Προσομοίωση και Logistics Μελέτη Εναλλακτικών Σεναρίων Λειτουργίας Κέντρου ιανομής 1 Λαμπροπούλου Ασημίνα - Ελένη, 2 Πόνης Τ. Σταύρος 1,2 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών, Τομέας Βιομηχανικής ιοίκησης και Επιχειρησιακής Έρευνας, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Ελλάδα 1 e.lambro@hotmail.com, 2 staponis@central.ntua.gr Περίληψη Η μελέτη της βιβλιογραφίας καταδεικνύει το γεγονός πως η προσομοίωση επιχειρηματικών συστημάτων και διαδικασιών κερδίζει ολοένα και περισσότερο έδαφος ανάμεσα στις μεθόδους υποστήριξης αποφάσεων του σύγχρονου στελέχους διοίκησης. Ειδικότερα δε, στην ευρύτερη περιοχή των logistics, η προσομοίωση αποτελεί ένα, αποδεδειγμένα πολύ χρήσιμο, εργαλείο που επιτρέπει την in-vitro δοκιμαστική λειτουργία των συστημάτων εφοδιασμού και την εκτίμηση της απόδοσης τους υπό διαφορετικές συνθήκες παραγωγικής λειτουργίας. Στην παρούσα εργασία, και αφού προηγηθεί βιβλιογραφική επισκόπηση των υφιστάμενων ερευνητικών προσπαθειών σε θέματα προσομοίωσης στα σύγχρονα logistics, παρουσιάζεται παράδειγμα χρήσης ενός από τα καλύτερα και ευρέως διαδεδομένα πακέτα λογισμικού προσομοίωσης διαδικασιών logistics της παγκόσμιας αγοράς. Στο ειδικά διαμορφωμένα περιβάλλον του λογισμικού αναπτύσσεται, ελέγχεται και εκτελείται το μοντέλο προσομοίωσης μεγάλου κέντρου διανομής στην υφιστάμενη κατάσταση λειτουργίας. Αφού καταγραφούν τα αποτελέσματα της προσομοίωσης του βασικού σεναρίου, εξετάζονται τρία εναλλακτικά σενάρια λειτουργίας, με βασικό άξονα την τροποποίηση του αριθμού των διαθέσιμων επανδρωμένων περονοφόρων του κέντρου. Τέλος, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της προσομοίωσης στο σύνολο τους και γίνεται αξιολόγηση και σύγκριση των σεναρίων με τη βοήθεια δεικτών απόδοσης, διαγραμμάτων, αναφορών και συγκριτικών πινάκων. Λέξεις κλειδιά: ιοίκηση Εφοδιαστικής Αλυσίδας, Logistics, Συστήματα Υποστήριξης Αποφάσεων, Προσομοίωση Επιχειρηματικών ιαδικασιών, Κέντρο ιανομής. 1. Εισαγωγή Η μελέτη της σύγχρονης βιβλιογραφίας καταδεικνύει το γεγονός πως παρόλο που οι καταγεγραμμένες ερευνητικές προσπάθειες χρήσης του εργαλείου της προσομοίωσης στην ευρύτερη περιοχή των logistics είναι πολλές, στην πλειοψηφία τους δεν επικεντρώνονται στη μελέτη της λειτουργίας αποθηκών και κέντρων διανομής, η οποία επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό την απόδοση όλου του εφοδιαστικού συστήματος.
Η λειτουργία αυτών των εγκαταστάσεων μπορεί σε γενικές γραμμές να διακριθεί σε δύο βασικές διαδικασίες, την αποθήκευση (storage) και τη συλλογή (picking) των προς αποστολή παραγγελιών. Τα εισερχόμενα προϊόντα προερχόμενα είτε από συνεργαζόμενες επιχειρήσεις είτε, εσωτερικά, από το τμήμα παραγωγής, παραλαμβάνονται, ταξινομούνται και αποθηκεύονται. Στην άλλη άκρη του αποθηκευτικού συστήματος και βάση των παραγγελιών που η επιχείρηση έχει στα χέρια της, τα εξερχόμενα προϊόντα συλλέγονται και μεταφέρονται στις αποβάθρες αποστολής προς συσκευασία, φόρτωση και διανομή. Σε αυτό το φαινομενικά απλό σύστημα, εφαρμόζονται μια σειρά από στρατηγικές/πολιτικές που αφορούν τόσο την αποθήκευση όσο και τη συλλογή των παραγγελιών, όπως φαίνεται στον Πίνακα 1. Οι στρατηγικές αυτές, πολλές φορές εφαρμόζονται συνδυαστικά, ανάλογα με τις ιδιαίτερες ανάγκες της επιχείρησης. Πίνακας 1. Στρατηγικές Αποθήκευσης / Συλλογής Παραγγελιών Στρατηγική Αποθήκευση εσμευμένη Αποθήκευση Τυχαία αποθήκευση Αποθήκευση στην πρώτη κενή θέση Αποθήκευση με βάση κατηγορίες προϊόντων Στρατηγική ιακριτή Συλλογή Συλλογή σε ομάδες (batch) Συλλογή σε Ζώνες (zones) Το προϊόν αποθηκεύεται σε σταθερή θέση μέσα στην αποθήκη. Τυχαία επιλογή θέσης αποθήκευσης ανάμεσα στις κενές, με ίση πιθανότητα. Αποθήκευση προϊόντος στην πρώτη κενή θέση που γίνεται αντιληπτή ή υποδεικνύεται στον εργαζόμενο. Σε κάθε κατηγορία ανατίθεται μια περιοχή της αποθήκης. Η τοποθέτηση των προϊόντων μέσα σε κάθε περιοχή γίνεται συνήθως τυχαία. Συλλογή Ο εργαζόμενος (picker) συλλέγει μια παραγγελία, γραμμήγραμμή (line order) Ο εργαζόμενος (picker) είναι υπεύθυνος για τη συλλογή μιας ομάδας παραγγελιών (order batch) σε ένα δρομολόγιο picking (picking tour) Ο εργαζόμενος (picker) συλλέγει αποκλειστικά τα line items εκείνα που βρίσκονται στη ζώνη συλλογής που εκ των προτέρων του έχει ανατεθεί Η διοίκηση και λειτουργία ενός αποθηκευτικού συστήματος είναι μια πολύπλοκη διαδικασία. Ακόμα και μετά την επιλογή μιας βασικής στρατηγικής, οι αποφάσεις που πρέπει να ληφθούν είναι πολλές και σύνθετες. Ποιος αποθηκευτικός εξοπλισμός είναι ο κατάλληλος; Είναι αναγκαία η υποστήριξη της αποθηκευτικής λειτουργίας με μηχανολογικό εξοπλισμό, π.χ. περονοφόρα, ιμάντες μεταφοράς κ.α.; Πώς θα υποστηριχτεί πληροφοριακά το κύκλωμα; Ο απώτερος στόχος δεν είναι άλλος από την ομαλοποίηση της λειτουργίας του αποθηκευτικού συστήματος και η αποδοτική και γρήγορη
απόκριση του στις ανάγκες του εφοδιαστικού κυκλώματος, τόσο αυτών που προέρχονται από τη μεριά του προμηθευτή (upstream/ buy-side), όσο και αυτών που προέρχονται από τη μεριά του πελάτη (downstream/ sell-side). Το άρθρο αυτό, έχει σαν στόχο την ανάδειξη της προσομοίωσης ως ένα χρήσιμο εργαλείο για την υποστήριξη των αποφάσεων διοίκησης αποθηκών και κέντρων διανομής. Ειδικότερα, το εργαλείο προσομοίωσης χρησιμοποιείται για τη μοντελοποίηση των εγκαταστάσεων αποθηκευτικού κέντρου, την απεικόνιση της δυναμικής του λειτουργίας μέσα στο χρόνο, την εκπόνηση εναλλακτικών σεναρίων λειτουργίας και τέλος την υποστήριξη της απόφασης για τη στελέχωση της αποθήκης και την επένδυση σε μηχανολογικό εξοπλισμό (περονοφόρα). Στην αμέσως επόμενη ενότητα γίνεται μια σύντομη αναφορά στη σχετική βιβλιογραφία που ακολουθείται από την παρουσίαση της μελέτης περίπτωσης και τα συμπεράσματα που προκύπτουν από αυτή. 2. Σύντομη Βιβλιογραφική Επισκόπηση Η χρήση της προσομοίωσης για την επίλυση προβλημάτων που ανήκουν στην περιοχή της διοίκησης της εφοδιαστικής αλυσίδας και των logistics είναι ιδιαίτερα διαδεδομένη τα τελευταία χρόνια. Σημαντικοί παράγοντες στην αύξηση των ερευνητικών προσπαθειών ήταν η βελτίωση των δυνατοτήτων των υπολογιστικών συστημάτων και η μείωση του κόστους κτήσης τους, που οδήγησαν στη μεγαλύτερη διάδοση των λύσεων λογισμικού προσομοίωσης ανάμεσα στις επιχειρήσεις μικρού και μεσαίου μεγέθους αλλά και στην εμφάνιση νέων επιχειρήσεων λογισμικού που προσφέρουν τέτοιες εφαρμογές. Στον Πίνακα 2 παρουσιάζονται μια σειρά από ενδεικτικές ερευνητικές προσπάθειες των τελευταίων δέκα ετών με επίκεντρο τη χρήση της προσομοίωσης στην περιοχή της διοίκησης της εφοδιαστικής αλυσίδας και των logistics. Αναμφίβολα, η μελέτη της βιβλιογραφίας καταδεικνύει την ύπαρξη ενός μεγάλου αριθμού ερευνητικών προσπαθειών στο πεδίο εφαρμογής της προσομοίωσης σε ένα μεγάλο εύρος προβλημάτων διοίκησης της εφοδιαστικής αλυσίδας. Ταυτόχρονα όμως, αναδεικνύει την έλλειψη παρόμοιων προσπαθειών στο νευραλγικό και κρίσιμο κομμάτι της διοίκησης αποθηκευτικών κέντρων και κέντρων διανομής, των οποίων η απόδοση είναι σε θέση να επηρεάσει αρνητικά ή θετικά την απόδοση του συνόλου του εφοδιαστικού κυκλώματος. Από τις μελέτες που εντοπίσθηκαν από τη βιβλιογραφική έρευνα των συγγραφέων του άρθρου, διακρίνουμε τις πιο πρόσφατες, όπως αυτές των Gagliardi et al. (2007), Gopakumar et al. (2008) και Ma et al. (2011) με την τελευταία δε, να παρουσιάζει σημαντικό ενδιαφέρον καθώς, όπως και η παρούσα εργασία, κάνει χρήση του λογισμικού Flexsim για την υποστήριξη των αποφάσεων που οδηγούν στη βελτιστοποίηση της διαδικασίας συλλογής σε μεγάλο κέντρο διανομής.
Πίνακας 2. Προσομοίωση και ιοίκηση της Εφοδιαστικής Αλυσίδας Συγγραφείς Αντικείμενο Έρευνας Chan and Chan (2005) Ko et al. (2006) Kara et al. (2006) Schwartz et al. (2007) Persson and Araldi (2009) Wanhphanich et al. (2010) Chan & Zhang (2011) Μελέτη προσομοίωσης λειτουργίας και απόδοσης πάνω σε πέντε από τα επικρατέστερα μοντέλα διοίκησης της εφοδιαστικής αλυσίδας με τη χρήση του λογισμικού SIMPROCESS. Ανάπτυξη ενός υβριδικού μοντέλου προσομοίωσης και βελτιστοποίησης για την υποστήριξη του σχεδιασμού ενός δικτύου 3PL. Ανάπτυξη μοντέλου προσομοίωσης δικτύου reverse logistics για τη συλλογή προς ανακύκλωση ηλεκτρικών συσκευών σε μεγάλο αστικό κέντρο. Ανάπτυξη πλαισίου προσομοίωσης για την υποστήριξη της διοίκησης αποθεμάτων σε εφοδιαστικές αλυσίδες με αβεβαιότητα προμηθειών και ζήτησης. Ανάπτυξη ενός δυναμικού εργαλείου ανάλυσης εφοδιαστικής αλυσίδας μέσα από την ολοκλήρωση του λογισμικού προσομοίωσης ARENA και του μοντέλου SCOR. Ανάπτυξη προσέγγισης με βάση την προσομοίωση για την ποσοτικοποίηση και τη μείωση των επιπτώσεων του φαινομένου του μαστιγίου (bullwhip effect). Χρήση της προσομοίωσης για την εκτίμηση των αποτελεσμάτων της συνεργατικής διοίκησης μεταφορικού έργου στην απόδοση της εφοδιαστικής αλυσίδας. 3. Μελέτη Περίπτωσης Το λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε για τις ανάγκες αυτής της μελέτης είναι το Flexsim, της Flexsim Software Products Inc. στην έκδοση 4.5.2. Το λογισμικό αυτό είναι ένα ισχυρό εργαλείο μοντελοποίησης και σχεδιασμού πραγματικών επιχειρησιακών συστημάτων και προσφέρει σημαντικές δυνατότητες για την ανάλυση, οπτικοποίηση με τρισδιάστατη ρεαλιστική γραφική απεικόνιση και προσομοίωση των διαδικασιών τους σε εργαστηριακό περιβάλλον. Το λογισμικό Flexsim, εξειδικεύεται στις διαδικασίες logistics προσφέροντας λύσεις με τη μορφή πρόσθετων προγραμμάτων (add-on modules), όπως τa Flexsim Material Handling και Flexsim Packaging. 3.1 Λειτουργικά εδομένα του Κέντρου ιανομής (Κ ) Το Κ έχει διαστάσεις 90,9m x 61,9m. Το εμβαδό του είναι 5626,71 m 2. Μπροστά από τον αποθηκευτικό χώρο βρίσκεται το τμήμα παραλαβών - αποστολών, μήκους 90,9m και πλάτους 17m. Μέρος αυτού του χώρου χρησιμοποιείται για τη σύνθεση των παραγγελιών. Στο τμήμα σύνθεσης
παραγγελιών οδηγούνται παλέτες ύψους 170 cm και 105 cm οι οποίες σπάνε σε κιβώτια. Στη συνέχεια, ανάλογα με τη σύνθεση της κάθε παραγγελίας δημιουργούνται νέες παλέτες ύψους 170 cm οι οποίες περιέχουν 12 κιβώτια διαφορετικών κωδικών. Έτσι σε αυτό το τμήμα οδηγούνται παλέτες κωδικών που η ζήτησή τους περιορίζεται σε λίγα μόνο κιβώτια και όχι σε ολόκληρη την παλέτα. Τα κιβώτια που δεν προορίζονται για αποστολή αποθηκεύονται σε θυρίδες. Μπροστά από το τμήμα των παραλαβών - αποστολών υπάρχουν ράμπες για την εκφόρτωση και τη φόρτωση των φορτηγών πλάτους 4 m η κάθε μία. Υπάρχουν 10 ράμπες εκφόρτωσης και 5 ράμπες φόρτωσης. Στο Σχήμα 1, φαίνεται η κάτοψη του Κ με τη βοήθεια του σχεδιαστικού εργαλείου Autocad. Για καλύτερη ροή των προϊόντων η αποθήκη έχει λόγο διαστάσεων 2:1. Σχήμα 1. Κάτοψη του Κ Το κέντρο διανομής χρησιμοποιείται για την αποθήκευση παλετών και στη συνέχεια για σύνθεση παραγγελιών και την αποστολή τους σε πελάτες. Το μίγμα των διαθέσιμων θέσεων για παλέτες και θυρίδες, φαίνεται στον Πίνακα 3. Η διακίνηση των παλετών στην αποθήκη γίνεται με περονοφόρα. Οι θέσεις των θυρίδων είναι ισόγειες για να μπορεί να γίνεται η διακίνηση των προϊόντων χειροκίνητα από μεταφορείς και όχι από περονοφόρα. Πίνακας 3. Κέντρο ιανομής Αριθμός Παλετοθέσεων και Θυρίδων Είδος θέσης ιαστάσεις Αριθμός θέσεων Παλέτες τύπου Α 80x120x195 cm 1428 Παλέτες τύπου Β 80x120x170 cm 2738 Παλέτες τύπου C 80x120x105 cm 3026 Θυρίδες 80x120x195 cm 3716
Το Κ χειρίζεται 310 κωδικούς που διακρίνονται σε τρεις κατηγορίες (Α,Β και C) ανάλογα με το μέγεθος της παλέτας διακίνησης (βλ. Πίνακα 2) και πραγματοποιεί, κατά μέσο όρο, 20 παραλαβές την ημέρα και 6 αποστολές. Η άφιξη των φορτηγών παραλαβών είναι γνωστή από την προηγούμενη ημέρα, έχει δε γίνει η παραδοχή πως η επιχείρηση λειτουργεί μόνο με το μοντέλο FTL (Full Truck Load), η δε χωρητικότητα των φορτηγών είναι και αυτή δεδομένη. Το ίδιο συμβαίνει και με τα φορτηγά διανομής, τα οποία όμως έχουν μικρότερη χωρητικότητα. 3.2. ομικά Στοιχεία του Μοντέλου του Κέντρου ιανομής (Κ ) Τα αντικείμενα του λογισμικού (objects) που έχουν χρησιμοποιηθεί για τη μοντελοποίηση του Κ είναι πηγές, ουρές αναμονής, ράφια, επεξεργαστές, μεταφορείς, μεταφορικές ταινίες, διεκπεραιωτές, καταβόθρες και κόμβοι δικτύου. Ειδικότερα: Πηγές (Sources): Είναι οι γεννήτριες των οντοτήτων του μοντέλου (προϊόντα). Οι πηγές παράγουν παλέτες (loaded pallets) κατά την άφιξη ενός φορτηγού στο τμήμα παραλαβών. Κατά τη δημιουργία των στοιχείων ορίζεται ο τύπος τους, οι διαστάσεις τους, και προστίθεται σε αυτά ετικέτα με τον κωδικό και το χρόνο άφιξης τους. Ουρές αναμονής (Queues): Σε αυτές συσσωρεύονται οντότητες και περιμένουν τη μεταφορά τους σε κάποιο αντικείμενο του μοντέλου ή την επεξεργασία τους. Έτσι έχουν τοποθετηθεί ουρές αναμονής στο τμήμα παραλαβών (όπου συσσωρεύονται παλέτες μετά την εκφόρτωση των φορτηγών), στο τμήμα σύνθεσης παραγγελιών (πριν και μετά από τους επεξεργαστές) και στο τμήμα αποστολών (όπου συσσωρεύονται παλέτες παραγγελίες για τη φόρτωση των φορτηγών). Οι ουρές αναμονής είναι συνδεδεμένες με ράφια για να επιτυγχάνεται διακίνηση των παλετών προς και από αυτά. Ράφια (Racks): Είναι τα αντικείμενα όπου αποθηκεύονται οι παλέτες. Έχουν διαστάσεις 0,97x1,3 cm και ύψος αντίστοιχο με τον τύπο των στοιχείων που αποθηκεύονται σε αυτά. Οι διαστάσεις των θυρίδων (των ραφιών όπου θα αποθηκεύονται κιβώτια) είναι 0,478x1,3x0,54cm. Γίνεται η επιλογή το στοιχείο να αποθηκεύεται στο πρώτο διαθέσιμο κελί κατά στήλη και κατά επίπεδο. Τα ράφια είναι συνδεδεμένα με ουρές αναμονής, με το διεκπεραιωτή που ρυθμίζει την κίνηση των περονοφόρων και με τους επεξεργαστές στο τμήμα σύνθεσης παραγγελιών. Επεξεργαστές (Processors): Μηχανολογικός εξοπλισμός (separator/combiner) που χρησιμοποιείται από δύο χειριστές / μεταφορείς (operators), οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για το σπάσιμο των παλετών, τη συλλογή κιβωτίων και τη σύνθεση των νέων, προς αποστολή, παλετών. Μεταφορείς (Transporters): Στο μοντέλο υπάρχουν μεταφορείς υπεύθυνοι για τη διακίνηση των οντοτήτων σε διάφορα σημεία. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται τρία αντικείμενα του μοντέλου: φορτηγά, περονοφόρα και μεταφορείς. Μεταφορικές ταινίες (Conveyors): Στο τμήμα σύνθεσης παραγγελιών υπάρχει μεταφορική ταινία που συνδέει το διαχωριστή (separator) με τον επεξεργαστή σύνθεσης παλετών (combiner).
ιεκπεραιωτές (Dispatchers): Αυτά τα αντικείμενα είναι υπεύθυνα για τον καταμερισμό εργασιών στους μεταφορείς. Οι διεκπεραιωτές καλούν το περονοφόρο, ή το μεταφορέα αντίστοιχα, που είναι ανενεργός και βρίσκεται πιο κοντά στο στοιχείο που χρήζει μεταφοράς. Οι εργασίες ταξινομούνται βάσει του συστήματος FIFO (First In First Out). Καταβόθρες (Sinks): Όταν μια οντότητα μεταβεί σε μία καταβόθρα, εξέρχεται του μοντέλου. Η διαδικασία αποστολής παραγγελιών μοντελοποιείται από αυτές τις καταβόθρες. Οι παραγγελλόμενες παλέτες συγκεντρώνονται στις ουρές αναμονής του τμήματος αποστολών. Όταν φτάσει το φορτηγό στη ράμπα ξεκινά η διαδικασία φόρτωσής του. Τελικά, τα προϊόντα αυτά καταλήγουν στις καταβόθρες και το φορτηγό επιστρέφει στην αρχική του θέση. Κόμβοι δικτύου Network Nodes: Στο μοντέλο έχει γίνει χρήση πολλών τέτοιων κόμβων με σκοπό τη δημιουργία δικτύου στην αποθήκη. Το δίκτυο αυτό ορίζει ποιες είναι οι επιτρεπόμενες διαδρομές και αποτρέπει την άναρχη κίνηση των μεταφορέων στην αποθήκη. Πίνακες χρονικού προγραμματισμού (Time Tables): Είναι πίνακες που προγραμματίζουν χρονικά τα διάφορα αντικείμενα που συνθέτουν το μοντέλο. Στο Σχήμα 2 απεικονίζεται το μοντέλο του Κ στο οποίο έχουν δημιουργηθεί όλα τα δομικά στοιχεία που αναφέρθηκαν πιο πάνω. Με γκρι χρώμα είναι τα ράφια που αποθηκεύονται οι παλέτες ύψους 195 cm, με πράσινο οι θέσεις για τις παλέτες ύψους 170 cm, με γαλάζιο οι θέσεις για παλέτες ύψους 105 cm και με μπλε οι θέσεις των θυρίδων. Μπροστά από τα ράφια διακρίνεται ο χώρος παραλαβών - αποστολών και οι ράμπες για την εκφόρτωση και τη φόρτωση των φορτηγών. Στο αριστερό μέρος της αποθήκης φαίνεται ο χώρος παραλαβών που διαθέτει 10 ράμπες εκφόρτωσης, και δεξιά φαίνεται ο χώρος αποστολών που διαθέτει 5 ράμπες φόρτωσης. Σχήμα 2. Το Μοντέλο του Κ Αντίστοιχα οι συνδέσεις του Κ απεικονίζονται στο σύνολο τους στο Σχήμα 3. Σχήμα 3. Οι Συνδέσεις των ομικών Στοιχείων του Μοντέλου
3.3. Οι Παράμετροι Λειτουργίας του Μοντέλου Η λειτουργία της αποθήκης ξεκινά χωρίς αρχικό απόθεμα ενώ ο χρόνος προθέρμανσης του μοντέλου (warm-up time), στον οποίοο η αποθήκη παραλαμβάνει προϊόντα και τα τοποθετεί στα ράφια χωρίς να εκτελείται κάποια άλλη λειτουργία της, έχει οριστεί ίσος με 2400 λεπτά ή 5 εργάσιμες ημέρες. Έτσι, η σύνθεση και η αποστολή παραγγελιών ξεκινούν μετά από αυτό το διάστημα. Η χρονική διάρκεια της προσομοίωσης είναι ένας μήνας, 25 εργάσιμων ημερών και οκτάωρης βάρδιας λειτουργίας. Στο λογισμικό αναπτύχθηκαν τρία σενάρια λειτουργίας, ένα βασικό (baseline) και δύο εναλλακτικά. Το μοντέλο έτρεξε 20 φορές για κάθε σενάριο, έτσι ώστε να μπορέσουν να ληφθούν στατιστικώς αποδεκτά αποτελέσματα. Τόσο στο βασικό (Σενάριο 1), όσο και στα δύο εναλλακτικά σενάρια (Σενάριο 2 & Σενάριο 3) χρησιμοποιούνται ένα περονοφόρο για την εκφόρτωση και τη φόρτωση των φορτηγών και δύο εργάτες/μεταφορείς για το χειρισμό των επεξεργαστών του τμήματος συλλογής παραγγελιών και για τη μεταφορά των κιβωτίων σε θυρίδες. Στο βασικό σενάριο χρησιμοπο οιείται ένα επανδρωμένο περονοφόρο για τη διακίνηση των παλετών στην αποθήκη ενώ στα σενάρια 2 και 3, δύο και τρία επανδρωμένα περονοφόρα αντίστοιχα. Τέλος, αναπτύχθηκαν μηχανισμοί καταγραφής στατιστικών στοιχείων εντός του μοντέλου προσομοίωσης για μια σειρά στοιχείων όπως, ο βαθμός χρησιμοποίησης των περονοφόρων και των εργατών, ο μέσος χρόνος παραμονής στις ουρές του τμήματος παραλαβών, ο βαθμός πληρότητας των ραφιών και των θυρίδων κ.ο.κ. 4. Εκτέλεση Μοντέλου - Αποτελέσματα Η εκτέλεση του βασικού σεναρίου με τη χρήση ενός μόνο περονοφόρου οδηγεί το σύστημα σε συμφόρηση, καθώς το περονοφόρο δεν προλαβαίνει να εξυπηρετήσει τις εισερχόμενες παραγγελίες δημιουργώντας έτσι σημαντικές ουρές στο τμήμα παραλαβών αλλά και στις ράμπες εκφόρτωσης που μένουν δεσμευμένες για μεγάλο χρονικό διάστημα. Συνεπακόλουθα, και με δεδομένο πως έχει δοθεί από το σύστημα προτεραιότητα στην τακτοποίηση των παραλαμβανόμενων παλετών, το τμήμα σύνθεσης παραγγελιών παρουσιάζει πολύ μικρό βαθμό φόρτισης. Στο Σχήμα 4, δίνεται μια εικόνα του συστήματος στα 10.000 λεπτά λειτουργίας του.
Σχήμα 4. Απεικόνιση Λειτουργίας Σεναρίου 1 (snapshot 10.000 mins) Η εκτέλεση του Σεναρίου 2, έδωσε πολύ καλά αποτελέσματα στις ουρές του συστήματος στο τμήμα παραλαβών. Τα δύο περονοφόρα αδειάζουν πολύ γρήγορα τις ουρές αναμονής του τμήματος παραλαβών και αποθηκεύουν τις παλέτες στα ράφια. Έτσι δεν υπάρχει καθόλου συμφόρηση. Το τμήμα αποστολών έχει τις παραγγελίες έτοιμες κατά την άφιξη των φορτηγών και ταυτόχρονα έχουν αρχίσει να συγκεντρώνονται οι παλέτες και για τις επόμενες παραγγελίες, ενώ το τμήμα σύνθεσης παραγγελιών λειτουργεί συνεχώς και προετοιμάζει τις επόμενες παραγγελίες. Τέλος, στο Σενάριο 3, η λειτουργία του συστήματος σε ό,τι έχει να κάνει με τις ουρές αναμονής είναι πολύ κοντά στα αποτελέσματα του Σεναρίου 2, δεν δημιουργείται μεν συμφόρηση, αλλά τα περονοφόρα παρουσιάζουν πολύ χαμηλό βαθμό φόρτισης. Στο Σχήμα 5, φαίνονται τα στατιστικά στοιχεία των χρόνων παραμονής μιας παλέτας στις ουρές του τμήματος παραλαβών. Σχήμα 5. Μέσος χρόνος παραμονής στις ουρές του τμήματος παραλαβών Στο Σχήμα 6 παρουσιάζονται τα ποσοστά του χρόνου που τα περονοφόρα παρέμεναν ανενεργά και τα αντίστοιχα ποσοστά μετακίνησης τους χωρίς φορτίο. Περίπου το 6% της κατάστασης travel empty οφείλεται στο ότι τα περονοφόρα έχουν ρυθμιστεί να επιστρέφουν στην αρχική τους θέση home location κάθε φορά που τελειώνουν μία εργασία. Έχει γίνει προσπάθεια μείωσης του ποσοστού της κατάστασης travel empty χρησιμοποιώντας τον
2nd INTERNATIONA AL CONFERENCE ON O SUPPLY CHAIN NS καννόνα εγγύττερης διαδ δρομής ανά άμεσα σε περονοφό όρο και πρ ρος μεταφ φορά στο οιχείο. Ανάλλογα, στο Σχήμα 7, απεικονίζο ονται τα διαγράμματα α των χρόνων που υ οι χεειριστές/ μεταφορεείς και ο μηχαννολογικός εξοπλισ σμός (separator/combiner) του τμήμα ατος σύνθεσης παρ ραγγελιών, παραμέν νουν ανεενεργοί. Σχ χήμα 6. ια αγράμματα Idle I και Trav vel Empty Περονοφόρω Π ων Σχή ήμα 7. ιαγρ ράμματα Idle Προσωπ πικού Τέλος, στον σ Πίνακκα 4 παρο ουσιάζοντα αι συγκεντρ ρωτικά τα δεδομένα της από όδοσης το ου συστήματος ανά σενάριο, όπως αυττά προέκυ υψαν από την εκτέέλεση της προσομοίω ωσης. Στην τελευταία α γραμμή του τ Πίνακα α αναγράφ φεται το κόστος του κάθε σεεναρίου πο ου περιλαμβάνει τις απαιτούμ μενες δαπά άνες εξοπλισμού, το τ κόστος ενέργειαςς και συντή ήρησης τω ων περονο οφόρων κα αι το κόσ στος εργασ σίας με βά άση την Εθ θνική συλλ λογική σύμ μβαση και τη συλλογική σύμ μβαση τωνν χειριστώνν Βιομηχαννικών Επιχ χειρήσεωνν που ήτανν σε ισχύ από 1/7//2011. Πίνακας 4. 4 Συγκεντρ ρωτικά εδο ομένα Προσ σομοίωσης Σενάρ ριο 3 εδομένα Σεν νάριο 1 Σενάριο 2 Μέσ σος Χρόνος Απο οθήκευσης 18 82 min 5 min 4,3 m min Μέσ σος Χρόνος Συλλλογής Παρ ραγγελίας 123 31,8 min 41,4 min n 39,8 m min
Μέσος Βαθμός Χρησιμοποίησης 99,11% 79,26% 41,68% Περονοφόρων Μέσος βαθμός Χρησιμοποίησης 74,30% 66,61% 66,57% των Ραφιών Μέσος βαθμός Χρησιμοποίησης 0,31% 88,53% 89,73% των Θυρίδων Ετήσιο Κόστος 53.072,72 68.367,39 83.662,06 5. Συμπεράσματα Είναι φανερό ότι παρά το σχετικά μικρό του κόστος, το Σενάριο 1 δεν προτείνεται. Ο μέσος χρόνος αποθήκευσης είναι ιδιαίτερα υψηλός και ο βαθμός χρησιμοποίησης του ενός περονοφόρου ιδιαίτερα υψηλός, δεδομένα που οδηγούν στη ανάπτυξη μεγάλων ουρών αναμονής και στην υπολειτουργία των τμημάτων σύνθεσης παραγγελιών και αποστολών. Από την άλλη, τα Σενάρια 2 και 3 παρέχουν ανταγωνιστικούς χρόνους αποθήκευσης και συλλογής των παραγγελιών, με το Σενάριο 2, να υπερτερεί σημαντικά τόσο από άποψη κόστους όσο και στο βαθμό χρησιμοποίησης των περονοφόρων, ο οποίος είναι αρκετά υψηλός, χωρίς όμως να αποτρέπει τη δυνατότητα ικανοποίησης του αυξημένου φόρτου εργασίας στο μέλλον, αν αυτός προκύψει. Με βάση τα παραπάνω στοιχεία, η πρόταση του Σεναρίου 2, μοιάζει να είναι η πιο ενδεδειγμένη λύση, δηλαδή η χρήση ενός περονοφόρου φόρτωσης/εκφόρτωσης, δύο περονοφόρων για τις υπόλοιπες μετακινήσεις των παλετών και δύο εργατών/μεταφορέων. Ο στόχος της μελέτης περίπτωσης που παρουσιάστηκε είναι να καταδείξει τη χρησιμότητα της προσομοίωσης σε θέματα εφοδιαστικής που σχετίζονται με τη λήψη αποφάσεων για τη διοίκηση αποθηκευτικών κέντρων και κέντρων διανομής. Είναι προφανές πως τόσο το εύρος όσο και η σκόπευση της μελέτης μπορούν να διευρυνθούν καθιστώντας έτσι τη χρησιμότητα και την εφαρμοσιμότητα του εργαλείου πολύ μεγαλύτερη, σε θέματα που αφορούν την εύρυθμη λειτουργία εφοδιαστικών δικτύων, τη μείωση της έντασης των αποτελεσμάτων της μεταβλητότητας της ζήτησης και τη λήψη αποφάσεων σε τακτικό, λειτουργικό και στρατηγικό επίπεδο. H παρούσα έρευνα έχει συγχρηματοδοτηθεί από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο - ΕΚΤ) και από εθνικούς πόρους μέσω του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και ια Βίου Μάθηση» του Εθνικού Στρατηγικού Πλαισίου Αναφοράς (ΕΣΠΑ) - Ερευνητικό Χρηματοδοτούμενο Έργο: ΘΑΛΗΣ Ενίσχυση της ιεπιστημονικής ή και ιιδρυματικής έρευνας και καινοτομίας. This research has been co-financed by the European Union (European Social Fund - ESF) and Greek national funds through the Operational Program "Education and Lifelong Learning" of the National Strategic Reference Framework (NSRF) - Research Funding Program: THALES: Reinforcement of the interdisciplinary and/or inter-institutional research and innovation
Βιβλιογραφικές Αναφορές Chan F.T.S. and Chan H.K. (2005), Simulation modeling for comparative evaluation of supply chain management strategies, International Journal of Advance Manufacturing Technology, 25 (9), 998 1006. Chan F.T.S. and Zhang T. (2011), The impact of Collaborative Transportation Management on supply chain performance: A simulation approach, Expert Systems with Applications, 38(3), 2319-2329. Gagliardi J.P., Renaud J., and Ruiz A. (2007), A Simulation Model to Improve Warehouse Operations, Proceedings of the 2007 Winter Simulation Conference, 2012-2018, Washington DC: USA. Gopakumar B., Koli S., and Srihari K., (2008), A Simulation-based Approach for Dock Allocation in a Food Distribution Center, Proceedings of the 2008 Winter Simulation Conference, 2750-2754, Miami Florida: USA. Kara S., Rugrungruang F., and Kaebernick H., (2007), Simulation modelling of reverse logistics networks, International Journal of Production Economics, 106, 61 69. Ko H.J., Ko S.C., and Kim T. (2006), A hybrid optimization/simulation approach for a distribution network design of 3PLS, Computers & Industrial Engineering, 50, 440 449. Ma X., Yin, Y., and Liy T. (2011), The simulation and optimizing of different distribution strategies for the distribution center based on Flexsim, IEEE International Conference on Automation and Logistics, 201-204, Chongqing: China. Persson F. and Araldi M. (2009), The development of a dynamic supply chain analysis tool - Integration of SCOR and discrete event simulation, International Journal of Production Economics, 121, 574 583. Schwartz J.D., Wang W., and Rivera D.E. (2006), Simulation-based optimization of process control policies for inventory management in supply chains, Automatica, 42, 1311-1320. Wangphanich P., Kara S. and Kayis B. (2010), Analysis of the bullwhip effect in multi-product, multi-stage supply chain systems a simulation approach, International Journal of Production Research, 48(15), 4501-4517.