在整个供应链流程中,库存管理与物流运输是其中重要一环。从入库过程的库位规划、入库计划,出库过程的车辆到场预约、订单货物分配、仓库拣货、装货计划、车辆路径规划与车辆行驶调度等作业过程均有机会存在可优化的空间,可通过规划技术对这些作业点进行进一步精益、优化。本文将对上述仓储与物流过程进行逐一分析,看看各个环节有哪些可行的规划技术应用场景,并尽可能在OptaPlanner的示例中找出可参考的示例。
入库
库位规划
无论原料仓、成品仓还是半成品仓,货物的堆放均有一定的要求。除了典型的先进先出要求,还有配合生产、发货而确定的同类型集中堆放原则,同订单、或同一运输方向集中堆放等原则。原料、半成本仓有效遵守这些原则可提高车间在生产过程中的备料效率。成品仓遵循这一原则,可有效提高发货效率,减少装车过程中不必要的搬运动作。
OptaPlanner中有一个Dinner Party的案例,用于安排晏会中客户的坐席,其中分配客人坐席的问题中,可根据身份来分配客人的坐席从而满足客人的社交需求,例如:同是医生身份的客人相邻而坐,从而让他们能更好沟通医学问题。常见的库位规划要求中,也会有合并发货的产品批次尽可能堆放在同一库区,从而节省发货时的搬运成本。针对这类需求可以清晰地理出库位规划约束。又如,按生产工序的先后次序规划不同原料的库位,来提高生产过程中备料合理性,优化效率。对于成品仓,按发货路线或装车需求规划成品库位,降低搬运成本。乃至综合先进先出原则与搬运成本,来确定各个批资货物的库位,在货物库龄与储运成本之间取得平衡,从而实现更大的经营效益。
入库计划
综合库位规划与生产计划,对每个周期的入库进行有序管理,可提高入库交易的合理性、有序性与交易量。通过上一步的库位规划,确定了不同订单、产品批次的存储库位后,针对不同产品批次的生产完成时间或采购到货时间,制定合理的入库计划。例如,当一在的待入库量非常大时,考虑产品等待时间、等待区的空间限制等因素,制定各个产品批次到达仓库的时间序列。针对已到达库存等待入库的产品批次,按其库位、等待区的堆放位置,根据避免不必要搬动、最小运输的原则,确定等待区的入库顺序与时间。从而避免等待区混乱造成拥堵。可参考OptaPlanner中的Call Center案例,根据每个产品批次的库位需求、搬运需求来安排不同产品批次的等待区。
出库
到场预约
对于一些大型企业的成品仓,其发货负荷相在巨大。同时,因为各个发货单之间不存在相互关联,往往出现大量提货车辆集出前来提货,从而造成混乱。司机间争抢装货月台导致的矛盾;车辆所提货物与月台不匹配的情况,导致大量等待浪费;各种原因综合在一起大幅度拖低出货效率。
成熟的成品仓库管理团队会建立预约机制来避免这种情况。发货过程先由提货方提出预约需求,发货仓库根据发货能力,限制每天的预约数量。此外,还可以根据所提货物的批次,合理规划好每台车辆的装货月台与时间段。通过规划引擎进行两步规划,先规划好每个月台负责的提货单;再对每个月台的提化单根据实际情况排序。完成上述两步规划后,再一次向提货车辆发出具体的提货信息,包括了到达时间与提货月台。从而实现仓库叉车只需按既定工作计划进行搬运作业,提货车辆按通知的时间到指定月台接货即可。从而极大地提高了发货效率及发货作业的条理性。
但即使实现了预约成功 - 确定提货时间与月台两个步骤的规划,但意外情况仍会不时发生。如因为交通拥堵导致提货车辆无法按时到达,因为装货问题导致原定的时间内前一辆提货车辆无法按时完成并离开;这些情况都会极容易导致执行与计划脱节。为解决这类问题,可以在预约规划的前提下,通过OptaPlanner的实时规划,实时动态地对真实情况作出调节,并实时将调节后的新计划通知到司机与仓库发货工作人员。参考OptaPlanner中Call Center示例可实现实时排队并调整的功能。
仓库拣货
仓库拣货是发货过程的日常操作,合理的拣货作业可显著提高装载效率。通过规划技术找出为每个订单或发运单找出最佳的拣货计划,合理安排拣过程中的拣取顺序、叉车的搬运路径,从而得了效率最高、成本最低的拣货方案。对于该场景OptaPlanner官方也提供了可参考示例,可以参考以下译文: juejin.cn/post/708413…
订单分配与车辆路径规划
订单分配
订单分配则是一种相对更为简单的规划。认为简单主要是因为其规划模型的结构相对简单,在实际应用场景有可能出现非常复杂的硬性约束或优化目标,但模型框架通常不会有太大的变化。可以参考Cloud Balance或Task Assigning两个示例。
路径规划
车辆行驶路径是一种典型的TSP模型衍生,OptaPlanner的官方示例中提供了丰富的VRP案例,可以在此基础上打造自己的路径规划系统,并通过丰富约束类型,可以实现多多仓库,同时派送收取,新能源车电池限制等更多情况下的规划需求。
本系列文章在公众号不定时连载,请关注公众号(搜“让APS成为可能”或扫以下QR Code)及时接收
如需了解更多关于OptaPlanner的应用,请发电邮致:kentbill@gmail.com
若有需要可添加本人微信(13631823503)或QQ(12977379)实时沟通,但因本人日常工作繁忙,通过微信,QQ等工具可能无法深入沟通,较复杂的问题,建议以邮件或讨论组方式提出。(讨论组属于google邮件列表,国内网络可能较难访问,需自行解决)