blog

Wat is de optimale lay-out in een magazijn?

Warehousing

Alles in het magazijn begint met de juiste basisstructuur van de lay-out. Expert Gerben Esmeijer zet hier de ins en outs op een rij van de optimale lay-out.

Wat is de optimale lay-out in een magazijn?

De lay-out en routing hebben een functioneel verband. De wijze waarop de opslagmethodieken en installaties binnen het magazijn of distributiecentrum zijn opgesteld, kunnen we kenmerken als de lay-out. Binnen deze lay-out zullen de magazijnmedewerkers en magazijntrucks een bepaalde routing afleggen. Met andere woorden de routing wordt bepaald door de lay-out.

 

De routing die dient te worden afgelegd, kan worden gezien als een belangrijk onderdeel van de activiteiten die binnen de magazijnsector dient plaats te vinden. Echter kan de routing in de magazijnsector ook worden gezien als bijzonder. Dit heeft te maken met de routingsvormen, namelijk: horizontaal, verticaal en diagonaal.

Er zijn nog andere aspecten die vooral bepalend zijn bij het tot stand komen van de optimale magazijnlay-out. Hierbij kunnen we vooral denken aan:

  • het A.B.C.-principe
  • eigenschappen magazijntrucks

Berekeningsvoorbeelden

Om het belang van de genoemde aspecten verder tot uitdrukking te brengen met betrekking tot de optimalisering van de lay-out, kunnen hierbij een aantal berekeningsvoorbeelden worden gegeven.

Allereerst is het hierbij van belang om het A.B.C.-principe nader weer te geven. Het A.B.C.-principe kan worden gezien als een wetmatigheid welke veelal de navolgende onderlinge verhouding kent.

 

Frequenties Artikelbestand
A-groep   80% 20%
B-groep 15% 30%
C-groep 5%   50%

 

 

 

 

Nadat deze wetmatigheid is vastgesteld moet bekeken worden op welke wijze dit verder dient te worden gehanteerd, dus hoe dat in overeenstemming gebracht kan worden met de opzet van de lay-out.

Toepassing in orderverzamelsector

Om het belang van optimalisering van de magazijnlay-out tot uitdrukking te brengen, kan een relatieve benaderingswijze worden gehanteerd.

Indien we ons hierbij in eerste instantie oriënteren op de lay-out model I welke is weergegeven op afbeelding 1 (zie onderaan dit artikel), dan kunnen we hierbij vaststellen dat deze lay-out volledig in overeenstemming is gebracht met het A.B.C.-principe. Dit wil zeggen dat er een concentratie van orderverzamelwerkzaamheden kan plaatsvinden per frequentiegebied, waarbij het aantal bezoekfrequenties tot uitdrukking wordt gebracht. Dit wordt dan mogelijk gemaakt door de vormgeving van de lay-out; of de toepassing van een aantal dwarsgangpaden (zie nogmaals afbeelding 1).

Met behulp van het hierbij weergegeven lay-out model I kan in principe de relatieve trajectlengte worden vastgesteld. We kunnen dit ook wel de gewogen trajectlengte noemen.

Het voordeel van de relatieve trajectlengte berekening is, dat dit kan worden toegepast op vrijwel iedere maatvoering van de lay-out met de daarbij van toepassing zijnde verhoudingen.

Voordat de relatieve berekeningen kunnen worden uitgevoerd is het nog van belang om aan te geven dat de hierbij van toepassing zijnde orderverzameling is gebaseerd op de dubbelzijdige orderverzamelwijze, waarbij de delen van de gangpaden worden afgewikkeld en geen terugkerende beweging wordt gemaakt.

 

De relatieve trajectlengte bij lay-out model I is daardoor:

 

A-groep 80% van 20% = 16,0%
B-groep 15% van 20 + 30% = 7,5%
C-groep 5% van 20 + 30 + 50% =  5,0%

28,5%


De hierbij behandelde lay-out was volledig afgestemd op het ABC-principe. Maar steeds dienen we ons de vraag te stellen wat het belang is van een dergelijke afstemming. Er wordt vaak een lay-out gemaakt waarbij vooral aandacht is voor de plaatsing van zo veel mogelijk palletplaatsen, voor zowel de bulk- als grijpsector.

Met betrekking tot de eerder behandelde lay-out model I, kan het dwarsgangpad direct achter de A-groep worden gebruikt voor het bereiken van een hogere opslagdichtheid. Zodoende ontstaat er een enigszins andere lay-out; zie lay-out model II op afbeelding 2 (zie onderaan artikel).

Bij het bepalen van de optimale lay-out dient niet alleen te worden gekeken naar de ruimtewinst welke gemaakt kan worden. We dienen namelijk de ruimtewinst te relatieveren; dat wil zeggen proberen uit te drukken in exploitatiekosten. De slechts minimaal hogere investering aan gebouwkosten, voor het aanbrengen van het dwarsgangpad, kan worden afgeschreven over 25 tot 30 jaar. Echter zal het voordeel van een kortere orderverzamelroute een dagelijkse aangelegenheid zijn.

Om meer duidelijkheid te krijgen betreffende het voordeel dat kan ontstaan, is het tevens gewenst om de relatieve trajectlengte te bepalen van de lay-out model II, zie afbeelding 2 (onderaan artikel). Hierbij is de navolgende berekeningswijze van toepassing:

 

A-groep 80% 20%
B-groep  15% 30%
95% van 50% = 47,5%
C-groep 5% van 50 + 50% =   5,0%

52,5%

 

Nu de afzonderlijke trajectberekeningen zijn gemaakt kan door een vergelijking worden vastgesteld wat het voordeel kan zijn van een optimale lay-out.

 

Vergelijking model I en model II:
Model II relatieve trajectlengte  52,5%
Model I relatieve trajectlengte 28,5% –
Voordeel model I    
24,0%


Met het voordeel dat is bereikt door de beperking van de relatieve trajectlengte is nog niet vastgesteld wat het voordeel is op de orderverzamelwerkzaamheden. Bij het orderverzamelen kunnen we namelijk twee bestanddelen vaststellen namelijk het rij / looptijd bestanddeel en het feitelijke orderverzameltijd bestanddeel.

De verhouding tussen deze bestanddelen is nogal afhankelijk van de orderverzamelstructuur dat wil zeggen het aantal locaties dat tijdens een orderverzameltraject wordt behandeld. Maar in veel gemiddelde situaties blijkt het rij / looptijdbestanddeel ca. 45% te zijn van de totale orderverzameltijd. Daardoor kan vanuit het gegeven rekenvoorbeeld een vermindering ontstaan van 45% van 24% ≈ 10,8% op de orderverzameltijd. Dit voordeel of deze besparing wordt dus bereikt door de optimalisering van de orderverzamel lay-out.

En natuurlijk is het hierbij van belang dit voordeel verder tot uitdrukking te brengen. Hiermee wordt bedoeld dat een dergelijke besparing, welke wordt bereikt door het optimaliseren van de lay-out, relatief gezien wel een bijdrage kan leveren aan de efficiencyverbetering maar er dient tevens te worden gekeken naar het absolute belang.

Indien de besparing van 10,8% wordt bereikt bij een bezetting van 2 orderverzamelaars dan kan dat bij verdere arbeidsverdeling en bepaald voordeel opleveren; dit voordeel is echter beperkt. Anders wordt dit indien er sprake is van een orderverzamelsituatie met een bezetting van bijvoorbeeld 10 tot 12 orderverzamelaars. In dergelijke situaties kan het van belang zijn om een lay-out samen te stellen zoals weergegeven op model I afbeelding I.

De tot dusver weergegeven berekeningswijze kan vanzelfsprekend ook worden toegepast bij een lay-out model waarbij in het geheel geen dwarsgangpaden zijn toegepast. Het mag duidelijk zijn dat dit bij hoge verzamelfrequenties absoluut verwerpelijk is.

Toepassing in opslagsector

In zowel de orderverzamelsector als de opslagsector zijn veel voorbeelden te geven van het optimaliseren van de lay-out bij toepassing van de orderverzamel- en opslagsystemen. Gezien de omvang van deze publicatie is een volledige behandeling niet mogelijk.
Wel is het van belang om even aandacht te geven aan de zogenoemde drie dimensionale lay-out in de opslagsector. Hieronder kan worden verstaan een vorm van lay-out maken waarbij vooral aandacht wordt gegeven aan de breedte, lengte en hoogte van de lay-out.

Aangezien de lengte en de hoogte bij een lay-out in de opslagsector in belangrijke mate wordt beïnvloed of tot stand dient te komen op basis van de functionele aspecten van de magazijntrucks, zal hieromtrent een nadere uitwerking worden gegeven van een bepaalde toepassing. Het betreft hierbij een zogenoemde rail / inductiegeleide truck met zijwaartse afzetmogelijkheid.

 

Spelduurberekening

Om de eerder genoemde driedimensionale of tweedimensionale lay-out te kunnen maken zal eerst inzicht gekregen dienen te worden in de spelduurberekening van de betreffende truck met zijwaartse afzetmogelijkheid.

 

Afhankelijk van de truckspecificatie kunnen hierbij de navolgende spelduurelementen aan de orde zijn:

  1. Het opnemen van de pallet aan de kopse kant van het stellingpatroon en de truck invoeren tussen de geleiderail.
    De constante tijd is veelal 18,6 sec.
  2. Vertragingstijd door acceleratie en deceleratie in relatie tot de basis rijafstand/-tijd heen en terug.
    In dit geval een constante tijd van 2 x 3,8 = 7,6 sec. gemeten.
  3. De fijnpositionering van de truck voor de te behandelen locatie.
    Hierbij is een constante tijd gemeten van 6,2 sec.
  4. Het op locatie brengen van de palletlast of het van locatie nemen van de palletlast door een vorkenbordbeweging.
    De constante tijdsbesteding die hier kan worden toegepast is in het algemeen 17 sec.
  5. De basisrijtijd van en naar de locaties.
    De variabele tijd die gemiddeld gezien kan worden toegepast is 2,1 meter/per sec.
  6. De hef-/daaltijd van het vorkenbord in een gemiddelde situatie met en zonder last.
    De variabele tijd die hierbij toegepast kan worden is 0,36 meter/per sec.

 

Vanuit de weergegeven tijdselementen kan er een basisberekening worden uitgevoerd. Hierbij kan als voorbeeld een rijafstand van 25 meter worden genomen en een hefhoogte van 5 meter.

De constante tijdsbesteding, zoals weergegeven bij de elementen 1, 2, 3 en 4, is dan te bepalen op 18,6 + 7,6 + 6,2 + 17 = 49,4 sec. ; zie afbeelding 3 schema spelduurberekening op de beginpositie (0).

Bij het vaststellen van de rijtijd is er een heen- en teruggaande beweging waardoor een trajectlengte ontstaat van 2 x 25 = 50 meter. De spelduurtijd bij de rijafstand van 25 meter is daardoor 2 x 25 = 50 meter / 2,1 meter/sec. = 23,8 sec + 49,4 sec (constante tijd) = 73,2 sec. ; zie schema spelduurberekening.

Een gelijke benaderingswijze is van toepassing bij de heftijd. De spelduurtijd bij de heffende beweging is namelijk 2 x 5 = 10 meter / 0,36 meter/sec, = 27,8 + 49,4 sec. (constante tijd) = 77,2 sec. ( zie schema). Bij een spelduurberekening zou de tijd voor de heffende beweging bepalend zijn omdat die overheersend is met betrekking tot de rijtijd.

 

Verschillen

Wanneer we nu het gehele schema bekijken dan stellen we vast dat er sprake is van aanzienlijke onderlinge verschillen. Tevens kunnen we hierbij vaststellen dat de rijafstand van 45 meter qua tijdsbesteding overeenkomt met de hefafstand van 8 meter. Met andere woorden hierbij is de verhouding vast te stellen tussen de snelheid van de rijbeweging en de hefbeweging; dit is te bepalen op ca. 6:1. Aangezien de in het schema weergegeven spelduurberekeningen zijn gebaseerd op de eigenschappen van de hierbij toegepaste truck (met zijwaartse afzetmogelijkheid), is hierbij sprake van een heffende beweging tijdens het rijden.

Met betrekking tot de opzet van de lay-out is het hierbij van belang, om rekening te houden met de in het schema weergegeven spelduurberekeningen.

De weergegeven trapsgewijze diagonaal laat in principe zien tot welke hoogtepositie de snellere rijtijd nog overheersend is ten opzichte van de tragere heftijd. Boven de diagonaal gekomen zal de heftijd overheersend worden; zie verschil boven en onder de diagonaallijn op de aangegeven rijafstanden.

Indien we bij de lay-out maken geen rekening houden met de aangegeven, of in andere situaties vast te stellen lengte/hoogte verhouding, dan kan dat negatieve consequenties hebben. Indien de lay-out minder lang zou worden gemaakt dan dient deze, om de opslagbehoefte te kunnen bereiken, hoger te worden uitgevoerd. De heftijd zal dan meer overheersend gaan worden in relatie tot de rijtijd en aldus zal het gebied met de op het schema aangegeven rode spelduurberekeningen in omvang toenemen.

Bij voornoemde optimaliseringsmogelijkheid van de lay-out dienen we nog wel op te merken, dat er uitvoeringen zijn van de trucks van zijwaartse afzet (hoogstapeltrucks) waarbij een beperking van de rijsnelheid ontstaat boven de 5 meter. Voorbij de rijafstand van 30 meter en een hoogte van 5 meter kan daarbij een geringe verhoging ontstaan van de enkelspeltijd. Dit gebied is op het schema met een stippellijn aangegeven.

Nadat de optimale tweedimensionale lay-out is opgezet kan nog een verdeling worden gemaakt op basis van frequentiegebieden; het eerder aangegeven A.B.C.-principe.

Dit echter binnen de structuur van de complete optimalisering. De ‘snel lopende’ artikelen kunnen bijvoorbeeld worden geplaatst in het gebied dat is gelegen in het vlak tussen 20 meter rijafstand en 3 meter hefhoogte (zie pijltjes). En vervolgens kunnen er steeds rondom de vastgestelde trapsgewijze diagonaallijn frequentiegebieden worden aangegeven, waarbij nog een verdere invulling kan worden gegeven met betrekking tot de onderlinge frequenties per gebied. Maar alles begint met de juiste basisstructuur van de lay-out.

Reageer op dit artikel