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Suite du Parcours du courriel sur quelques systèmes de stockage automatisé.         sur site le 08/11/2003

La dernière gamme des machines de stockage et de récupération vas au loin des exigences et des possibilités diverses pour manipuler des palettes, emballages et cartons, manuellement et automatiquement.

Réflexion sur les coûts: Le système de préparation des commandes manuelle serait il plus chère que le système automatisée ?                          

Lire également les pages tel que:picking et  approvisionnement préparation  modeles_stockautomatique.htm

 (voir aussi: préparation commande )

Nouvelle doc. suite Courriel du 14/04/2004: A-frame conveyor- et A-frame picking system- One click !

Le modèle ordinateur peut donner la réponse

Dans le monde des affaires, il y a une tendance obsessionnelle de la livraison 'juste-à-temps'.  Le nombre de commandes augmente, tandis que le volume par commande diminue fortement. Ceci provoque immanquablement l'accroissement du coût de la préparation des commandes, dans plusieurs cas jusqu'à 50% des coûts opérationnels variables.

La première question qui se pose à la création d'un nouvel espace de stockage pour un assortiment de produits, duquel nous allons effectuer un prélèvement de commandes, est chaque fois : "Jusqu'à quel niveau peut-on tout automatiser de façon économiquement justifiée et efficace ?"

Cela vaut vraiment la peine d'analyser de manière critique le rendement financier des différentes alternatives.  L'évaluation est cependant tellement complexe que seul une simulation sur ordinateur peut offrir une réponse crédible.  C'est pour cette raison que la société d'ingénieurs Van Looy Group a mis au point une telle simulation.  Il fut utilisé entre autres pour la sélection de la solution la plus rentable pour Partylite, une société américaine de production de bougies, pour laquelle Van Looy Group a construit le centre de distribution européen à Tilburg (NL).

Techniques de préparation des commandes. (voir aussi: préparation commande )

Sans vouloir faire une description détaillée de toutes les stratégies de préparation de commandes, nous examinons en grandes lignes les possibilités qui, pour Partylite, furent prises en considération à savoir des systèmes manuels, mécanisés et automatisés.  Nous pouvons identifier un premier groupe de systèmes sous le dénominateur : "Homme-vers-le-produit".  Un tel système est aussi appelé : système de mise à disposition statique : les marchandises ne bougent pas et le préparateur de commandes parcourt le circuit à pied ou avec un chariot poussé ou motorisé.

L'exemple le plus classique est celui d'un entrepôt dans lequel le préparateur collecte le produit des rayonnages à tablettes ou des rayonnages à palettes en se servant d'une liste de prélèvements.  Avec ce système on atteint une capacité d'environ 35-120 prélèvements par préparateur et par heure.  L'efficacité du prélèvement peut être augmentée par réduction des temps de déplacement. En prévoyant soit un chariot de préparation à nacelle soit un transstockeur, les temps de travail, certainement dans le cas de longs couloirs et de hautes étagères, diminueront sensiblement.

On obtient une augmentation d'efficacité évidente en équipant les emplacements de prélèvement d'affichages.  Ceux-ci s'éclairent pour indiquer l'emplacement de prélèvement et la quantité à prélever s'affiche sur l'affichage.  Ce système est utilisable pour des fast-, medium- et slowmovers.  On parle ici du principe 'pick-to-light' ou préparation sans papier.  Il y a plusieurs avantages liés à ce système : on obtient de très hautes capacités de prélèvement avec un pourcentage de fautes plus faible et cela pour un investissement supplémentaire relativement bas.  Des listes de prélèvement illisibles appartiennent aussi au passé.

Un deuxième principe de prélèvement est celui du "produit-vers-l'homme", aussi appelé les systèmes de mise à disposition dynamique.  Il s'agit de systèmes basés sur des entrepôts automatiques, prévu de postes de prise et de dépose automatiques.. Ils sont connus sous le nom d'ABRS (Automatic Binning and Retrieval System, pour des bacs) et ASRS (Automatic Storage end Retrieval System, pour des palettes).  On peut travailler selon deux systèmes.  Deux méthodes de travail différentes sont possibles.  On peut sortir les palettes du stock et les présenter au préparateur, celui-ci prélève les cartons nécessaires et puis les palettes sont ramenées automatiquement dans le stock.

La deuxième possibilité est que les palettes dont il faut prélever, soient rassemblées par des transstockeurs automatiques dans un couloir de prélèvement, où un préparateur rassemble efficacement et rapidement les commandes.

Pour un grand assortiment de marchandises peu encombrantes, l'entrepôt automatique sera remplacé par des 'carrousels' (à rotation horizontale) et des 'paternosters' (à rotation verticale).

Les investissements pour les systèmes avec mise à disposition dynamique sont considérablement plus élevés, le coût du personnel devient cependant beaucoup plus faible.  De plus - sûrement si l'on parle de petits produits (comme des bougies) - l'utilisation de la place disponible est optimale.  La capacité pour un tel système monte de 40 à 250 prélèvements par préparateur par heure.  La pratique démontre entre-temps que le principe du produit-vers-l'homme n'est pas applicable à tous les produits.  Si le nombre d'emplacements augmente tandis que le volume stocké par emplacement rétréci et si le 'trafic' (le nombre de mouvements d'entrée et de sortie) devient trop grand, l'investissement de l'entrepôt automatique et des transstockeurs nécessaires pour obtenir la performance demandée, ne se justifie plus économiquement.

Le plus automatisé est évidemment le système de préparation de commandes entièrement automatique : c'est-à-dire, un système où la commande est exécutée automatiquement sans l'aide d'un préparateur humain, comme un robot ou un préparateur automatique, qu'on appelle 'A-frame'.  La plupart du temps, un A-frame est utilisé pour des produits petits et légers (boîtes CD, petits emballages de pharmacie, petits pots,...).

Nouvelle doc. suite Courriel du 14/04/2004: A-frame conveyor- et A-frame picking system- One click !

 

Dans un A-frame (ensemble de gaines inclinées dans lesquelles les mêmes produits s'entassent et qui par gravité sont évacués vers le dessous), un petit cylindre par gaine pousse l'article demandé sur une bande transporteuse, qui le transporte vers un conteneur de prélèvement des commandes ou une emballeuse.

Un A-frame est construit de telle façon que les différents produits d'une commande peuvent être traités en même temps (les cylindres des différentes gaines peuvent alors pousser les paquets en même temps sur la bande transporteuse).  Ainsi les performances les plus élevées sont atteintes.  La vitesse des cylindres peut atteindre 5 articles par seconde et par gaine, selon les constructeurs.  Le nombre de gaines que l'on peut aligner par système est bien entendu limité.  Idéalement le nombre de produits différents ne peut pas dépasser ce nombre maximum de gaines. L'expérience nous apprend que ces systèmes atteignent une capacité de 800 à 1400 commandes par heure, dépendant des spécifications techniques de l'application en question.

Pour choisir entre les systèmes précédents, il faut d'abord rechercher la méthode de travail idéale, soit tout traiter commande par commande (c'est à dire la préparation successive de toutes les lignes d'une même commande) ou procéder par 'lot' (c'est à dire la préparation en rafales).   L'avantage de cette dernière est la capacité accrue de prélèvement, le désavantage en est qu'il faut encore trier après coup les lignes, commande par commande.

La préparation de commande est plus que les simples prélèvements de produits

Le processus de préparation de commandes peut se diviser en trois parties : l'information, le déplacement et le prélèvement.

La façon dont l'information est livrée, peut avoir une influence énorme sur les coûts.  Une liste de prélèvement peu claire, l'ordre de succession des prélèvements ne correspondant pas avec le parcours logique dans les rayons, peut conduire à de grandes pertes de temps.  Des informations logiques, courtes et univoques, augmentent le rendement du système. Ce n'est donc pas un luxe superflu d'offrir l'attention nécessaire à cet aspect.  Cela concerne d'une part le logiciel logistique, ce qui tombe hors du cadre de cet article, et d'autre part la méthode selon laquelle l'information est délivrée au préleveur.  Dans le cas de prélèvement manuel le système 'pick-to-light' discuté ci-dessus, optimalisera cette dernière.

La part du déplacement représente 50% à 70% du temps total du prélèvement.  C'est donc le facteur de coût le plus important.  La rédaction de la liste de commandes est très importante. Egalement important est la localisation des marchandises.  L'application d'une analyse ABC à la détermination des localisations des emplacements et un choix judicieux du système de stockage peut raccourcir énormément les distances. 

Lors du prélèvement la forme ergonomique des rayonnages ou du transstockeur peut augmenter la productivité.

Comparaison de prix

Jusqu'à présent les coûts de prélèvement n'ont encore que rarement été analysés en détail, surtout à cause de la complexité du problème. Chaque produit donne sa propre conception de l'entrepôt et cette conception dépend une fois de plus du degré de l'automatisation que l'on veut introduire, de la méthode de prélèvement, etc. Pour chacun de ces éléments l'influence des trois fonctions de prélèvement mentionnées ci-dessus est différente.  Et chaque aspect a des conséquences financières.  Il est donc difficile de décider du degré d'automatisation nécessaire pour réaliser un prélèvement le meilleur marché possible.

Le grand nombre de possibilités de combinaison des différents paramètres permet seul à des modèles ordinateurs détaillés de tirer des conclusions.  C'est pour cela qu'à l'occasion de la demande de Partylite de construire son centre de distribution européen de bougies, il fut décidé de construire un modèle ordinateur, non seulement à la mesure de cette application, mais également plus universellement utilisable.

Base de comparaison

Basé sur les données de la pratique, un modèle arithmétique fut créé.  Ce qui permet de 'jouer' avec une 70-aine de paramètres, par exemple les dimensions des articles, les dimensions du carton d'expédition, le poids des articles, le volume de prélèvements par articles, les coûts d'investissements pour le bâtiment, les coûts opérationnels, le nombre de commandes par jours, le nombre total de numéros d'articles à stocker, etc.

Le but de ce modèle, qui fut nommé "Order-Pick-Pricing-model", est d'introduire cas par cas les paramètres par produit à remplir et d'en déduire quel principe de prélèvement est le plus avantageux pour le produit concerné.  Comme test on pris l'exemple d'un article de 180 mm x 160 mm x 60 mm, ceci emballé dans un carton de 600 mm x 400 mm x 300 mm.  Il fut recherché quelles étaient les conséquences (financières) pour l'A-frame, le principe pick-to-light combiné au 'flowracks' et le prélèvement direct à partir de palettes.

Dans ces calculs, l'impact du prix du stockage de vrac et son transport aller et retour n'a pas été pris en compte, car ce coût dans les trois situations étudiées reste identique.  Par cette étude, il apparaissait que, pour l'article étudié, le prélèvement direct à partir de palettes est de loin plus cher.  Il est important de signaler ici que, lors de la paramétrisation, il a été tenu compte de ce qu'un nombre élevé d'articles devait être constamment stocké et présenté, engendrant des surfaces nécessaires importantes par conséquent aussi des distances à parcourir très grandes, ce qui a influencé négativement les solutions à forte proportion de main d'œuvre.

Ensuite, il apparaît qu'à partir de plus au moins 60 prélèvements par article par jour (dans le cas étudié bien sur) le prélèvement automatique (A-frame) serait une solution plus économique que le principe pick-to-light.  Pour une petite quantité de prélèvements par article par jour l'A-frame est cependant plus cher, puisque l'investissement devient relativement trop important par rapport à la performance atteinte.

Figure 1 : Influence du nombre de prélèvements par article par jour sur le prix par prélèvement

Varions à la place du nombre d'unités à prélever par article, le nombre d'articles différents qui doit être disponible.  Si le nombre d'exemplaires par article que nous devons prélever reste constant, alors il apparaît selon l'étude (se basant sur un grand nombre de prélèvements par numéro d'article) qu'avec un faible nombre d'articles différents, le prélèvement direct à partir de palettes donne financièrement le meilleur résultat.  Par contre, si le nombre d'articles différents est fort élevé, la superficie des bâtiments et les distances à parcourir nous jouerons à nouveau des tours et le coût par prélèvement s'envolera.

Figure 2 : L'influence du nombre d'articles différents qui doivent être prélevés

Le fait est quand même surprenant, que nous pouvons conclure qu'une automatisation accrue, n'est pas toujours à considérer comme une débauche financière.  Dans certains cas, ces formes de prélèvement sont belles et bien justifiables.  Le modèle OPP a aussi permis de conclure que l'utilisation d'un A-frame est surtout favorable dans les cas ou la rotation d'un article est moyenne à élevée.  Pour cela, il est bien nécessaire que les dimensions de l'article en question, répondent aux exigences techniques de l'A-frame.  De plus l'emballage doit être relativement solide, afin d'éviter que l'article ne soit abîmé par suite de la vitesse d'expulsion.

Les données de bases de chaque situation devront évidemment être introduites au cas par cas pour définir la solution à promouvoir. Un fait est sur, pour déterminer les coûts de l'activité de prélèvement, un grand nombre de paramètres jouent un rôle; le sujet est complexe, les décisions parfois lourdes de conséquence, ce qui nous fait recommander une grande prudence

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21.05.2008 14:53:23

 



 

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