσο καλύτερο είναι και το μοντέλο που χρησιμοποιούμε. Οι χρόνοι επίλυσης για τον κάθε συνδυασμό περιπτώσεων των δεδομένων φαίνονται συγκεντρωτικά στον επόμενο πίνακα (Πίνακας 9.3). Πίνακας 9.3 Αποτελέσματα των CPU time για τις περιπτώσεις που εξετάστηκαν Συνδυασμός (α) Model 1 Model 2 Συνδυασμός (β) Model 1 Model 2 Συνδυασμός (γ) Model 1 Model , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

146 Παρατηρώντας τα αποτελέσματα των CPU time που εξήχθησαν διακρίνεται ότι το (Model 2) είναι πολύ καλύτερο από το (Model 1) καθώς παρουσιάζει μικρότερους χρόνους επίλυσης σε όλες τις περιπτώσεις που εξετάστηκαν. Για την σύγκριση των αποτελεσμάτων των μοντέλων της βιβλιογραφίας με το προτεινόμενο μοντέλο εξετάστηκαν μόνο δύο περιπτώσεις δεδομένων άφιξης των φορτηγών. Επιλέχθηκε ο συνδυασμός (α) 7 του Model 2, που έδωσε την καλύτερη CPU solution time και ο συνδυασμός (γ) 12 που έδωσε την χειρότερη τιμή της CPU time. Κατ αυτόν τον τρόπο οι χρόνοι άφιξης που χρησιμοποιήθηκαν για την σύγκριση παρουσιάζονται στην παρακάτω Εικόνα Η διαδικασία βελτιστοποίησης με το προτεινόμενο μοντέλο φαίνεται στις Εικόνες 9.16, 9.17 και Η σύγκριση των αποτελεσμάτων δείχνει ότι υπάρχει ακόμα δυναμικό στη βελτιστοποίηση τέτοιων προβλημάτων. Πιο συγκεκριμένα, στον Πίνακα 9.4 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της σε όρους χρόνου σύγκλισης των αλγορίθμων. Χρόνοι άφιξης φορτηγών (α) - 7 Χρόνοι άφιξης φορτηγών (γ) - 12 Π1 Π2 Π3 Π4 Π5 Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Π1 Π2 Π3 Π4 Π5 Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Εικόνα 9.15 Χρόνοι άφιξης φορτηγών που επιλέγονται για την σύγκριση των μοντέλων

147 Πίνακας 9.4 Σύγκριση βέλτιστων τιμών CPU time Συνδυασμός Model 2 Προτεινόμενο Μοντέλο (α) (γ) Παρατηρείται, από το Σχήμα 9.1, ότι οι λύσεις ικανοποιούν όλους τους περιορισμούς που αφορούν την έναρξη και την σειρά εξυπηρέτησης του κάθε φορτηγού μέσα στις θύρες, και μάλιστα σε χρόνους επίλυσης μικρότερους από τους βέλτιστους που έχουν βρεθεί στη βιβλιογραφία. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να επιτύχουμε συντόμευση των υπολογισμών και να κερδίσουμε πολύτιμο χρόνο, απαραίτητο σε συστήματα cross docking όπου η μεταφορά των εμπορευμάτων είναι ταχύτατη και απαιτείται γρήγορη λήψη αποφάσεων. Ανάθεση φορτηγών σε πόρτες Π1 Π2 Π3 Π4 Π5 3 Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Εικόνα 9.16 Μητρώο μετασχηματισμού και πίνακας ανάθεσης φορτηγών

148 Χρόνοι έναρξης εξυπηρέτησης εισερχόμενων φορτηγών Χρόνοι πέρατος εξυπηρέτησης εισερχόμενων φορτηγών Χρόνοι αναμονής και εξυπηρέτησης εισερχόμενων φορτηγών Συνολικός χρόνος παραμονής στις εγκαταστάσεις των εισερχόμενων φορτηγών Π1 Π2 Π3 Π4 Π5 Π1 Π2 Π3 Π4 Π5 Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Π1 Π2 Π3 Π4 Π5 Φ Φ1 41 Φ Φ2 55 Φ Φ3 44 Φ Φ4 83 Φ Φ5 169 Φ Φ6 45 Φ Φ7 34 Φ Φ8 71 Φ Φ9 116 Φ Φ Φ Φ11 69 Φ Φ Φ Φ Φ Φ14 45 Φ Φ Φ Φ16 93 Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Εικόνα 9.17 Διαδικασία βελτιστοποίησης

149 Σχήμα 9.1 Διάγραμμα ανάθεσης ITs σε IDs