ĐẶT VẤN ĐỀ Theo nghiên cứu của [1], thuê ngoài (outsourcing) đã trở thành chiến lược kinh doanh quan trọng trên phạm vi toàn cầu trong những thập kỷ gần đây, và vai trò quan trọng của quản lý chuỗi cung ứng đã tăng lên đáng kể kể từ giữa những năm 1990. Theo nghiên cứu của [2], nhà kho nắm giữ những vai trò chiến lược như đạt được thời gian chu kỳ ngắn hơn, lượng tồn kho ít hơn, chi phí thấp hơn và dịch vụ khách hàng tốt hơn. Như vậy, việc thuê kho ngoài để lưu trữ và quản lý vật tư là một xu hướng ngày càng trở nên quan trọng và phổ biến trong các hoạt động của chuỗi cung ứng toàn cầu. Nghiên cứu [3] chỉ ra rằng: quá trình lấy hàng (order-picking) chiếm khoảng 55% chi phí vận hành nhà kho.
Vì vậy, đây là một quá trình đáng quan tâm cải tiến để nâng cao hiệu quả vận hành của các kho thuê ngoài, vì chất lượng của quá trình lấy hàng sẽ ảnh hưởng lớn đến cạnh tranh về giá bán dịch vụ của các kho này. Một trong những vấn đề phổ biến trong vận hành kho nói chung và quá trình lấy hàng nói riêng là tranh chấp sử dụng nguồn lực. Kho Tây Nam (T&C) không nằm ngoài hiện trạng này. Cụ thể, thời gian diễn ra quá trình lấy hàng ở kho T&C đang gặp phải vấn đề về tranh chấp sử dụng nguồn lực thang máy trong quá trình xuất hàng, đây chính là vấn đề sẽ được tập trung nghiên cứu trong luận văn.
Điều độ công việc là một trong những yếu tố quan trọng quyết định đến khối lượng công việc cần phải làm. Việc điều độ công việc sẽ quyết định các yếu tố công việc sẽ được làm vào lúc nào, với khối lượng công việc bao nhiêu, và sử dụng nguồn lực như thế nào. Điều độ giúp giải quyết các vấn đề như giảm thiểu thời gian chờ đợi của khách hàng, thời gian vận hành, đồng thời sử dụng hiệu quả các nguồn lực của doanh nghiệp. Điều độ máy song song giải quyết việc gán từng hoạt động cho một trong các máy ứng viên và sau đó sắp xếp thứ tự các hoạt động được chỉ định trên từng máy.
Nhiều vấn đề trong cuộc sống thực có thể được mô phỏng như các vấn đề điều độ máy song song, 2 ví dụ: một trạm xăng có thể phục vụ nhiều xe cùng một lúc tại các trụ xăng và khu vực dịch vụ của ngân hàng có thể phục vụ nhiều khách hàng cùng một lúc. Vấn đề tranh chấp sử dụng thang máy xảy ra ở kho T&C xảy ra trên các thang máy giống nhau và các thang máy này có thể cùng lúc vận chuyển hàng hóa, nên vấn đề hoàn toàn có thể quy về bài toán điều độ máy song song. Hiện tại ở nhà kho nơi tác giả thực hiện nghiên cứu này, do tác động của các chương trình khuyến mãi của các khách hàng thương mại điện tử, khối lượng công việc của quá trình xuất hàng tăng nhanh chóng, đặc biệt vào các mùa kích cầu lớn trong năm (gọi là các “chiến dịch”). Tình trạng này dẫn đến xảy ra tranh chấp sử dụng nguồn lực thang máy giữa các nhóm xuất hàng phụ trách các danh sách hàng (list) khác nhau.
Kết quả là, thời gian của rất nhiều danh sách hàng (định lượng cụ thể trong chương 3) bị kéo dài do thành phần thời gian ở thang máy lớn, ảnh hưởng cả chất lượng dịch vụ lưu kho và dịch vụ vận tải công ty. Nhận thấy sự cấp thiết của một giải pháp cho vấn đề này, tác giả đã cố gắng xây dựng một giải thuật điều độ ở dạng giải thuật di truyền (genetics algorithm) nhằm cực tiểu hóa tổng thời gian trễ (tardiness) của các danh sách hàng, từ đó nâng cao uy tín chất lượng dịch vụ của công ty. Vì những lý do nêu trên, luận văn sẽ tập trung giải quyết vấn đề tranh chấp sử dụng nguồn lực thang máy ở kho bằng một giải thuật điều độ máy song song phù hợp, hướng đến cực tiểu thời gian trễ của quá trình lấy hàng sau khi áp dụng giải thuật vào thực tế.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Luận văn “Nghiên cứu ứng dụng giải thuật di truyền cho bài toán điều độ thang máy vận chuyển hàng tại một kho B2B” được thực hiện nhằm cực tiểu hóa tổng thời gian trễ tại thang máy của tất cả các danh sách hàng, góp phần vào việc giảm thời gian trễ của toàn bộ quá trình lấy hàng.3 PHẠM VI VÀ GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU Luận văn được thực hiện trong phạm vi thành phần thời gian tại thang máy của quá trình lấy hàng ở một kho 3PL. Luận văn này chưa xem xét đến các yếu tố ngẫu nhiên, bất định.4 BỐ CỤC LUẬN VĂN Bố cục của luận văn như được trình bày trong bảng 1.
Bố cục của luận văn CHƯƠNG TÊN CHƯƠNG NỘI DUNG CHƯƠNG Sự cần thiết của đề tài luận văn đối với vận hành của doanh nghiệp, cũng như mục tiêu, 1 Giới thiệu phạm vi và giới hạn nghiên cứu và bố cục của luận văn. Trình bày những cơ sở lý thuyết được sử Cơ sở lý thuyết và dụng trong luận văn, điểm qua nghiên cứu có 2 phương pháp luận liên quan đến đề tài của luận văn và trình bày phương pháp luận của luận văn. Giới thiệu doanh nghiệp, giới thiệu đối tượng Phân tích đối tượng nghiên cứu, phân tích hiện trạng của đối 3 nghiên cứu và phát tượng nghiên cứu, xác định vấn đề, nguyên biểu vấn đề nhân gốc rễ, đề xuất giải pháp sơ bộ. Từ đó phát biểu vấn đề.
Mô hình hóa bài Mô hình hóa bài toán cần giải quyết ở dạng 4 toán mô tả bằng lời và dạng toán học. Ứng dụng giải thuật Ứng dụng giải thuật di truyền vào giải quyết 5 di truyền bài toán 4 CHƯƠNG TÊN CHƯƠNG NỘI DUNG CHƯƠNG Sử dụng các tập dữ liệu với các kích cỡ khác 6 Kiểm thử giải pháp nhau để kiểm thử giải pháp, kết luận hiệu quả cải tiến của giải pháp Nêu lên những kết quả nổi bật của nghiên Kết luận và kiến cứu, cũng như đưa ra một số kiến nghị của 7 nghị tác giả đối với các công ty liên quan đến giải pháp mà nghiên cứu đề xuất. 5 Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN 2.1 Quá trình lấy hàng Lấy hàng (order-picking) là quá trình giải phóng sản phẩm từ khu vực lưu trữ để đáp ứng nhu cầu cụ thể của khách hàng [4]. Vị trí của lấy hàng (pick) trong vận hành kho thể hiện như trên hình 2.1; các hoạt động còn lại bao gồm: nhận hàng (receive), cất hàng (put-away), lưu trữ (storage), đóng gói – vận chuyển (pack – ship).
Các chức năng cơ bản của một nhà kho (nguồn: [3]) Về mặt thông tin, trước quá trình lấy hàng, hệ thống thông tin quản lý kho (warehouse management system – WMS) đối chiếu lại với lượng tồn kho sẵn có và xác định các thiếu hụt nếu có. Thêm vào đó, WMS sẽ tổ chức lại yêu cầu lấy hàng để phù hợp với mặt bằng. Quá trình này bao gồm việc tạo ra các dòng lấy hàng (pick line) thể hiện rõ vị trí lấy hàng, số lượng cần lấy và đơn vị đo của sản phẩm, và gộp các dòng lấy hàng vào các danh sách lấy hàng (pick-list), tất cả phải đảm bảo người lấy hàng (picker) di chuyển một cách dễ dàng và tiết kiệm. Sau khi diễn ra các giai đoạn trên, danh sách lấy hàng được gửi đến người lấy hàng [3].
[4] đã nêu ra những kiểu lấy hàng cơ bản: 6 Lấy hàng rời rạc (discrete order picking): mỗi người lấy hàng lấy đầy đủ các sản phẩm của một đơn hàng trong mỗi hành trình. Lấy hàng theo lô (batch picking): mỗi người lấy hàng lấy một nhóm nhiều đơn hàng cùng nằm trên một dãy kệ trong mỗi hành trình, những sản phẩm giống nhau giữa các đơn hàng sẽ được lũy tích số lượng và được chia lại vào các đơn hàng sau khi lấy hàng. Lấy hàng theo khu vực (zone picking): tổng nhu cầu lấy hàng sẽ được phân chia vào các khu vực lưu trữ khác nhau, mỗi khu do một người lấy hàng phụ trách. Người lấy hàng lấy tất cả những sản phẩm thuộc khu vực của mình, những sản phẩm sau đó sẽ được phân chia vào các đơn hàng theo đúng yêu cầu của khách hàng.
Lấy hàng theo lượt (wave picking): các đơn hàng được gộp thành các nhóm, mỗi nhóm sẽ được lấy vào một khung thời gian nhất định trong ngày, theo hình thức của phương pháp lấy hàng rời rạc. Bài toán được giải quyết trong luận văn có đối tượng nghiên cứu là một quá trình lấy hàng rời rạc.2 Bài toán điều độ máy song song Bài toán điều độ máy song song thường có dạng: n công việc độc lập (1; 2; 3; …; n) được thực hiện trên m máy tương tự nhau (1; 2; 3; …; m). Hàm mục tiêu phổ biến của bài toán này là thời gian trễ. Thời gian trễ được định nghĩa như sau: Nếu công việc trễ thì thời gian trễ là độ vượt của thời điểm hoàn thành so với thời điểm tới hạn mong muốn; Nếu công việc không trễ thì thời gian trễ bằng 0.
Tóm tắt một số nghiên cứu ứng dụng bài toán điều độ máy song song trong môi trường vận hành kho như ở Bảng 2. Các nghiên cứu ứng dụng điều độ máy song song trong nhà kho NGHIÊN HÀM MỤC BIẾN QUYẾT RÀNG BUỘC CỨU TIÊU ĐỊNH Máy chưa sẵn sàng chưa đến khi hoàn thành thao tác unloading; Tổng thời gian Chuỗi công việc Mỗi công việc được điều [5] hoàn thành của trên các “máy” độ duy nhất 1 lần; các công việc Mỗi máy chỉ được thực hiện 1 công việc tại 1 thời điểm Biến nhị phân gán công việc Cực tiểu tổng Mỗi công việc được điều vào máy với thời gian trễ có độ duy nhất 1 lần; tham số tốc độ [6] trọng số và sự Mỗi máy chỉ được thực chạy kèm theo tiêu thụ năng hiện 1 công việc tại 1 thời Thời gian bắt lượng điểm đầu mỗi công việc trên máy Mỗi công việc được điều độ duy nhất 1 lần; Cực tiểu tổng Chuỗi công việc [7] Mỗi máy chỉ được thực thời gian trễ trên các “máy” hiện 1 công việc tại 1 thời điểm Dựa trên bảng 2.1, các bài toán ứng dụng điều độ máy song song trong nhà kho thường có: 8 Hàm mục tiêu là cực tiểu tổng thời gian trễ hoặc tổng thời gian hoàn thành; Biến quyết định là chuỗi công việc được thực hiện trên các “máy” hoặc biến nhị phân gán công việc với “máy”; Ràng buộc đảm bảo tất cả công việc được điều độ, cũng như “máy” không thực hiện cùng lúc hai công việc.