artikel

Wat is de kortste looproute voor orderpickers?

Warehousing

Een flinke reductie van de loopafstanden is direct zichtbaar in de cijfers. De productiviteit stijgt met sprongen, de doorlooptijden worden een stuk korter. Wetenschappers hebben een groot aantal strategieën ontwikkeld om de kortste looproute te bepalen. Het gebruik van die strategieën heeft echter zijn beperkingen.

Het is één van de populairste cadeaus tijdens de vaderdag: een computertje met een keurige vrouwenstem die de chauffeur exact vertelt wanneer hij links- of rechtsaf moet slaan. Ook in het magazijn is een routeplanner geen overbodige luxe. Uit diverse onderzoeken blijkt dat orderpicken voor het grootste deel bestaat uit lopen of rijden van de ene picklocatie naar de andere. Voor een hoge productiviteit is het dus belangrijk om die loop- en rijafstanden zo laag mogelijk te houden. Dat zorgt niet alleen voor lagere kosten, maar ook voor een snellere afhandeling van orders. Vooral dat laatste is voor sommige magazijnen van groot belang, bijvoorbeeld voor distributeurs van onderdelen. Orders die om 17.00 uur, 18.00 uur of nog later geplaatst worden, moeten direct worden gepickt om via de nachtdistributie nog op tijd bij de klant te belanden. Elke meter minder lopen is dan winst.

Optimale volgorde
Vrijwel alle warehouse management systemen (WMS) bevatten enige functionaliteit voor het minimaliseren van loopafstanden. Magazijnen die over een dergelijk WMS beschikken, hebben het gemakkelijk. Voor een gegeven pickopdracht berekent het systeem de optimale volgorde van de locaties die de orderpicker moet aandoen. Vervolgens wordt een picklijst gemaakt waarin de individuele picks in diezelfde volgorde staan vermeld. Zolang de orderpicker zich houdt aan de volgorde die door het systeem is bepaald, legt hij automatisch de kortste route af. Er zijn pakketten met modules waarbij tijdens het picken de looproute nog te veranderen is, bijvoorbeeld als er opstoppingen zijn in een gang. In theorie is het mogelijk om nog een stap verder te gaan. Het WMS zou de orderpicker niet alleen kunnen vertellen wat de volgende locatie is, maar ook hoe hij precies moet lopen.

S-shape
In de praktijk zijn er veel verschillende strategieën om de kortste looproute te bepalen. Eén van de eenvoudigste is de S-shape strategie. De orderpicker begint in de meest linker of rechter gang, die hij moet bezoeken. Deze gang gaat hij helemaal door tot het einde, waarna hij aan de achterkant wisselt naar de volgende gang die hij moet bezoeken. Ook deze gang loopt hij helemaal uit, om vervolgens weer aan de voorkant van gang te wisselen, enzovoort. Op deze manier neemt de looproute de vorm van een S aan.

 

Grootste afstand
Een andere strategie is die van de ‘largest gap’. Het systeem berekent voor elke gang de grootste afstand tussen de picklocaties, de voorkant en de achterkant van de gang. Vervolgens zorgt het systeem er voor dat de orderpicker nooit deze ‘largest gap’ tussen twee opeenvolgende punten hoeft te lopen. Met andere woorden: de orderpicker loopt eerst langs de voorzijde van de gangen, waarbij hij elke gang inloopt tot de largest gap en dan weer teruggaat. Vervolgens loopt hij terug via de achterkant om volgens hetzelfde principe de achterste artikelen in deze gangen te verzamelen.

 

Vuistregels
René de Koster heeft aan de Erasmus Universiteit Rotterdam onderzoek gedaan naar routestrategieën. “De S-shape strategie kan elk WMS aan. De largest gap strategie voldoet beter, maar wordt slechts weinig ondersteund”, weet de hoogleraar Logistiek. De S-shape en largest gap strategie hebben als voordeel dat ze ook bruikbaar zijn in magazijnen zonder WMS. Deze strategieën fungeren dan eigenlijk als vuistregels, die door de gemiddelde orderpicker nog goed te begrijpen zijn.

Niet overschatten
In de loop der tijd hebben diverse wetenschappers echter ingewikkelder strategieën ontwikkeld. De Koster zelf heeft bijvoorbeeld samen met collega’s een combinatie van de S-shape en largest gap strategie gemaakt. Na elke gang die de orderpicker heeft afgelegd, wordt telkens opnieuw de vraag gesteld wat het best is: verdergaan via de S-shape of via de largest gap strategie. Daarnaast zijn er verschillende algoritmes die alleen bruikbaar zijn in combinatie met een WMS. Ze leveren in theorie uitstekende prestaties. “Er is echter niemand die ze gebruikt”, vertelt De Koster, waarmee hij suggereert dat de beschikbare WMS’en nog een stuk kunnen verbeteren op dit gebied.

 

Weinig vraag
In de praktijk is er vooralsnog echter weinig vraag naar algoritmes voor het bepalen van de kortste afstand. Er zijn zoveel andere factoren van invloed op de looproute, dat de winst van dergelijke algoritmes gering is.
Eerst moet in die module worden vastgelegd hoe het magazijn eruit ziet. In geval van smalle gangen is bijvoorbeeld de ruimte om te manoeuvreren gering en is er vaak sprake van eenrichtingsverkeer. Daarnaast spelen de productkenmerken een belangrijke rol. Omwille van de stapelbaarheid is het bijvoorbeeld beter om de kratten bier onderop te zetten en de geitenkaas bovenop. De vrijheid in mogelijke routes die overblijft na alle randvoorwaarden over lay-out, verkeersregels en stapelbaarheid zijn vaak beperkt.

Nauwelijks algoritmes in WMS
Slechts een handvol van 65 onderzochte warehouse management systemen bevat algoritmes voor het bepalen van de kortste orderpickroute. Dat blijkt uit het WMS-onderzoek van IPL Consultants en Fraunhofer IML. De meeste WMS’en hebben geen probleem met enkelzijdig en dubbelzijdig orderverzamelen. Enkelzijdig orderpicken is een strategie waarbij eerst de linkerkant van een gang wordt afgewerkt en daarna de rechterkant. Bij tweezijdig orderverzamelen worden beide kanten tegelijk meegenomen. Bij het berekenen van de kortste route maakt 65 procent van de systemen gebruik van de logische opbouw in de locatienummering (nomenclatuur). Bij 60 procent van de systemen is het mogelijk om met de posities van de locaties in het magazijn te werken, waardoor de daadwerkelijke afstanden tussen de locaties kunnen worden berekend. Magazijnen die voor elke pickopdracht het liefst een vaste looproute hanteren, kunnen met 80 procent van de systemen uit de voeten.

Welke strategieën voor route-optimalisatie ondersteunt het WMS?
Enkelzijdig orderpicken 88 procent
Dubbelzijdig orderpicken 72 procent
Kortste weg (op basis van nomenclatuur) 65 procent
Korste route (op basis van coördinaten) 60 procent
Vaste volgorde van de locaties 80 procent
Dijkstra-algoritme 9 procent
Monte Carlo 3 optimalisatie 5 procent
Bron:
www.warehouse-logistics.com, 2006

Routeplanning op internet
De Erasmus Universiteit Rotterdam heeft op haar
website een uitgebreide pagina over efficiënt orderverzamelen gezet. Op deze site kunt u uitgebreide informatie vinden over vier routestrategieën. Ook kunt u zelf het effect hiervan op de orderverzamelprestaties berekenen. Verder bespreken universitair docenten Iris Vis en Kees Jan Roodbergen in dit expertartikel lay-out, routerings- en opslagmethoden in het orderverzamelproces.

Reageer op dit artikel