창고 시스템이란 원자재나 상품이 유통 또는 판매되기 전에 보관되는 시스템을 의미한다. 창고 시스템은 재고 처리 단위(Stock Keeping Units; SKUs)를 입고(Receiving), 저장(Storage), 주문 처리(Order picking), 출고(Shipping)하여 전체 공급망의 각 단계들을 연결하는 역할을 한다. 가장 시간 소모가 큰 주문 처리 단계가 SKU의 절대적, 상대적 위치에 따라 달라지기 때문에 저장 단계의 의사 결정은 전반적인 창고 시스템의 효율성에 직접적인 영향을 미친다.
자동화 창고 시스템의 운영에서 필요로 하는 의사 결정 중 입고 시 필요한 저장소 할당 문제를 연구한다. 저장소 할당 문제에서는 주문에 대한 정보와 입고된 자재에 대한 정보가 입력값으로 사용된다. 주문 정보는 어떤 종류의 자재를 얼마나 필요로 하는지에 대한 정보가 있으며, 자재 정보는 입고 구역에 어떤 종류의 자재가 몇 개씩 존재하는지에 대한 정보를 포함한다. 이러한 입력들을 기반으로 어떤 자재를 어떤 선반에 얼마나 저장할지를 결정하는 것이 본 연구가 다루고자 하는 문제이다.
본 연구에서 다루는 저장소 할당 문제의 목적은 출고 작업에 소요되는 시간을 최소화하는 것이다. 해당 시간은 저장소 할당 상태와 주문에 대한 정보만으로는 계산할 수 없다. 이는 출고 작업 소요 시간이 저장소 할당 상태 뿐만 아니라 출고 작업 정책과 AMHS(Automated Material Handling System)의 작업 할당, 경로 계획 알고리즘 등에 모두 영향을 받는 평가 지표이기 때문이다. 이를 위해 다양한 저장소 할당 상황에 따른 출고 작업 소요 시간을 시뮬레이션을 통해 분석하고자 한다. 각 상황 별로 사용 선반 수량, 선반의 총 이동 시간 및 거리, 출고에 소요되는 총 시간이 어떻게 변화하는지 등을 확인하고 각 평가 지표가 서로 어떤 영향을 미치는지 분석한다. 이를 통해 최적의 저장소 할당 상태를 제안하고자 한다.
A warehouse system refers to the system in which raw materials or goods are stored before they are distributed or sold. The warehouse system connects each stage of the entire supply chain by handling stock keeping units(SKUs) for receiving, storage, order picking, and shipping. Since the most time-consuming order picking step depends on the absolute and relative location of the SKUs, the decision-making of the storage step directly affects the efficiency of the overall warehouse system.
Among the decision-makings required for the operation of automated warehouse systems, we focus on the storage assignment problem. In the storage assignment problem, information on orders and received materials are used as inputs. Based on these inputs, determining which materials are stored on which shelves is the problem that this study seeks to address.
In this study, the objective of the storage assignment problem is to minimize the time required for order processing. The corresponding time cannot be calculated only with information about the storage assignment state and the order. This is because the time required for order processing is an performance measure that is affected not only by storage assignment state, but also the order picking policy, automated material handling system(AMHS) dispatching policy, and path planning algorithms. To this end, the time required for order processing according to various storage assignment states is to be analyzed through simulation. For each state, we obtain the number of shelves usded, the total travle time and distance of shelves, and the total time required for order processing. We analyze how each performance measure affects each other. Through this, we propose the optimal storage assignment state.