글로벌 전자 상거래 부문은 5년 간 320%의 성장을 보였으며, 그 수요는 코로나19 사태 이후 증가하고 있습니다. 비용을 절감하고 경쟁력을 유지하기 위해, DHL 공급망은 창고 운영 최적화 프로젝트를 실행하였습니다. 이 프로젝트에는 웨이브 피킹을 테스트하기 위해 스마트하고 강렬한 창고 시뮬레이션을 도구를 개발하는 것이 포함되어 있었습니다.
50만의 SKU(스톡 키핑 유닛)과 249명의 직원을 가진 창고의 경우, 창고 최적화 프로젝트는 주문 완료에 필요한 시간을 8.2%, 필요한 직원 수를 66명 단축하는 전략을 만들어냈습니다.
DHL 공급망은 Deausche Post DHL Group(영문)의 부서로, 글로벌 네트워크와 창고 관리, 운송, 부가가치 서비스를 포함한 광범위한 물류 포트폴리오를 가지고 있습니다.
문제
DHL 서플라이 체인은 성장하는 전자상거래 부문에서 경쟁력을 유지하기 위해 고객 SLA(Service Level Agreement)를 충족하고 운영 비용을 절감하는 두 가지 목표가 필수적이라고 판단했습니다.
목표 달성을 위해 조직은 수신, 준비, 정렬 및 보관의 인바운드 활동과 픽, 정렬, 팩, 스테이징 및 디스패치의 아웃바운드 활동을 포함하여 전자 상거래 운영을 최적화하기로 선택했습니다.
DHL 공급망 Global Solutions Design Center의 전문가인 Jigar Panot은 대규모 창고를 위한 솔루션을 개발했습니다.
- 면적 : 111,000평방미터
- 제품: 최대 50만개
- 피킹 구역: 12개 존
- 일일 볼륨: 최대 171k
- 직원: 3000명 이상
해당 프로젝트의 목표는 다양한 파도 전략을 테스트하고 최적의 창고 처리량 및 자원 활용도를 결정하기 위한 강력하고 스마트한 시스템을 개발하는 데 있었습니다.
창고 운영과 경로 선정 최적화
큰 창고들은 개별 주문 피킹과 클러스터 피킹에 물건 피커에 주문을 이행하는 데 수 킬로미터를 움직이며 시간을 소모하는 것이 포함되는 될 수 있기 때문에 주문을 접수할 때 배치 피킹을 사용합니다. 목표는 최적의 피킹 경로를 구하는 것입니다.
거대한 DHL 창고들은 웨이브 릴리즈와 함께 배치 피킹을 사용합니다. 배치는 주문을 그룹으로 묶고 웨이브는 주기적 릴리스를 위해 배치를 그룹으로 묶습니다. 일반적으로 하나의 배치에는 14개의 주문이 포함됩니다. 웨이브는 시간에 따라 현장 활동을 조정하는 데 도움이 되며 재고 비축이나 청소와 같은 다른 작업을 효율적으로 수행할 수 있게 해줍니다.
릴리스에서 배치 물품은 피킹을 위해 영역에 따라 구분되어 피커가 이동해야 하는 물품 간 거리가 최소화됩니다. 하나의 영역에서 모든 물품이 수집되면, 스테이징이라는 공정에서 전체 배치로 결합됩니다. 전체 배치는 포장 및 발송 전에 주문을 모두 풋월(put wall)에 넣는 분류 작업으로 이동됩니다.
배치 피킹 작업과 풋월 작업은 여러 개의 핵심 공정 그룹으로 묶을 수 있습니다.
- 웨이브 릴리스 — 주창고 영역의 저장소에서 물품을 수집 영역에서 피킹하게 되면 물품 사이에 긴 거리를 이동하지 않아도 됩니다. 영역 피킹은 다양한 주문과 배치를 위해 수행될 수 있습니다.
- 피킹 — 창고 영역의 저장소에서 물품을 수집 영역에서 피킹하게 되면 물품 사이에 긴 거리를 이동하지 않아도 됩니다. 영역 피킹은 다양한 주문과 배치를 위해 수행될 수 있습니다.
- 스테이징 — 배치의 모든 물품을 함께 가져옵니다. 배치는 여러 개의 온전한 주문으로 구성됩니다. 배치가 완성되면 배치는 풋월로 보내집니다.
- 풋월 — 배치의 주문이 조립되고 포장 및 발송으로 보내집니다.
솔루션: 창고 모델링 및 테스트
해결책의 1단계에는 창고 공정을 그대로 모델링하고 보정을 위해 실제 데이터로 모델을 다시 테스트하는 것이 포함되어 있습니다. 이는 모델의 정확성을 보장하고 주문 피킹 전략 제안과 비교할 수 있는 기준을 제공합니다. 이 단계에서의 모델링은 애니로직의 내장 프로세스 모델링 라이브러리를 사용해 수행되었습니다. 이 라이브러리는 비즈니스 시스템 및 워크플로우를 정확한 포착을 단순화하고 속도를 높이기 위해 특별히 고안되었습니다.
물류창고의 정확한 표현을 작성한 후 프로젝트는 2단계로, 다양한 웨이브 릴리징 전략을 테스트하기 시작했습니다. 전략은 동적이었으며, 스테이징 및 벽면 점유율, 파이프라인 배치 수 등과 같은 메트릭 기반이었습니다.
프로젝트 2페이즈는 3가지 단계로 구성되었습니다
- 동적 웨이브 — 다양한 웨이브 전략이 생성되어 병목 현상이 확인되었습니다.
- 시나리오 분석 — 웨이브 릴리스 전략이 완료 시간과 스테이징 시 평균 큐 크기에 미치는 영향을 이해합니다.
- 비교분석 — KPI를 사용하여 베이스라인을 포함한 전략을 비교합니다.
2단계에서 엔지니어들은 시나리오 간의 트레이드오프를 조사했습니다. 이러한 조사를 통해 리소스 제약을 이해하고 리소스와 속도의 최적의 균형을 찾을 수 있었습니다. 그 결과, 현재의 웨어하우스 운용 설정의 「AS-IS 」모델 대비, 자원 가동률이 향상되고, 사이클 타임을 단축하는 동적인 웨이브 모델이 실현되었습니다.
결과: 최적화된 창고 처리량 및 자원 활용
1단계부터 있는 그대로의 모델을 사용하면 스테이징이 최대 수용량 또는 그에 근접한 수준으로 사용되지 않았기 때문에 자원 활용도를 높이고 작업 완료 시간을 줄일 수 있는 기회를 볼 수 있었습니다. 스테이징의 경우, 때때로 가동되지 않는 경우가 있었고 또 대기열이 긴 경우도 있었습니다. 이것은 스테이징 통계 차트에서 확인해볼 수 있는데, 점유 시간은 일부에서는 낮게 떨어지고 일부에서는 정체 상태로 올라갔습니다.
창고 최적화 프로젝트의 2단계에서는 자원 활용도를 최적화하고 주기 시간을 최소화한 동적 웨이브 릴리스 모델을 만들었습니다. 풋월 처리 시간이 거의 동일하게 유지되는 동안, 풋월 활용도는 스테이징 수요를 균등하게 만듦으로써 증가하였습니다. 그 효과는 전체적인 주문 주기 시간을 단축하는 것이었습니다.
본래 창고 작업 모델과 비교했을 때, 동적 웨이브 릴리스 모델은 주문과 배치 주기 시간을 단축하였고, 자원 활용률을 거의 10% 높였으며 전반적인 작업 완료 시간을 8.2% 절약하였습니다. 이는 작업 완료에 66명이나 적은 직원이 필요하거나 프로세스가 2시간 빨리 완료될 수 있다는 것을 의미합니다.
전자 상거래 창고 프로세스 최적화 프로젝트는 공급망에서 대규모 창고 작업을 위해 큰 비용을 절감할 수 있는 방법을 보여주었습니다. 공급망 엔지니어들은 시뮬레이션 모델링을 사용하여 작업에서 실제 데이터를 사용해 확인하고 검증할 수 있는 창고 작업을 정확하게 포착하였습니다. 모델의 동작을 확신한 엔지니어는 그 후 동적 웨이브 릴리스를 설계, 테스트하여 현대 글로벌 전자 상거래 시장에서 경쟁하기 위해 필요한 운영상의 이익을 제공하였습니다.
이 사례 연구는 2021 애니로직 컨퍼런스에서 DHL 글로벌 공급망의 글로벌 솔루션 디자인 센터 컨설턴트인 지거 파놋이 제공한 프리젠테이션에서 발췌한 것입니다.
창고 작업 모델링과 최적화에 애니로직을 사용하는 방법을 자세히 알아보세요.