Дмитрий БЛИНОВ

технический директор LogistiX

На волнах операций

0
1538
При разработке проектов автоматизации склада многие наверняка слышали о «волновой сборке» или «волнах заказов».

Если говорить о происхождении термина «волна» в сфере автоматизации процессов складской логистики, следует начать с простого графика, где ось X соответствует времени, а ось Y – это некий по­казатель, который дол­жен до­­стигнуть заданного мак­си­маль­ного значения, что­бы за­пустились оп­ре­де­лен­ные про­цес­сы. Как толь­ко эти про­цес­сы запущены, значение пока­за­теля по оси Y начинает сни­жаться, пока не достигает ми­ни­мального значения, а затем снова на­чи­нает расти. Таким об­ра­зом, график в итоге на­по­ми­нает своеобразные волны.

http://dlogist.progt.org/sites/default/files/sklad_1_1.jpg

Чаще всего о волнах говорят в ракурсе возможности сборки заказов с группировкой заданий таким образом, чтобы сократить трудозатраты комплектовщиков, однако вариантов их использования даже в этом случае масса:

  1. начинать набор только тогда, когда объем заданий достиг заданного уровня (накопили заказов на объем паллеты – отправили эту паллету в набор);
  2. начинать набор только тогда, когда объем представленных в зоне отбора грузов достиг заданного уровня (накопили 80% требуемых позиций – начали комплектацию заказов);
  3. комбинированные варианты: ждем, пока в зоне отбора не будет представлено требуемое число позиций плюс накапливаем задания на набор до заданного уровня.

Несмотря на то, что это лишь верхушка айсберга, даже на этих примерах видно, что может возникнуть ситуация, когда придется долго ждать достижения заданной границы. А если зоны отбора недостаточно для выполнения текущих задач, будем ждать бесконечно?


Рис. 1 Волны операций
 

Имено для решения такой проблемы при накоплении «волны» используется еще и временное ограничение. Например, для начала комплектации заказа ожидаем объема заданий в 1,6 м3, но ограничиваем время ожидания 15 минутами, чтобы не получить ситуацию, что заказ, отправленный в работу час назад, остается в исходном состоянии в течение длительного времени.

Теперь рассмотрим конкретику на примере профессиональной системы управления складом LEAD WMS, где указанные выше условия можно формировать без привлечения программистов с помощью механизма правил. Эта возможность очень полезна, так как тонкая настройка порой требует нескольких итераций, которые могут выполняться обученным технологом склада.

Один из вариантов использования «волны» – комплектация небольших заказов, относящихся к одному рейсу. В этом случае WMS система ожидает накопления определенной величины, равной объему единицы набора (европаллеты, например), после чего запускает задание в работу, выбирая соответствующего исполнителя.

Если каждый заказ равен 1/10 общего объема паллеты и комплектуется целыми упаковками, мы можем набрать 10 заказов за 1 проход, не тратя время на «маятниковые» пробеги по каждому заказу в отдельности. Учитывая, что грузоперевалка одной упаковки весом до 10 кг занимает порядка 3 сек., можно посчитать трудозатраты в каждом случае:

1) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНАЯ СБОРКА ЗАКАЗОВ

Для примера будем считать, что перемещение от участка, где сотрудник получает заказ и берет в работу товароноситель (поддон), до первой ячейки составляет 30 сек., а последующие перемещения между ячейками – 10 сек.
Каждый заказ имеет объем 0,16 м3, а объем одной упаковки, допустим, равен 0,053 м3. Нетрудно подсчитать, что в 0,16 м3 поместится 3 такие упаковки, которые, предположим, относятся к разным номенклатурным позициям и размещены в различных ячейках.

В таком случае комплектовщик тратит 30 сек. на прохождение до первой ячейки отбора, затем 3 сек. на набор по одной позиции, затем 26 сек. на отбор еще по двум позициям (10 сек. на прохождение до следующей ячейки + 3 сек. на отбор) и еще 30 сек. на перемещение паллеты к месту размещения собранных заказов.

Результат: (30+3)+(10+3)+(10+3)+30 = 89 сек. Итого на отбор 10 заказов уходит 890 человеко/секунд, или порядка 15 минут рабочего времени отборщика.

2) ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ СБОРКА ЗАКАЗОВ

Берем те же вводные, что и выше, но расчет получается несколько иной.

30 сек. наборщик перемещается из исходного места к первой ячейке, где за 3 сек. набирает одну упаковку, 10 сек. следует до другой ячейки и повторяет этот цикл 2 раза, пока не наберет заказ. Итого на первый заказ у нас ушло 30+3+10+3+10+3 = 59 сек.

На каждый последующий заказ у нас уходит на 20 секунд меньше, т.е. 39 сек., поскольку нет длинного перемещения от стартовой точки. В итоге для 9 заказов общие ресурсозатраты составят порядка 351 человеко/секунды. Добавляем еще 30 сек. на прохождение к месту размещения собранных заказов, и получаем: 59 + 351 + 30 = 440 человеко/секунд, т.е. примерно 7–8 минут.

Следует обратить внимание на тот факт, что с подобной фрагментацией операций имеет смысл использовать дополнительный коэффициент неравномерности, который будет учитывать перерывы между получением заказов в работу. Однако в сухом остатке производительность все равно растет в 2 раза.


Рис. 2 Последовательная и параллельная сборка заказов

Кстати, часто можно видеть некоторое лукавство в статистике, предъявляемой по результатам проектов автоматизации склада. Например, компания заявляет, что «сбор заказа из 100 строк осуществляет за 15 минут», но это вовсе не означает 900 человеко/секунд, потому что неизвестно, сколько сотрудников одновременно этот заказ набирают. В приведенных выше примерах все расчеты приведены именно к человеко/секундам, чтобы исключить неправильную интерпретацию этого вопроса.

Возвращаясь к ограничению по времени, которое нельзя игнорировать, можно смело констатировать, что волны могут быть и не одинаковой высоты. Это учитывают современные WMS, чтобы оптимизировать процесс набора заказов и нивелировать длительное время ожидания требуемого объема.

Концепция волн очень схожа с концепцией бэтчинга (batching – англ. дозирование, группирование), когда разрозненные задания объединяются в группы таким образом, чтобы минимизировать трудозатраты на их выполнение. Однако в бэтчинге могут и не использоваться указанные ограничения по значению анализируемой величины или времени – это просто объединение в группы на основании заданных параметров, что и формирует существенную разницу между этими механизмами.

«Волны» могут применяться не только для оптимизации процесса комплектации заказов – они вполне применимы и для регулирования работы подъемно-транспортного оборудования. Многие согласятся, что нет смысла отправлять штабелер в соседнее помещение выполнять одно-единственное задание, если у него их достаточно на месте. Конечно, искушенные в этих вопросах специалисты по логистике наверняка отметят, что каждая операция имеет свой приоритет, и будут по-своему правы, но вопрос «приоритезации» содержит столько нюансов, что ему можно посвятить несколько отдельных статей. Однако в любом случае перемещение штабелера в соседнее помещение и его возврат после выполнения задачи могут быть трудозатратнее, чем выполнение 2–3 заданий «здесь и сейчас».

В принципе, «волны» – это лишь инструмент, на базе которого можно реализовать самые различные алгоритмы. Вопрос лишь в том, как именно этот инструмент применяется. И если говорить о выборе WMS, руководствоваться только фразой, что она «работает с волнами» не следует – это примерно то же, что выбирать машину, руководствуясь тем, что у нее есть колеса. У «бэтчинга» и «волн» есть свои особенности для широкопроходной и узкопроходной технологии, для конвейерной сборки, лифтовых стеллажей, кранов-штабелеров и другого оборудования для автоматизации товародвижения на складских комплексах.

Именно поэтому ценность того или иного комплексного решения для автоматизации обеспечивается не только функциональным наполнением и технологичностью программного обеспечения, но и высокими компетенциями специалистов, которые будут проектировать технологию грузопереработки.

 

Другие публикации автора: 
Дмитрий БЛИНОВ

технический директор LogistiX