¿Es posible mejorar la ruta de picking? Vamos a realizar una aproximación a alguna solución que permita optimizar la distancia recorrida por un operario y, de esta forma, obtener ahorros en el proceso de preparación, objetivo último de todo cambio de procedimiento.
Aunque haremos una exposición teórica de la solución propuesta el objetivo final es realizar una exposición práctica que facilite la comprensión de la solución para su posterior implantación.
Teoría
La optimización de la ruta de picking entra en el grupo denominado Problemas de Rutas o Recorridos. Dentro de este grupo se incluyen diversos casos que tienen en común buscar la solución óptima a un recorrido partiendo de unas condiciones específicas. También tienen en común que son relativamente sencillos de plantear y se conoce cómo resolverlos pero la solución no es alcanzable debido al excesivo tiempo necesario para su obtención pues el número de soluciones posible crece exponencialmente al aumentar el número de destinos.
La resolución a este tipo de problemas se puede aplicar en numerosas áreas de la Logística y el Transporte ya que permiten la optimización de los movimientos de mercancía dentro y fuera del almacén.
Una rápida clasificación de los problemas de rutas nos puede facilitar entender a qué problemas se pueden aplicar:
Clasificación de los problemas de rutas o recorrido
Problema del viajante de comercio (Travelling Salesman Problem)
Decidir el recorrido de una ruta que, comenzando en un determinando punto y visitando una sola vez todos los puntos, minimice la distancia total recorrida.
mTSP
Problema de los m-Viajantes de Comercio.
Decidir el recorrido de m rutas que, comenzando en un determinado punto (depósito) y visitando una sola vez todos los puntos minimice la distancia total recorrida. Como se puede observar es una variante del problema TSP para varias rutas.
VRP
Problema de Ruta de Vehículos (Vehicle Routing Problem)
Decidir el recorrido de m rutas que, comenzando en un determinado punto (depósito) y visitando una sola vez todos los puntos minimice la distancia total recorrida teniendo en cuenta las limitaciones de capacidad de los vehículos así como el tamaño de la flota de vehículos. Como se puede observar es una variante del problema mTSP que se aproxima mejor a situaciones reales en el caso de transporte de mercancía.
Existen variantes de los VRP (CVRP, VRPTW, CVRPTW) de los que hablaremos en próximos documentos.
Ejemplo
Vamos a partir del siguiente ejemplo de almacén en el que los transpalets no tienen límite de capacidad y la mercancía puede ser apilada sin problemas.
El sitio donde se encuentra ubicado el transpalet representa el punto de entrega de la mercancía preparada así como el punto de partida del operario para preparar el pedido.
Ilustración 1: Mapa de Almacén
Según esto vamos a suponer que vamos a preparar un pedido. ¿Cual sería el recorrido más corto? Haciendo uso de la aplicación grafos vamos a calcular los caminos posibles así como el camino óptimo para preparar dicho pedido. Para ello:
Indicamos todos los puntos de intersección entre los pasillos.
Indicamos los puntos donde vamos a ir a recoger mercancía (puntos amarillos de la Ilustración 2: Mapa de Almacen y recorridos posibles)
Indicamos las conexiones entre los nodos.
Calculamos la distancia entre los puntos del almacén que podemos recorrer (indicados en cada uno de los arcos).
El resultado es el que se muestra en la Ilustración 2: Mapa de Almacen y recorridos posibles.
Ilustración 2: Mapa de Almacen y recorridos posibles
Casos
A continuación vamos a ver distintos casos aplicando la solución de un problema mTSP y los resultados obtenidos.
Caso 1: Preparación por un operario con preparación en un sentido
Como puede, observarse, en este caso el sentido de la preparación delimita claramente el recorrido del operario. Este resultado coincide con el recorrido a realizar por el operario cuando definimos en el almacén una ruta convencional (línea verde indicada en Ilustración 3: Recorrido óptimo para un operario). En este caso el recorrido del operario sería de 207,24 metros.
Ilustración 3: Recorrido óptimo para un operario
Caso 2: Preparación con dos operarios con preparación en un sentido
Ilustración 4: Recorrido óptimo de dos operarios
En este caso obtenemos una ruta para los pasillos 1 y 2 (101,79) y otra para los pasillos 3 y 4 (105,45) lo que supone nuevamente 207,24 metros, es decir, no habremos ahorrado distancia aunque con dos operarios se habrá reducido notablemente el tiempo de preparación (aproximadamente a la mitad).Ahora bien, como puede observarse en la Ilustración 4: Recorrido óptimo de dos operarios el recorrido vuelve a ser convencional.
Caso 3: Preparación con 1 operario con preparación en dos sentidos
Ilustración 5: Recorrido Óptimo con un operario y dos sentidos
En este caso, podemos observar que la resolución ha sido distinta y difícilmente identificable a primera vista si estamos ubicados a nivel del almacén. El resultado ha sido una distancia de 193,08 metros y no se recorren completamente los pasillos 2 y 3.
Caso 4: Preparación con 2 operarios con preparación en dos sentidos
Ilustración 6: Recorrido Optimo con dos operarios y dos sentidos
En este caso se obtienen dos rutas: una de 183,08 metros y otra de 12 metros que sólo acude a una ubicación. El total en este caso es de 195,08 metros.
Conclusiones
Como puede observarse, al comparar los recorridos con un operario obtenemos 207.24 vs 193.08. Es decir, aplicando en la ruta de picking una resolución de problemas TSP somos capaces de obtener ahorros importantes (en el ejemplo indicado un 6.83%). Por tanto, podemos llegar a la conclusión que el uso de algoritmos para la resolución de Problemas de Recorridos en la ruta de picking es una solución válida para obtener ahorros en los recorridos de los operarios. No obstante, el problema planteado aplica a un número limitado de situaciones ya que no hemos considerado situaciones habituales (limitación de capacidad, apilabilidad, ...). En próximos análisis seguiremos profundizando en la aplicación de estas técnicas al proceso de picking.
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