Beslissingssystemen voor crossdocking met tijdsvensters

Abstract

Door de steeds kleiner wordende winstmarges in het bedrijfsleven en de sterke concurrentietoename is kostenbeheersing tegenwoordig het leidende principe in vele organisaties. Daarom wordt getracht om activiteiten die geen waarde toevoegen te elimineren. Op het vlak van voorraadbeleid kan daarvoor gebruik gemaakt worden van cross-docking. De idee hierbij is een directe transfer van de goederen van inkomende naar uitgaande trailers zonder tussenliggende opslag. Daardoor verblijven de goederen normaal minder dan vierentwintig uur in de cross-dock, soms zelfs minder dan één uur. Dit is het grote verschil met de traditionele distributiewijze waarbij steeds voorraden opgeslagen zijn in magazijnen. De uitgevoerde studie kan opgedeeld worden in vier grote onderdelen. In een eerste deel worden de diverse kenmerken van cross-docking besproken. Aan de hand van een literatuurstudie werd zo een beeld gevormd van cross-docking. Zo worden de verschillende types van cross-docking en de werkwijze besproken. Daarnaast is onderzocht welke voor- en nadelen aan cross-docking verbonden zijn en welke overwegingen genomen moeten worden voordat ermee begonnen kan worden. Uiteindelijk worden ook de hinderpalen besproken waardoor cross-docking niet altijd toegepast wordt en zijn de verwachtingen voor de toekomst kort toegelicht. In het tweede deel werd een tweede literatuurstudie uitgevoerd. Ditmaal werd gezocht naar de diverse beslissingssystemen die reeds ontworpen zijn om cross-docking te ondersteunen. Het eerste besproken beslissingssysteem onderzoekt of de overschakeling op cross-docking wel de nodige voordelen zal bieden ten opzichte van de traditionele opslag in een magazijn. Vervolgens is het logisch om, eenmaal de keuze voor crossdocking gemaakt is, de processen zo optimaal mogelijk te doen verlopen. Daarom wordt een model voorgesteld dat het gehele proces van het ophalen van de vracht tot de uiteindelijke levering optimaliseert. Omdat dit model veel berekeningstijd vraagt bij de uitvoering, worden de drie grote optimalisatieproblemen nadien apart behandeld. Een gevolg hiervan is dat niet altijd de meest optimale oplossing voor het gehele systeem bekomen wordt, maar deze enkel benaderd kan worden. Het eerste optimalisatieprobleem handelt over de minimalisatie van de transport- en opslagkosten. In sommige gevallen zal gewerkt worden met een netwerk van cross-dock centra. In dat geval zal vastgelegd moeten worden welke centra gebruikt gaan worden voor de transporten. Daarnaast zal ook bepaald moeten worden hoeveel vachtwagens het transport zullen verzorgen en welke routes hiervoor gebruikt gaan worden. Hiervoor worden een aantal optimalisatiemodellen aangehaald. De eerste zes modellen dienen om te bepalen welke cross-dock centra best gebruikt kunnen worden voor de transporten. De modellen verschillen onderling in de gebruikte strategie en de vereenvoudigingen die toegepast worden. Zo worden modellen besproken waarbij gewerkt wordt volgens een vast, flexibel of een lading gedreven systeem. Daarnaast wordt soms gebruik gemaakt van de verwachte vraag, waardoor kleine voorraden kunnen ontstaan, en andere gaan enkel van de werkelijke vraag uit. Vervolgens wordt ook een optimalisatiemodel voor de routeplanning besproken. Het doel van dit model is het bepalen van het aantal voertuigen, de beste route voor het transport van de goederen en de aankomsttijd van elk voertuig bij de cross-dock om zo de transportkosten te minimaliseren binnen een bepaalde planningshorizon. Het tweede grote optimalisatieprobleem handelt over de interne planning. Zo is materiaalbehandeling een grote zorg bij voorraadbeslissingen vermits het hoofdzakelijk een extra kosten genererende activiteit is. Daarom zal onder meer de planning ervoor moeten zorgen dat de behandelingskosten gaan dalen en het gebruik van de beschikbare ruimte geoptimaliseerd wordt. Zo zijn een goede planning van de beschikbare arbeidskrachten en de aankomst- en vertrektijden van de transporten van groot belang. Daarom wordt eerst een model besproken dat de planning van de teams binnen het cross-dock centrum behandelt. Vervolgens wordt ook een model voor de synchronisatie van de transporten aangehaald. Het derde en laatste grote optimalisatieprobleem is de toewijzing van de vrachtwagens aan de poorten. Bij grote cross-dock terminals is de toewijzing van de vrachtwagens aan de poorten een sleutelactiviteit. De terminals bevatten soms 10 tot 200 of zelfs meer poorten. Om alles dan vlot te doen verlopen, moeten de vrachtwagens een bepaalde tijdsperiode aan een specifieke poort toegewezen krijgen. Gedurende deze tijdsperiode worden de vrachtwagens uit- of ingeladen. Een goede toewijzing van de poorten is vereist om zo vertragingen te verhinderen en een betere prestatie van het transportnetwerk te verkrijgen. Daarom worden drie modellen voorgesteld die de reisafstand trachten te minimaliseren en het proces ook vlotter doen verlopen. Het eerste model tracht de optimale lay-out van de cross-dock te bepalen. Daarnaast is de planning moeilijk geworden vanwege de grote hoeveelheden vracht die vervoerd worden en de dynamische kenmerken van het probleem. Daarom wordt een tweede model bekeken dat gebruikt wordt voor de robuuste toewijzing van de vrachtwagens aan poorten. Het derde model wijst de poorten dan weer toe op basis van de minimalisatie van de gewogen afstand afgelegd door de goederen in de cross-dock. In het derde deel van dit werk, wordt één van de bovenstaande modellen uitgewerkt in LINGO. Het gebruikte model vertrekt vanuit een netwerk bestaande uit meerdere crossdock centra. Bij de organisatie van de transporten wordt dan een keuze uit deze centra gemaakt voor de toelevering. Hiervoor wordt in het model rekening gehouden met de transportkosten, de tijdsvensters, de capaciteit van de cross-dock centra en de behandelingskosten. Het doel is uiteindelijk een minimale kosten distributieplan te verkrijgen door het minimaliseren van de transport- en voorraadkosten. Via het model wordt dan de keuze van cross-dock en de lever- of afhaaltijden verkregen. In het laatste onderdeel wordt de gevalsstudie van Essers Transport Genk beschreven. Hiervoor is een interview gebeurd met één van de medewerkers bij Essers Transport. Het doel van deze gevalsstudie was een beter inzicht te krijgen op de praktische uitvoering van cross-docking. Hierbij kon dan ook onmiddellijk de theorie aan de praktijk getoetst worden. Uiteindelijk blijkt cross-docking al enkele opmerkelijke successen geboekt te hebben. Het wordt immers aangegeven als één van de redenen waardoor Wal-Mart de grootste kleinhandelaar ter wereld is kunnen worden. Daarnaast zal het gebruik ervan in de toekomst ook sterk gaan stijgen. Zo verwacht 79% van de verladers en 84% van de logistieke dienstverleners dat de cross-dock activiteiten de komende drie jaar zullen worden uitgebreid. Dit wijst erop dat verder onderzoek naar cross-docking noodzakelijk is. Dit kan zich dan toespitsen op de ontwikkeling van betere en vooral snellere optimalisatiemodellen. De uitvoering van de huidige modellen vereist immers vaak een te lange berekeningstijd of veroorzaakt een daling van de nauwkeurigheid.