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Simulación y optimización avanzadas en SGA

15/11/2002

Hace algunos años, las técnicas de simulación y optimización estaban reservadas a grandes instalaciones logísticas y, la mayoría de las veces, se utilizaban solamente en la fase de diseño. El incremento exponencial de la potencia del hardware, junto con la mejora de los sistemas operativos y las bases de datos, permite gestionar hoy en día un volumen de cálculos y transacciones muy superior, por lo que tales técnicas de simulación y optimización prácticamente ya forman parte de las aplicaciones líderes en gestión de almacenes.

Cuando se analizan las funciones que debe realizar un Sistema de Gestión de Almacenes (SGA) es fácil encontrar posibilidades de optimización en muchos aspectos, tanto de forma directa como mediante una simulación previa. Sin duda, el primer campo donde se aplicaron estas técnicas fue en el transporte.

Un breve análisis de la problemática de reparto muestra con claridad la ventaja que conlleva definir a priori unas rutas óptimas.Hoy en día se han detectado y desarrollado muchas posibilidades de simulación y optimización dentro y fuera del almacén. Algo aparentemente tan sencillo como ubicar y extraer paletas de un depósito automático es sensible de mejora bajo muchas perspectivas.

Por ejemplo, en lugar de abordar un costoso plan de climatización, puede ser mucho más ventajoso colocar automáticamente los productos más alterables con el calor en los niveles de carga más bajos de las estanterías, donde tal vez existan diferencias de temperatura de hasta 10ºC frente a los niveles superiores.

Otro criterio utilizado es la precaución en almacenar ciertas referencias en ubicaciones contiguas: un artículo de limpieza cercano a una paleta de leche envasada en PET o PVC durante largo tiempo puede ocasionar una contaminación cruzada de cuando menos desagradables consecuencias.

No vamos a realizar un desglose exhaustivo de todas las posibles situaciones que pueden simularse y/o optimizarse en logística, ya que muchas de ellas son ya de sobra conocidas. Solamente analizar en detalle aquellas que por su especial complejidad se han venido mejorando en estos últimos años conforme al espectacular aumento en la potencia de los sistemas de información.
 

El entrelazado de tareas o task interleaving

Un hecho cierto en un almacén es que siempre es fácil encontrar alguna tarea que hacer para un carretillero que tras realizar un movimiento interno vuelve de vacío. Puede ser una devolución que reingresar a stock, un acopio de material de embalaje, retirar un producto caducado, etc.

Si fuese posible tener “en la cabeza” todas las operaciones que se deben hacer a lo largo del día o incluso de la semana, se conseguirían aprovechar mejor los viajes de los carretilleros para ir avanzando trabajos que no son tan urgentes, pero que necesariamente deben hacerse en algún momento.

A esta técnica de combinar órdenes de movimiento para reducir los tiempos empleados en el transporte interno de materiales se le denomina entrelazado de tareas. Un ejemplo sería asignar a un operario la reubicación de una devolución de un cliente en el almacén, justo antes de retirar el material para reponer una posición de picking.

La información asociada con las operaciones logísticas es compleja y voluminosa, por lo que la gestión y optimización de las tareas a corto plazo es lo máximo a lo que podían aspirar los sistemas de información hasta no hace demasiado tiempo.

La realidad es que hay mucho por ganar: si calculamos la utilización del tiempo de trabajo de un operario encargado del movimiento de materiales en un almacén de gran tamaño, sólo el 40% del tiempo total lo emplea en las tareas de ubicación, dedicando el 60% restante al desplazamiento.

Las técnicas de entrelazado de tareas permiten reducir este tiempo entre un 10 y un 20%, lo que redunda en un ahorro importante de recursos. Por supuesto, se obtienen mejores resultados no sólo conforme el almacén es de una mayor superficie, sino también al aumentar el número de referencias.

En casos extremos, como el que se indica en el ejemplo de un almacén de recambios (explicado al final del texto), la diferente volumetría de las referencias, que se ubican en diversos tipos de instalaciones, puede aportar una extraordinaria complejidad adicional.

Gracias a la utilización de sistemas de radiofrecuencia, que permiten disponer en la carretilla de un monitor y un teclado con lector de código de barras, así como al constante incremento de potencia de los ordenadores actuales, se consigue que todas las operaciones realizadas y las nuevas órdenes recibidas sean procesadas en tiempo real.

De esta forma, resulta perfectamente viable para el sistema evaluar en todo momento la prioridad de una tarea frente a otras consideraciones, como el mínimo tiempo de tránsito o la situación actual del carretillero.

Las tareas más habituales de un almacén son susceptibles de optimizarse. Es el caso de las siguientes:
 

  • Ubicación de mercancías recepcionadas o fabricadas.
  • Reaprovisionamiento de las posiciones de picking.
  • Salidas de paletas completas hacia expediciones o fabricación.
  • Reubicación por devolución o picking parcial de materiales.

También se permite incluir en la optimización las funciones complementarias de inventario cíclico o el mantenimiento y las salidas de control de calidad, que aunque no sean prioritarias, deben realizarse en un plazo dado y es posible avanzarlas de forma notable, simplemente aprovechando los ciclos que los operarios van de vacío.

Incluso algunas operaciones pueden “forzarse” en beneficio de la optimización: una posición de picking cercana al stock mínimo aceptable es factible de ser reaprovisionada un poco antes de lo estrictamente necesario, con el fin de optimizar una operación de ubicación en el almacén.

En ocasiones, la entrada de una orden muy urgente puede requerir una operación inmediata. En tal caso, las funciones de optimización dejan de estar momentáneamente operativas, aunque es evidente que si esta situación se produce de forma sistemática dicha funcionalidad pierde su eficacia.

Optimización de sistemas automáticos

No es sólo en el transporte horizontal donde pueden optimizarse los recorridos; también las operaciones que se realizan en un almacén con transelevadores pueden mejorarse con criterios similares a los comentados antes. Por un lado, es ya habitual que las órdenes de ubicación de paletas que ejecutan las máquinas se combinen con órdenes de recogida, disminuyendo así el tiempo de tránsito, con el consiguiente incremento de la productividad.

Otra práctica en este mismo sentido es ubicar las referencias de mayor rotación en la cabecera del almacén, con la correspondiente mejora de tiempos de operación. Ambas estrategias integradas suponen que el sistema elija en todo momento la combinación más idónea entre una orden de extracción y otra de ubicación de la cartera de las que están pendientes.

Una posibilidad que además ofrecen los sistemas de transporte automatizados es la de realizar operaciones de optimización desatendidas en periodos de inactividad de las instalaciones. Por ejemplo, es muy posible que la situación óptima dentro de un almacén automatizado no pueda conseguirse dinámicamente, por lo que se iniciará un proceso periódico mediante el cual los transelevadores por sí mismos replanificarán el mapa de cada pasillo.

Dicha replanificación dependerá de la rotación de las referencias, incompatibilidades de producto y requerimientos de temperatura de conservación. Adicionalmente y mediante el apoyo de carretillas filoguiadas automáticas u otros sistemas de cambio de pasillo, será también posible optimizar el almacén en su conjunto para que se pueda encontrar stock de una referencia en cualquiera de las zonas, evitando así paralizar la preparación de pedidos en caso de avería de una de las máquinas.

Optimización de la preparación de pedidos

Es de sobra conocido que el proceso de preparación de pedidos es muy sensible a la ubicación de los productos. De hecho, incluso las variaciones diarias de la cartera conllevan una disposición óptima de los materiales en picking.

Algunas aplicaciones de gestión de almacenes del mercado, como PkMS de Manhattan Associates, ofrecen una herramienta de simulación que optimiza las posiciones del producto en el área de picking: sobre los pedidos reales, el sistema aprovecha por la noche toda la potencia disponible para sugerir la disposición y estrategia de reposición de materiales óptima, con lo que se consiguen sustanciales mejoras de la productividad.

Asimismo, el incremento de potencia de los sistemas de información ha contribuido a la proliferación de aplicaciones inimaginables hace tan solo algunos años, como es el caso de la optimización del embalaje de pedidos. Poder planificar a priori el tipo y número de cajas que precisa un pedido antes de iniciar su preparación es de gran utilidad para facilitar el trabajo de los operarios y el control de peso posterior.

No obstante, esto sólo es posible si el sistema es capaz de realizar un cálculo volumétrico en tiempo real de las líneas del pedido, lo cual puede llegar a complicarse extraordinariamente conforme aumentan las diferencias en las formas y tamaños del surtido.

Al mismo tiempo que los sistemas de gestión de almacenes se sofistican, se atreven con funciones más y más complejas. Un ejemplo de esta tendencia es la consolidación de pedidos por direcciones de entrega; en distribución, es habitual el envío de varias órdenes del día a una misma dirección, con el consiguiente incremento de los costes y la incomodidad que puede ocasionar para el destinatario recibir varias veces al transportista.

Los sistemas modernos de gestión de operaciones de distribución son capaces de detectar aquellos clientes con un alto volumen de pedidos para consolidar las expediciones hasta un cierto nivel a fin de no penalizar los plazos de entrega.
 

Simulación y optimización en la distribución

La distribución y el transporte es el campo de la logística que más años lleva utilizando técnicas de simulación y optimización para el cálculo de las rutas. Hoy en día, existen en el mercado numerosos paquetes y componentes para los sistemas de gestión de almacenes especializados en la distribución. Recientemente, las nuevas tecnologías han venido a enriquecer aún más las posibilidades funcionales de estas aplicaciones, de las que cabe mencionar las siguientes:

a. Intercambio de albaranes y avisos de expedición con transportistas y clientes. La tecnología EDI (intercambio electrónico de datos), junto con el código de barras, permite eliminar prácticamente el papel en los procesos de expedición, garantizando al mismo tiempo una información de seguimiento vital para los clientes, que cada vez disponen de menor stock de seguridad y precisan estar constantemente informados de las mercancías que están próximas a ser recibidas.

b. Simulación de escenarios de servicios de transporte y autofacturación. Las compañías que ofrecen hoy en día servicios de entrega son cada vez más numerosas y especializadas, hasta el punto de que existen varias alternativas posibles para distribuir una expedición de paquetería o mixta. Los sistemas modernos de distribución conocen todas las tarifas y modalidades de servicio, proponiendo diferentes escenarios de costes y calidad, conjuntamente con una base de cálculo que permitirá precalcular exactamente la factura del transporte, incluyendo en su caso penalizaciones por retraso en las entregas, conocidas mediante el intercambio electrónico de datos.

c. El GPS (Global Positioning System). Se trata de un recién llegado que está revolucionando el transporte, convirtiendo las redes estáticas en dinámicas, capaces de adaptarse a cambios repentinos de las reglas. El GPS, en combinación con la recepción y el envío de información en tiempo real mediante tecnología celular, el GSM (Global System for Mobile) o, más recientemente, el GPRS (General Packet Radio Service) lo emplean las empresas que disponen de una flota, ya que ahora pueden controlar la ubicación exacta de cada vehículo, dominando la productividad y reasignado dinámicamente tareas urgentes sin que los conductores deban informar de su posición ni regresar a la base de operaciones.
 

Ejemplo: un caso extremo de optimización en un almacén de recambios de automóvil

Posiblemente, uno de los sistemas logísticos más complejos que se pueda diseñar es el de una instalación de distribución de componentes del automóvil para una gran marca. Con frecuencia, este tipo de plataformas se plantean de una forma centralizada para varios países, lo que conlleva mejores posibilidades de optimización, aunque a cambio de una mayor problemática.

Tres son las características principales de la logística de recambios que la convierten en especialmente compleja:
 

  • El elevado número de referencias en catálogo, no sólo debido al complejo despiece de un vehículo, sino a la cada vez mayor rotación de nuevos diseños y a la obligatoriedad de mantener cinco años los recambios de un automóvil descatalogado.
  • La volumetría de las piezas, desde un fusible hasta una carrocería, lo que obliga a disponer de varias instalaciones de almacenaje muy diferentes.
  • La diferente tipología de los pedidos: normales, para la reposición de los concesionarios, y súper urgentes o car-down, para cuando un vehículo ha quedado inmovilizado por la rotura de una pieza que no está habitualmente en el stock de los distribuidores.

    Estas circunstancias, unidas al alto número de operarios que trabajan en un centro de este tipo, plantean unas enormes posibilidades de optimización y simulaciones, con el objetivo de mantener una continua carga de ocupaciones para todos los trabajadores, mejorando al mismo tiempo los recorridos para garantizar el máximo ratio de resultados versus esfuerzo.

    Además del destacado papel que aquí puede realizar la tecnología del task interleaving, es fundamental habilitar un proceso de simulación previo al lanzamiento de la preparación de pedidos, que permita optimizar los recursos en base a una adecuada combinación de pedidos urgentes y normales, conjuntamente con la situación concreta en cada momento de la planta.

Fuente: Carmelo Pérez, Netchallenge consulting, SL
carmeloperez@netchallenge-consulting.com