Storage Location Assignment Problem for Small and Medium-Size Third Party Logistic Providers

Abstract

Bakgrunnen for denne masteroppgaven var å undersøke hvilke lagerprinsipper for å løse lagerlokasjonsproblemer (SLAP) som er best egnet for små og mellomstore tredjepartslogistikkleverandører (SME-3PL). Problemstillingen ble formulert som to veiledende forskningsspørsmål (RQ):

RQ1: Hvilke eksisterende lagringsprinsipper finnes for å løse lagerlokasjonsproblemer (SLAP)? RQ2: Hvilke av lagrinsprinsippene for SLAP er best egnet for SME-3PL leverandører?

Målet for denne oppgaven var å svare på disse forskningsspørsmålene, og gjennomføre et casestudie av en SME-3PL leverandør. Formålet med casestudien var å identifisere utfordringer som fører til økt intern reisetid på et lager hos en SME-3PL. Formålet ble videre delt inn i tre delmål: 1. Beskrive nåværende situasjonen for SME-3PL leverandøren 2. Identifisere og analysere utfordringer som øker den interne reisetiden for SME-3PL leverandøren 3. Anbefale forbedringsforslag for å redusere den interne reisetiden hos SME-3PL leverandøren Metodikken brukt i denne masteroppgaven var en kombinasjon av en litteraturstudie og en casestudie. Litteraturstudien ble utført for å undersøke SLAP og de forskjellige lagerprinsippene. Videre i litteraturstudien ble generelle utfordringer hos 3PL leverandører undersøkt. Casestudien ble utført gjennom bedriftsbesøk, intervjuer og kvantitative metoder for å besvare delmålene og formålet. Fra litteraturstudien viste funnene at det i hovedsak er tre lagringsprinsipper aktuelle for SLAP; dedikert lagring, tilfeldig lagring og klassebasert lagring. Disse lagringsprinsippene har underkategorier, hvor inndelingen er gitt etter hvilke kriterier de ulike prinsippene bruker på å avgjøre lagringslokasjonen. Tre faktorer er spesielt avgjørende for valg av lokasjonen; lagerets kompleksitet, tilgjengelighet av informasjon og omløpshastigheten i lageret. Studien viser at klassebasert lagring ble identifisert som den mest fleksible av de tre prinsippene ettersom den bruker all tilgjengelig informasjon og er godt egnet for et lager med høy kompleksitet. Litteraturstudien identifiserer også disse generelle utforingene for 3PL leverandører: - Et stort spekter av lagerbeholdningsenheter (SKU-er) og klienter, som fører til mange forskjellige krav som 3PL leverandøren må etterfølge - Begrenset informasjon angående SKU-er som blir lagret - Begrenset informasjon - og kommunikasjonsteknologi (IKT) kapasitet - En begrenset grad av automatisering, som resulterer i mye manuelt arbeid Observasjonene i casestudien ble satt i sammenheng med litteraturstudien og bekreftet de nevnte utfordringene. Casestudiene ble videre brukt til å evaluere hvilket av de aktuelle lagerprinsippene som er best egnet for lagermiljøet til en SME-3PL leverandør. Forskningen indikerer at et klassebasert lagerprinsipp er best egnet for disse komplekse lagringsmiljøene, men understreker videre at det aktuelle lagerprinsippet har implikasjoner som krever videre bearbeiding for en bedre utnyttelse av lagringsplassen og med mål om å redusere den interne reisetiden på lageret. Casestudien beskriver AS-IS situasjonen hos en SME-3PL leverandør, hvor seks utfordringer ble identifisert som årsaker til økt intern reisetid. I startfasen ble alle seks utfordringer undersøkt, men etter en seleksjonsprosess ble én selektert til et nærmere dybdestudie. Den aktuelle casebedriften bruker et klassebasert lagringsprinsipp. Under et bedriftsbesøk ble det identifisert en ustrukturert tilnærming til tildeling av SKU-er til klasser. Analysen viser at dette har ført til at altfor mange SKU-er blir tildelt lokasjon i klasse A. Det resulterer videre i at SKU-er med høy omløpshastighet blir plassert i mindre lukrative lagerplasser, ettersom lagringssone A blir full. Ved å sammenligne den nåværende klassifiseringen av SKU-er med en Pareto-tilnærming , kommer det fram at casebedriften har 50% flere SKU-er tildelt klasse A enn Pareto-tilnærmingen foreslår. Resultatet fra casestudien viser at omorganiseringen av noen få SKU-er på lageret kan redusere reisetiden med 5% for plukking av de respektive SKU-ene. Det ble også identifisert at noen av feilklassifiseringene skyldtes manglende informasjon om klientens etterspørsel. En mulig TO-BE ble foreslått som et resultat av casestudien, for å sikre en mer strukturert tilnærming til inndelingen i klasser i denne typen lagerprinsipp. I tillegg ble det foreslått en mer åpen informasjonsflyt mellom klient og casebedrift i et forsøk på å minimere feilplasseringen i lageret. Til slutt ble muligheten for å implementere denne TO-BE situasjonen evaluert. De generaliserbare resultatene fra casestudien identifiserer at SME-3PL har begrensede ressurser til å utføre aktiviteter som periodisk gjennomgang av klientenes SKU-er. De er derfor avhengig av informasjon fra klienter for å kunne tildele SKU-er passende klasser. Resultatene fra forskningen indikerer også at mangelen på informasjonsdeling mellom SME-3PL-leverandører og klienter kan skyldes IKT-kapasiteter mer enn viljen til å dele data.

The research of this master thesis was initiated to investigate which storage policies for the storage locating assignment problem (SLAP) are most applicable for Small and Medium-Size Third-party Logistics (SME-3PL) providers. To guide the research, these research questions (RQs) were established: RQ1: Which storage policies exist for solving the storage location assignment problem (SLAP)? RQ2: Which storage policies for SLAP are most applicable for SME-3PL providers with multiple clients? The objective of the thesis was to answer these research questions and conduct a case study of an SME-3PL provider. This case study was initiated to investigate the challenges that lead to increased internal travel time in warehousing. The objective of the case study was to: 1. Describe AS-IS situation for the SME-3PL provider 2. Identify and analyze challenges that increase internal travel time for the SME-3PL provider. 3. Provide improvement suggestions to reduce the internal travel time at the SME-3PL provider The methodology used in this master thesis is a combination of a literature study and a single case study. The literature study was conducted to investigate SLAP and the storage policies that are applied to perform it. Further, the literature study investigated the characteristics of 3PL providers and common challenges in 3PL warehousing. The case study itself was conducted by company visits, interviews, and quantitative methods to investigate the challenges in an SME-3PL warehouse. The findings of the literature study were three main storage policies for SLAP; dedicated storage, random storage, and class-based storage. The main storage policies have subcategories that are characterized by which criteria the storage location is selected. The selection of storage policies depends on three key factors; the complexity of the warehouse environment, available information, and turnover rate within the warehouse. Class-based storage was identified as the most flexible of these three main categories, as it utilizes available information and is suited for a complicated warehouse environment. The literature study also identified these common challenges among 3PL provides: - A large variety of SKUs and clients, leading to many different requirements - Limited information of the SKUs stored in the warehouse - Limited information and communication technology (ICT) capacity - A limited degree of automatization, hence a significant degree of manual labor Insights from the case study were applied to confirm these challenges. They were then used to evaluate which of the storage policies is applicable to the warehouse environment of a 3PL provider. The research indicates that a class-based policy is most applicable to these complex warehouse environments. The research stresses that class-based policy has some implications that must be addressed to improve its utilization of storage space and reduction of internal travel time. The case study describes the AS-IS situation at SME-3PL provider, where six challenges were identified as causes of increased internal travel time. After the initial investigation of all, and a selection process, one was investigated more in-depth. The case company currently uses a class-based storage policy. During the company visit, a somewhat unstructured approach of assigning SKUs to classes was identified. The analysis shows that this further has to lead to too many SKUs being assigned to class A, resulting in fast moving SKUs with high turnover is being picked from others less convenient storage zones, since the A storage zone is full. By comparing the current classification of SKUs against the Pareto approach, shows that the case company has 50% more SKUs assigned to class A than the Pareto approach suggests. In addition, the result of the case study shows that rearranging a few SKUs within the warehouse could reduce the travel time by 5% for the picking of the respective SKUs. It was identified that some of the misclassifications were due to a lack of information regarding clients' demand patterns. A suggested TO-BE was established that suggests a more structured process to assign SKUs to classes and the sharing of information between a client and the case company. Last, a discussion of the feasibility of this process was evaluated. The generalizable results from the case study identify that SME-3PL has limited resources to perform activities such as periodic reviews of client’s SKUs and need information from clients to assign SKUs appropriate classes. The results of the research indicate that a lack of information sharing between SME-3PL providers and clients is more due to ICT capacity than the willingness to share data.