Lagerhantering och
Automated Storage and
Retrieval System (AS/RS)
En flerfallstudie om Automated Storage and
Retrieval systems för- och nackdelar för en
kostnadseffektiv lagerhantering
Författare: Anton Lindh
Examensarbete
Förord
Härmed presenteras mitt examensarbete i Civilekonomprogrammet på Linnéuniversitetet i Växjö.
Jag vill rikta ett stort tack till de medverkande företag och personer som fastän under rådande Corona pandemi tog sig tid att ställa upp både på intervjuer och ytterligare mejlkonversationer. Utan er skulle uppsatsen aldrig kunna genomföras.
Jag vill även rikta ett stort tack till handledare och examinator som gett värdefulla råd och vägledning under uppsatsens gång. Stort tack till alla seminariedeltagarna som har gett värdefull kritik och kommentarer under arbetets gång.
Växjö 2019–05–28
Sammanfattning
Titel: Lagerhantering och Automated Storage and Retrieval System (AS/RS)
– En flerfallstudie om Automated Storage and Retrieval systems för- och nackdelar för en kostnadseffektiv lagerhantering
Kurs: Examensarbete i Controller för Civilekonomprogrammet, 30 hp
(4FE18E)
Lärosäte: Ekonomihögskolan vid Linnéuniversitetet i Växjö Författare: Anton Lindh
Nyckelord: Automated Storage and Retrieval System, AS/RS, fördelar,
nackdelar, typer, komponenter, varuhus, lager, lagerverksamhet, lagerhantering, kostnadseffektivitet, effektivitet, för- och nackdelar, flerfallsstudie.
Inledning: Lagerverksamheten har fått en ökad betydelse för företags
framgång. Designen på moderna lager har en stor påverkan på investering- och driftkostnad. Vidare sätter e-handelns ökning samt kunders krav press på lagerverksamheter i form av ökat behov av lagerutrymme, behov av
alternativ för att hålla nere höga personalkostnader samt snabba leveranser. Automated Storage and Retrieval systems (AS/RS) är ett automatiserat lagersystem som ökar stadigt i användning hos stora företag. I uppsatsen görs försök att undersöka hur för- och nackdelarna påverkar
kostnadseffektiviteten av lagerhanteringen och lagerverksamheten. Även huvudtyperna av AS/R system samt AS/R systemets komponenter undersöks för att ge en möjlig förklaring till hur dessa påverkar utfallet av systemets kostnadseffektivitet.
Syfte: Syftet med uppsatsen är att kartlägga de för- och nackdelar som AS/R
system bidrar till lagerhanteringen samt hur för- och nackdelarna kan påverka hur kostnadseffektiv lagerhantering blir. En del av syftet med att besvara fråga 1 och 2 är att kunna vidare djupdyka i och analysera de olika typer och komponenter ett AS/RS består av och se hur dem specifikt kan bidra till slutsatserna av fråga 2. Besvarandet av frågorna ska bidra till ökad
förståelse om hur AS/RS på olika sätt kan hjälpa (eller stjälpa)
lagerverksamheten och lagerhanteringen att bli mer kostnadseffektiv hos företag.
Metod: I uppsatsen har en flerfallstudie genomförts med 3 företag som
tillsammans har 4 AS/R system. Den empiriska materialinsamlingen skedde genom semistrukturerade intervjuer.
Slutsats: Slutsatserna belyser flera för- och nackdelar. Framstående
slutsatser inkluderar nackdelar såsom att AS/R system har höga initiala investeringskostnader samt flera flexibilitetsproblem som kan hindra en kostnadseffektiv lagerhantering. Å andra sidan har flera fördelar belysts såsom hög genomströmningskapacitet på grund av underlättande av rutiner och högre produktivitet tillsammans med lägre personalkostnader och minskad ytanvändning. Två analytiska modeller är även presenterade för slutsatserna kring AS/R systemens huvudtyper samt komponenter och deras påverkan på en kostnadseffektiv lagerhantering.
Abstrakt
Title: Inventory management and Automated Storage and Retrieval System
(AS/RS) – A multiple case study about Automated Storage and Retrieval Systems pros and cons for a cost efficient inventory management
Course: Degree Project in Controlling, The business Administration and
Economics Programme, 30 credits (4FE18E)
Institution: School of Business and Economics at Linnaeus University in
Växjö
Authors: Anton Lindh
Keywords: Automated Storage and Retrieval System, AS/RS, pros and cons,
types, components, warehouse, storage, inventory management, cost efficiency, efficiency, multiple case study.
Introduction: Warehouses is having an increasing role in businesses strive
towards success. Modern warehouses is furthermore becoming increasingly komplex and challenging to operate. Automated Storage and Retrieval
System (AS/RS) is a automated system that aims to improve the warehousing operations and inventory management. There are several problems associated with the cost efficiency of AS/RS:s such as high investment costs. Many pros and cons has been pointed out in past studies but relatively few studies explains how these pros and cons affect the performance of the warehouse. In this study, an attempt is taken to study how the pros and cons of AS/RS affects the cost efficiency of warehouses and their inventory management. Furthermore, the main types and komponents of AS/RS is also studied to examine how these affects the outcome of the cost efficiency.
Purpose: The purpose with the paper is to map the pros and cons that AS/R
systems contribute to the inventory management and how these pros and cons can affect the cost efficiency of the inventory management. A part of the purpose with answering question 1 and 2 is to further analyse the different types and components that AS/RS consists of and see how they specifically can contribute to the findings of question 1. The answering of the
questions shall contribute to an increase in understanding how AS/RS in different ways can help (or not help) warehouses and inventory management become more cost efficient in companies.
Method: A multiple case study is done with 3 companies which together has
4 AS/RS. To collect the empirical material, semi structured interviews were done.
Conclusion: The conclusions highlights several pros and cons that is
identified throughout the study. The most prominent conclusions includes high initial investment costs and several flexibility problems that can hinder a cost efficient inventory management. For example time consuming and costly expansions of capacity and problems associated with odd size products. On the other hand, several pros is hightlighted such as high throughput capacity due to facilitated routines and higher productivity together with lower employment costs and space savings. Two analytical models is also presented for the conclusions of the main types and components and their effect on cost efficiency.
Innehållsförteckning
1 Inledning 1
1.1 Bakgrund 1
1.2 Problemdiskussion 3
1.3 Tidigare forskning samt teoretiskt bidrag 5
1.4 Frågeställning och syfte 6
2 Disposition 7 3 Metod 8 3.1 Forskningsstrategi 8 3.2 Teoretisk datainsamling 9 3.3 Empirisk datainsamling 10 3.3.1 Urval 10 3.3.2 Semistrukturerade intervjuer 12 3.4 Analysmetod 14 3.5 Kvalitetsmått 16 3.6 Etiska överväganden 17 4 Teoretisk referensram 19
4.1 Automated Storage and Retrieval Systems (AS/RS) 19
4.2 För- och nackdelar med Automated Storage and Retrieval Systems 21
4.2.1 Fördelar 21
4.2.2 Nackdelar 22
4.3 Kostnadseffektivitet 23
4.4 Kostnadseffektivitet i AS/R system 24
4.4.1 Investeringskostnad 25
4.4.2 Genomströmningskapacitet 25
4.4.3 Personalkostnader 27
4.4.4 Ytanvändning 28
4.5 AS/R systemets typer och komponenter 28
4.5.1 Typ av AS/R system 28
4.5.2 Komponenter av AS/R system 32
5 Empiri 35 5.1 Företag A 35 5.1.1 För- och nackdelar 36 5.1.2 Kostnadseffektivitet 39 5.2 Företag B 41 5.2.1 För- och nackdelar 42 5.2.2 Kostnadseffektivitet 43 5.3 Företag C 45 5.3.1 För- och nackdelar 46 5.3.2 Kostnadseffektivitet 48 6 Analys 51 6.1 För- och nackdelar 51 6.1.1 Fördelar 51 6.1.2 Nackdelar 56
6.2 Kostnadseffektivitet 59
6.2.1 Investeringskostnad 60
6.2.2 Genomströmningskapacitet 61
6.2.3 Personalkostnader 64
6.2.4 Ytanvändning 66
6.2.5 Kontroll, säkerhet och ergonomisk vinning 67
6.2.6 Haveri 68
6.3 Analys av typer och komponenter 69
6.3.1 Typ av AS/R system 70
6.3.2 Komponenterna i AS/R systemet 75
7 Slutsats 84
7.1 För- och nackdelar 84
7.2 Kostnadseffektivitet i AS/R system 85
7.3 Typer och komponenter 86
7.4 Uppsatsens bidrag och förslag på vidare forskning 87
8 Referenser 89
Bilagor
Bilaga 1 Intervjuguide - s. 98
Bilaga 2 Analysmodell, typer – s. 102
Bilaga 3 Analysmodell, komponenter - s. 103
Tabeller
Tabell 1. Sammanställning - intervjuer ... 14
Tabell 2. Fördelar – Teori (egen) ... 22
Tabell 3. Nackdelar - Teori (egen) ... 23
Tabell 4. Fördelar - Analys (egen) ... 51
Tabell 5. Nackdelar - Analys (egen) ... 56
Tabell 6. Fördelar - Slutsats (egen) ... 84
Tabell 7. Nackdelar - Slutsats (egen) ... 85
Figurer
Figur 1. Flödet genom AS/R systemet (egen) ... 20Figur 2. Typer av AS/RS (Roodbergen & Vis, s. 345, 2009) ... 29
Figur 3. Single deep AS/RS (vänster) och Multi deep AS/RS (höger) (egen) ... 31
Figur 4. Typer av olika AS/RS - Analys (egen) ... 70
Figur 5. Typ av S/R maskin (egen) ... 71
Figur 6. Typ av hantering (egen) ... 73
Figur 7. Typ av hyllor (egen) ... 74
Figur 8. Flödet genom AS/R systemet (egen) ... 76
Figur 9. Komponenter – hyllor (egen) ... 76
Figur 10. Komponenter - Mittgångar (egen) ... 78
Figur 11. Komponenter - S/R maskin (egen) ... 80
Figur 12. Komponenter - I/O platser (egen) ... 81
1 Inledning
Nedan presenteras bakgrunden till arbetet för att ge läsaren en bild av varför ämnet är aktuellt och relevant. I problemformuleringen presenteras vidare en mer problematiserande bild kring ämnet och därefter presenteras ett avsnitt om vad tidigare forskning menar. Slutligen presenteras
frågeställning samt syfte som baserat sig på och motiverats ur bakgrunden, problemformuleringen samt tidigare forskning.
1.1 Bakgrund
“The warehouse is today playing a more vital role than it ever has in the success (or failure) of businesses.” (Faber et al., s. 1230, 2013). Moderna lagers design kräver en bred kunskap från olika professioner, där designen på lagerverksamheten har en stor påverkan på investering- och driftkostnad (Sprock et al., 2017). E-handelns ökning sätter press på lagerverksamheter som behöver större lagerutrymme och alternativ såsom automation för att hålla nere höga personalkostnader som är förknippade med manuellt lager (Bogue, 2016; Dembinska, 2016; McCrea, 2018). Vidare vill kunder idag få sina produkter snabbt och säkert oberoende av avståndet från leverantören (Silver et al., 1998). Utvecklingen av moderna lager samt de ökade kraven som ställs från konsumenter har lett till att sköta lager effektivt blivit allt mer komplext och utmanande (Kiefer & Novack, 1999).
Samtidigt som varulagers roll samt kunders krav ökar så har utvecklingen av digitaliserings- och automatiseringsmöjligheter växt i många moderna företag under de senaste decennierna och många menar att vi är inne i en ny industriell revolution som kännetecknas av digitaliserings- och
automatiseringsmöjligheter. Enligt Feld et al. (2014) har teknologiska utvecklingar såsom automatisering påverkat framfarten av revolutionen.
Vidare menar Kang et al. (2016) att automatiseringssystem gjort revolutionen möjlig.
Automated Storage and Retrieval system (AS/RS) är ett automatiserat lagersystem som har utvecklats sedan 50-talet och ökar stadigt i användning hos stora företag. Tanken är att AS/R system på olika sätt ska bidra till en förbättrad lagerverksamhet och lagerhantering (Roodbergen & Vis, 2009; Sari et al., 2005; Hur et al., 2004; Guwen et al., 2015; Baker & Halim, 2007). Dessa lagersystem kan se olika ut beroende på utformning men det som är gemensamt är en automatisering av förvaringen och hämtningen av gods i lagrets hyllor. Detta sker med maskiner som kan hämta gods från hyllor som placerats tätt (Roodbergen & Vis, 2009; Jonsson & Mattsson, 2013). AS/R systemen kompletteras oftast av conveyorband samt manuella plockstationer då detaljerat plock är tekniskt samt ekonomiskt svårt att automatisera
(Jonsson, 2008).
Det borde finnas intresse med tanke på rådande utveckling att undersöka samt öka förståelsen för hur AS/RS påverkar lagerverksamhetens och lagerhanteringens prestation samt se till de för- och nackdelar som AS/R systemen ger till lagerverksamheten. Eftersom lagerverksamheten i sig inte skapar intäkter utan oftast snarare genererar höga kostnader i form av bland annat personalkostnader och lokalkostnader, så blir det av stor vikt att verksamheten är så kostnadseffektiv som möjligt (Richards, 2018).
Mykhailenko (2018) beskriver att begreppet “Economic efficiency” alltid har ett förhållande mellan värdet av resultatet i förhållande till kostnads värdet. Därav är en förbättrad effektivitet inte att producera mera, utan att producera på ett sätt som förbrukar så lite kostnader eller resurser som möjligt. Man kan även mena att kostnadseffektivitet är att hitta möjligheter eller genomföra aktiviteter på ett sätt som leder till en lägre kostnad, allt annat lika
1.2 Problemdiskussion
Lagersystem betraktas som en av de viktigaste och kritiska funktionerna inom logistik, där val av lagersystem signifikant kan påverka kundservice, produktkvalitet samt total kostnad för logistiken (Baker & Halim, 2007; Guwen et al., 2015; Silver et al., 1998). Lager står enligt Baker & Halim (2007) och Richards (2018) för uppskattningsvis 20–30% av den totala logistiska kostnaden. Vidare är typiska kostnader beroende på bransch kopplade till lager 5–10% av kostnaden för sålda varor (Richards, 2018). Lagerhantering blir därav ett kritiskt område för företag att skapa
kostnadseffektivitet och konkurrenskraftighet. Lagerhantering är en kontinuerlig process som innebär optimering, koordinering, planering, organisering och kontroll av lager. Målet med lagerhantering är minskad investering i lager men samtidigt möta utbud och efterfråga. En försämrad lagerhantering kan leda till att hela företagets finansiella prestation försämras (Islam et al. 2013; Karim et al., 2018, Faber et al., 2013).
Som tidigare nämnt är tanken att AS/R system ska bidra till förbättrad lagerhantering (Roodbergen & Vis, 2009; Sari et al., 2005; Hur et al., 2004; Guwen et al., 2015). Det finns flera olika typer av AS/R system där
Roodbergen & Vis (2009) har skrivit en översiktsartikel av AS/RS som enligt dem själva är “... the first overview paper in over 10 years devoted exclusively to AS/RSs…” (Roodbergen & Vis, s. 344, 2009). I artikeln publiceras de olika huvudtyperna av AS/R system. Typerna har olika egenskaper som på olika sätt kan stödja lagerhanteringen. Typerna baserar sig på typ av S/R maskin, typ av hantering samt typ av hyllor vilka förklaras mer ingående i teoriavsnittet.
Vidare består ett AS/R system av komponenter som kan konfigureras i AS/R systemet. Dessa komponenter är hyllor, mittgångar, S/R maskin, I/O platser (Input/Output platser) samt plockstationer (Roodbergen & Vis, 2009, Sari et
al., 2005; Bessenouci et al., 2012, Lerher et al., 2009; Lerher et al., 2010). Komponenterna kommer mer ingående förklaras i teoriavsnittet. Alla dessa komponenter bidrar till hela systemets prestation på olika sätt. Genom olika konfigurationer i dessa komponenter kan AS/R systemet bidra till
kostnadsbesparingar, förbättrad ytanvändning samt effektivare
lagerhantering. För att utnyttja AS/R systems fördelar måste den fysiska designen korrekt selekteras (Richards, 2018; Lerher et al., 2006; Lerher et al., 2010).
Just att adressera och välja automatiserade lagersystem verkar flera företag enligt Hackman et al. (2001) ha svårigheter att göra. Genom att undersöka 57 lager kom författarna till slutsatsen att hög automatisering associeras med låg effektivitet samt att lager med lägre automatiseringsgrad hade högre
effektivitet. En av de framstående förklaringarna till detta var att man i lager med hög automatisering inte selekterade ut korrekt typ av system.
AS/R system kan tänkas ge lagerhanteringen flera fördelar där minskade personalkostnader är en uppenbar fördel (Guwen et al., 2015; Lerher et al., 2008). Samtidigt finns flera nackdelar såsom hög investeringskostnad vilket Hackmans (2001) artikel tyder på kan överskugga AS/R och andra
automatiserade systems fördelar (Roodbergen & Vis; 2009). Problemet ligger i hur val kan göras för att selektera ut ett effektivare system för lagerverksamheten. Fokus ligger på Automated Storage and Retrieval Systems då användandet av AS/R system stadigt ökar, det är ett relativt vanligt system i större lager samt att det är ett så pass fullständigt
lagersystem som vid implementering förändrar grunden i lagerhanteringen (Roodbergen & Vis, 2009; Baker & Halim, 2007).
För att kunna undersöka de olika typerna och komponenterna finns behov av en kartläggning av de för- och nackdelar ett AS/R system skapar för
lagerverksamheten samt hur AS/R systemet bidrar till kostnadseffektivitet i sig. Därefter kan en djupdykning göras i de olika typerna och komponenter för att analysera hur ett AS/R system kan bidra till en mer kostnadseffektiv lagerhantering.
1.3 Tidigare forskning samt teoretiskt bidrag
En artikel skriven av Kuo et al. (2007) påpekar att så kallade autonomous vehicle teknologier kan öka kostnadseffektiviteten. Dem menar vidare att “The lack of analytical models to predict system performance has been a primary obstacle to the widespread automation for ULS/RS’s...” (Kuo et al., s. 2333, 2007). Där ULS/RS betyder Unit Load Storage and Retrieval
Systems. Författarna tar fram en beräkningsmodell för cykel-tider som kan användas på ULS/RS system som använder sig av självgående fordon. Det finns vidare flera presenterade konceptuella modeller och diskussioner för olika system av automation inom logistik som baseras på främst tid men även bland annat kapacitet (Malmborg, 2002; Fukunari & Malmborg, 2006; Bozer & White, 1982; Azzi et al., 2011; Liu et al., 2018, Koster & Yu, 2009).
Vidare skriver Roodbergen & Vis (2009) i deras artikel som handlar om en översikt av litteratur innehållande design och konfigurationer av AS/RS att “...little research is available to select the best type of system from the available options.” (Roodbergen & Vis, s. 346, 2009). Denna uppsats kan tänkas bidra till mer kunskap angående att selektera en mer korrekt sort av AS/R system för organisationer och analysera hur AS/R systemets typer och komponenter bidrar till en kostnadseffektiv lagerverksamhet. Roodbergen & Vis artikel (2009) är vidare den artikel som mycket teori kommer utgå från i denna uppsats, då författarna som tidigare påpekats gjort den första
översiktsartikeln om AS/RS på lång tid. Ingen liknande artikel har hittats, och det verkar vara den mest aktuella.
Det finns flera artiklar som påpekar många av de fördelar som medföljer implementering av Automated Storage and Retrieval System (Bond, 2018; Guwen et al., 2015; Mathisen, 2005; Sari et al., 2005; Berg & Regula, 2017). Å andra sidan finns det flera artiklar som påpekar de negativa sidorna med automatisering (Baker & Halim, 2007; Schwab, 2016; Schöning 2018; Dennis & Meredith 2000; Kuo et al. 2007; Mathisen, 2005; Lerher et al., 2009). Men det finns ingen som sammanställer för- och nackdelarna som AS/RS gör för lagerverksamheten samt står flera för- och nackdelar utan egentlig analys eller undersökning. Det finns även förvånansvärt få artiklar som ens tittar på dessa för- och nackdelar ur ett effektivitetsperspektiv. Man kan därav påstå att det existerar ett gap som sammanställer och analyserar de upplevda för- och nackdelar som ett Automated Storage and Retrieval System (AS/RS) innebär. Det existerar även ett gap hur dessa för- och nackdelar påverkar lagerhanteringens kostnadseffektivitet. Då det saknas forskning samt analytiska modeller som ska hjälpa att välja ett bättre AS/R system eller förutse dess prestation så är tanken att analysera typerna och komponenterna ur ett kostnadseffektivt perspektiv i uppsatsen och ur detta hjälpa att förklara prestationen av AS/R systemets olika huvudtyper och komponenter för lagerhanteringen (Kuo et al., 2007; Roodbergen & Vis artikel, 2009).
I kombination med problemdiskussionen samt med bidrag av den tidigare forskningen så presenteras följande frågeställningar för denna uppsats:
1.4 Frågeställning och syfte
1. Vad är de upplevda för- och nackdelarna ett Automated Storage and Retrieval System (AS/RS) ger upphov till i lagerhanteringen? 2. Hur kan AS/R system bidra till ökad eller minskad
3. Hur bidrar de olika typerna och komponenterna av AS/R systemet till en kostnadseffektiv lagerhantering?
Syftet med uppsatsen är att kartlägga de för- och nackdelar som AS/R system bidrar till lagerhanteringen samt hur för- och nackdelarna kan påverka hur kostnadseffektiv lagerhantering blir. En del av syftet med att besvara fråga 1 och 2 är att kunna vidare djupdyka i och analysera de olika typer och komponenter ett AS/RS består av och se hur dem specifikt kan bidra till slutsatserna av fråga 2. Besvarandet av frågorna ska bidra till ökad förståelse om hur AS/RS på olika sätt kan hjälpa (eller stjälpa)
lagerverksamheten och lagerhanteringen att bli mer kostnadseffektiv hos företag.
3 Metod
Nedan presenteras de metodval som genomförts för att besvara frågeställningarna. Vidare presenteras även kvalitetskriterierna för uppsatsen och hur dem ansetts uppnåtts samt de etiska övervägandena.
3.1 Forskningsstrategi
Fokus i uppsatsen ligger i AS/R system och hur systemet skapar en
kostnadseffektiv lagerhantering. Därav har valet blivit en kvalitativ forskning då bland annat ett tolkande förhållningssätt tas för att ge en mer generell förståelse av det studerade fenomenet. En interpretativ inriktning kommer tas för att tolka de medverkandes upplevda situation inom ramen för
frågeställningarna. Uppsatsen är vidare en abduktiv undersökning där ”…en växling mellan empirisk och teoretisk reflektion…” (Alvehus, s. 113, 2019) skett genom studien (Bryman & Bell, 2017; Alvehus, 2019).
Forskningsstrategin är vidare en flerfallstudie då flera fall kommer studeras. Ett fall förklaras enligt Miles et al. (s. 28, 2014) som ett “...phenomenon of some sort occuring in a bounded context.”. Enligt Denzin & Lincoln (2018) kan ett fall exempelvis omfatta en person eller en organisation och kan vara på mikro- eller makronivå. I uppsatsen studeras 3 företag, som tillsammans omfattar 4 olika AS/R system. Genom att studera fallet ur olika miljöer så ökar tilliten till resultaten genom att man replikerar undersökningen på flera olika miljöer och detta stärker bland annat precisionen, trovärdigheten samt validiteten av resultaten (Denzin & Lincoln, 2018; Miles et al., 2014).
Alla företag och medverkande är anonyma i denna uppsats då kostnader för stora investeringar såsom AS/R system är känsliga, detta är ett val som jag gjorde då det uppmuntrar företagen att vara mer öppna under intervjuerna och dela med sig av mer information. De tre företag som medverkade i
uppsatsen är alla större aktörer i sin bransch. Alla respondenter har vidare ansvarspositioner till AS/R systemet. Två av företagen har haft AS/R system implementerade under en längre period. Ett företag håller på att
implementera ett AS/RS. Företaget outsourcar sin e-handelsverksamhet till ett annat företag som redan har ett implementerat AS/RS. Därav ansågs företaget ändå ha ett stort bidrag till uppsatsen då AS/R systemet redan är byggt och opererande och därav kan man se de för- och nackdelar som detta system bidrar till lagerhanteringen. Inget uppenbart problem gällande deras situation uppstod när det kommer till den empiriska datainsamlingen eller analysen. Målen och kriterierna för urvalen kommer vidare diskuteras under “2.5.1 Urval”.
En mycket viktig punkt att belysa innan läsaren fortsätter sin läsning av metodavsnittet är att uppsatsen är skriven under Coronavirus (Covid-19) pandemin. På grund av detta förlorades hälften (3) av medverkande företag, seminarier fick hållas på distans samt påverkade det utförandet av intervjun. Det var vidare en omöjlighet att hitta nya företag, då ytterligare företag med AS/R system kontaktades för att kompensera förlusten utan framgång. Metodvalen som blivit påverkade kommer diskuteras genom metoden.
3.2 Teoretisk datainsamling
”…teori fungerar som en slags karta över verkligheten.” (Alvehus, s. 24, 2019). För att få en teoretisk karta över verkligheten gällande ämnesvalet har den teoretiska datainsamlingen och referensramen utgått från hur tidigare forskning och litteratur beskrivit denna verklighet. I avsnittet ”4. Teoretisk referensram” är rubrikerna uppdelade efter frågeställningarna för att skapa bättre struktur och logisk följd. Dess struktur förklaras mer ingående i avsnittets inledning.
När teoretisk datainsamling skett använde jag mig främst av Onesearch på Linnéuniversitetets bibliotek. Vidare användes även databasen Business Source Premier (BSP), DiVA samt Google Scholar. Alla artiklar är
vetenskapligt granskade för att få fram högre trovärdighet i källorna. Vidare hittades även artiklar via andra artiklars källförteckningar som varit
intressanta för denna uppsats. Dessa söktes upp via Onesearch för att kunna se om de är vetenskapligt granskade.
Sökord som använts är bland annat: automation, automatisering, inventory management, warehouse, efficiency, leveranssäkerhet, produktsäkerhet, varulager, lagerhantering, automatisation vs manual, manual warehouse, manual inventory management, traditional warehouse, efficiency,
effektivitet, effectiveness, productivity, produktivitet, cost, cost efficiency, kostnadseffektivitet, automatic, improvement, inventory management, Automated Storage and Retrieval Systems, AS/RS, comparison, cost
efficiency, lagerhantering, single shuttle, dual shuttle, person-on-board, aisle changing, aisle captive, end-of-aisle, unit load, single deep, double deep, handling, S/R machine, crane, rack, modular, buffert capacity, Input, output, conveyor . Sedan har det sökts en hel del på hela meningar och artiklar samt konfigurationer och komponenter till AS/R system.
3.3 Empirisk datainsamling
3.3.1 Urval
Som tidigare nämnt och redogjorts så har Corona pandemin kraftigt påverkat urvalet och antalet medverkande företag. I urvalsprocessen har ambitionen varit att få kontakt med de mest representativa och framstående företagen som använder AS/RS. När det gäller urval av respondenter har jag efterfrågat någon som har översikt eller ansvar över AS/R systemet och det har kunnat tillgås i alla företag. Denna sorts urval kallas för målstyrt urval och används
för att hitta rätt egenskaper samt relevanta personer för frågorna (Bryman & Bell, 2017).
Delvis är det i urvalets natur att ett kriteriestyrt urval också använts. Ett kriteriestyrt urval är när man sätter upp kriterier för urvalet och väljer urval på grund av dessa kriterier (Bryman & Bell, 2017). Detta har även gjorts då ett kriterium som använts är att företagens AS/RS ska stå för majoriteten av den specifika lagerverksamheten. Ett annat kriterium är att företagen ska vara en av de mer framstående användarna av AS/RS eller att dem gjort det under längre tid för att på så vis kunna se de effekter som AS/RS medfört. Ett undantag är Företag B som håller på att implementera ett AS/R system genom outsourcing, men då AS/R systemet i sig redan är operativt så ansågs systemet ändå vara en god kandidat för uppsatsen då det egentligen är själva systemet i sig och dess prestation som är av intresse. Att flera urvalsmetoder används är inte ovanligt inom kvalitativ forskning (Bryman & Bell, 2017).
Det Bryman & Bell (2017) säger som ett krav på urvalsstorlek är att urvalets storlek bör avgöras så att det inte är “...så litet att det är svårt att uppnå en datamättnad, en teoretisk mättnad eller en informationsredundans.” (Bryman & Bell, s. 413, 2017) samt att det inte är “...så stort att det blir svårt att genomföra en djupgående fallorienterad analys.” (Bryman & Bell, s. 413, 2017). I den mån det har gått under rådande pandemi har företag hittats för att uppnå datamättnad, vilket är att den undersökta kategorin mättats med data (Bryman & Bell, 2017). AS/R system är heller inte något alla företag har råd med, vilket gör det svårare att hitta företag. Fastän Corona pandemin har stora samt internationella företag kunnat intervjuas. Det anses ha
uppnåtts en datamättnad då det empiriska underlaget täckt och även tagit upp ytterligare delar gällande tidigare forskning om AS/R systemet och
uppsatsens ram. Alla företag har som ett kollektiv exempelvis en
3.3.2 Semistrukturerade intervjuer
Uppsatsens primärdata består av semistrukturerade intervjuer.
Semistrukturerade intervjuer är att forskaren håller sig till teman som ska beröras samt delvis förberedda frågor, men att den person som intervjuas får lov att besvara på eget sätt. Samtidigt har intervjuaren möjlighet att följa upp på områden som anses viktiga för ämnet i form av exempelvis följdfrågor, därav har både respondenten samt intervjuaren möjlighet att ta upp vad vardera anser är viktigt i diskussionen (Denzin & Lincoln, 2018; Bryman & Bell, 2017). Semistrukturerade intervjuer utfördes eftersom AS/R system med dess typer och komponenter kan vara utformade på flera olika sätt, dem är därav unika för deras omständigheter och därav blir det svårt att
exempelvis ha så pass strukturerade frågor som i en enkät. Semistrukturerade intervjuer användes även eftersom det gav ett djup och en bredd i
diskussionen vilket bidrog till ett längre och djupare samtal för att beröra hela AS/RS och dess bidrag i lagerverksamheterna i företagen. Intervjuerna höll på tills den möjliga datamättnaden var uppnådd. Många ytterligare diskussioner och frågor uppkom under intervjuernas gång.
En intervjuguide skapades för intervjuerna där de generella frågorna samt tema för frågorna fanns som underlag till intervjun (Denzin & Lincoln, 2018; Bryman & Bell, 2017). Denna kan ses i Bilaga 1, Intervjuguide. Frågorna som ej är i parentes kan ses som huvudfrågor och frågor inom parentes är följdfrågor eller frågor som ställs om en tillräcklig diskussion inte sker. Detta gjordes då det är viktigt att vara flexibel under intervjun och inte ha för exakta frågor, utan en generell fråga ställdes och sedan kunde ytterligare frågor ställas om ett tillräckligt svar för datamättnad inte uppnåtts (Lofland et al., 2006). Frågorna baserar sig på de problem samt uppmärksammade
områden som tidigare forskning anspelat och påpekat. Vidare har nya frågor uppkommit mellan intervjuerna då nya insikter tillkommit som jag tagit med mig till nästa intervju. Att just problematisera och konstant utveckla frågorna
på detta sätt är något som Lofland et al. (2006) tar upp som något positivt för att få fram bra frågor. Författarna påpekar vidare att det är positivt för
intervjun att strukturera upp frågorna efter teman vilket har gjorts för att få en bättre struktur och logisk följd på samtalet. Ledande frågor har undvikits genom att ha de mer generella huvudfrågorna, detta har gjort att företagen har kunnat tala fritt från deras perspektiv och sedan har jag kunnat
komplettera med följdfrågor om diskussionen inte tar fart (Lofland et al, 2006).
Alla intervjuer spelades in under intervjutillfället och inspelningarna transkriberades senare. Som nämnts tidigare så har alla intervjuer (förutom en) skett via telefon. Telefonintervjuer kan göras då möjlighet inte finns att ha fysiska möten vilket inte kunde ske på grund Corona pandemin
(Brinkmann & Kvale, 2014). Det fysiska mötet kunde spelas in med mobilen och resterande telefonintervjuer spelades in med en app. Det som tog skada av telefonintervjuer var att inga personliga observationer kunde göras vilket uppmanas att genomföras i en fallstudie, men detta komplettera istället med olika sekundärdata såsom filminspelningar samt artiklar/dokument som jag kunnat ta del av (Denzin & Lincoln, 2018). Efter varje intervjutillfälle kunde även olika svar på frågor ske löpande under arbetets gång via mejl vilket gett svar på många frågor under arbetes gång.
Andra nackdelar som Brinkmann & Kvale (2014) tar upp gällande telefonintervjuer är att man missar talspråk samt att få fram rika och detaljerade beskrivningar. Jag anser dock på grund av att intervjufrågor skickades till respondenterna innan intervjutillfällena så förberedde dem sig så pass att rika och detaljerade men även väl förberedda beskrivningar ändå kunde fås. Frågorna/Intervjuguiden skickades till respondenterna runt en vecka innan intervjun så att tid fanns för att bilda en uppfattning samt förberedelse om vad som skulle talas om på intervjun. Det medförde ett
bättre underlag vid intervjutillfällena då frågorna inte kom som en överraskning. Vidare bidrog det till att en djupgående och fokuserad diskussion hölls. Nedan presenteras en tabell (1) som visar en sammanställning av intervjuerna.
Företag Befattning Datum Interjvuform Tidsomfattning Företag A Director Fulfillment Center 2020-03-20 Telefon 65 min
Företag B Supply Chain Director 2020-02-28 Möte 41 min Företag C
Warehouse Operations
Manager 2020-04-02 Telefon 45 min
Tabell 1. Sammanställning - intervjuer
För att validera intervjuresultatet samt få godkännande av respondenterna att all samlade data var korrekt och godkänd för användning i uppsatsen så skickades transkriberingen till respondenten och sedan godkändes detta. Här lades även vidare information till som respondenterna hade möjlighet att lägga till.
3.4 Analysmetod
För logisk och strukturell följd så har analysen delats in efter samma rubriker som teoriavsnittet vilket baserar sig på frågeställningarna. Först presenteras och analyseras För- och nackdelar, sedan Kostnadseffektivitet och därefter en analytisk djupdykning av hur typerna och komponenterna av AS/R systemet bidrar till kostnadseffektivisering i avsnittet Analys av typer och
komponenter.
Analysen är där data transformeras till resultaten som ska besvara syfte och frågeställning. Ofta börjar denna process i någon form av kodning eller identifikation av teman eller mönster. Kodning kan ta sitt uttryck i många former såsom en rubrik eller metafor. Genom kodning kan man definiera vad innehållet av data handlar om och man kan därav strukturera upp data
(Coffey & Atkinson, 1996; Miles et al., 2014; Lofland et al., 2006). Kodning har använts i dataanalysen genom att underlaget struktureras upp efter olika för- och nackdelar som direkt eller indirekt påpekats av de medverkande företagen. Vidare har relaterade begrepp såsom kostnader och komponenter av AS/R system kodats till relaterade begrepp i analysen. Detta kallas enligt Lofland et al. (2006) initial kodning. Genom att kunna följa ett sådant spår i dataanalysen och kunna associera de olika diskuterade ämnena med begrepp och områden så har en strukturerad bild kunnat ge av automatiseringen. Efter den initiala kodningen av olika avgränsningar så har en så kallad fokuserade
kodning skett (Lofland et al., 2006). Miles et al. (2014) kallar dessa olika
kodnings steg för First Cycle kodning samt Second Cycle kodning. I den fokuserade/second cycle kodningen har de olika effekterna, flaskhalsarna samt mer detaljerad information kodats till de olika områdena som tillkommit i den initiala kodningen. Genom fokuserad kodning så blir informationen mer selekterad samt konceptuell vilket krävts för att besvara frågorna.
Då allmänna slutsatser av de enskilda fallens upplevda för- och nackdelar samt kostnadseffektivisering (generalisering) dras av det empiriska materialet kommer en cross-case/komparativ analys användas. Cross-case analys är när man ser till flera fall och försöker hitta och verifiera en generaliserbar bild över olika fenomen hos de olika fallen. Det finns vidare olika sorters cross-case analyser, där ett fall-orienterat tillvägagångssätt använts i denna uppsats. Då ser man till ett mindre antal fall och undersöker fenomen i fallen var för sig för att sedan se om fenomenen är likartade i en jämförande analys (Bryman & Bell, 2017; Miles et al. 2014). Enligt Miles et al. (2014) så försöker man förstärka överförbarheten, generaliserbarheten, förståelsen samt förklaringarna i de undersökta fallen genom en cross-case analys.
3.5 Kvalitetsmått
Bedömning av kvalitativ forskning bör utgå från trovärdighet samt äkthet.
Trovärdighet delas vidare in i fyra delkriterier; Tillförlitlighet,
Överförbarhet, Pålitlighet samt Konfirmering. Äkthet innehar frågor såsom; Rättvis bild, Ontologisk autenticitet, Pedagogisk autenticitet, Katalytisk autenticitet samt Taktisk autencitet. Nedan motiveras hur uppsatsen uppnått
kvalitetsmåtten (Bryman & Bell, 2017).
Trovärdighet och tillförlitlighet har uppnåtts genom att respondentvalidering använts. Alla medverkande har fått validera det transkriberade materialet och även tagit del av själva uppsatsen. Därav har saker blivit säkerställda så att allt som skrivits är korrekt och validerat. Täta beskrivningar har vidare använts i den grad det går för att uppnå överförbarhet vilket hjälper att bedöma om situationen går att överföra på annan miljö. En motsättning till detta är att alla medverkande är anonyma och för att inte avslöja de
medverkande har viss information om företagen utelämnats. Men genom att beskriva AS/R systemen i företagen samt deras uppfattning kring för- och nackdelar samt kostnader relaterade till AS/R systemen så anses detta mått vara uppfyllt och att det ska vara möjligt att överföra denna situation på en annan miljö. Pålitligheten genom redogörelse har skett genom hela metoden, alla de val och arbetssätt som gjorts har presenterats i metodavsnittet. Vidare har kollegor vid seminarier samt examinatorn kontinuerligt granskat och opponerat på uppsatsen under arbetets gång. Vidare har även handledare kontinuerligt granskat uppsatsen. Att motivera konfirmering blir svårt, då detta handlar till stor del på ett undermedvetet plan. Det som iallafall kan lovas är att jag absolut inte under några omständigheter har tagit medvetna val att utelämna information eller drivit uppsatsen åt något håll, detta har jag heller ingen personlig vinning i att göra. Alla beslut handlar om att producera en så bra uppsats som möjligt, och det innebär att få en så korrekt bild av verkligheten som möjligt. Konfirmering kan dock motiveras ytterligare med
att uppsatsen kontinuerligt granskats och det empiriska underlaget har även granskats genom respondentvalidering, och därav blir det svårt att
undermedvetet blanda in personliga värderingar eller rikta uppsatsens slutsatser (Bryman & Bell, 2017).
Äkthet har uppnåtts genom att lyssna och ställa följdfrågor till de medverkande under intervjun och därav ge en rättvis bild av åsikter och uppfattningar i den grupp som studerats. Det har vidare uppnåtts genom att semistrukturerade intervjuer använts. Respondenterna har fått presentera och dela med sig av sina åsikter och insikter på ett fritt sätt, frågor såsom “har jag missat något?” har ställts under intervjutillfällena så att respondenterna ska ha möjlighet att tillägga information. Vidare anser jag att genom
respondentvalidering blir detta mått ytterligare uppnått då all information fått granskats och därav har respondenterna fått tillfälle att lägga till ytterligare information. De frågor som Ontologisk, Pedagogisk, Katalytisk och Taktisk autencitet tar upp anses vara uppfyllda i och med de presenterade
slutsatserna. Alla medverkande får ta del av uppsatsen när den är klar och med detta så har dem möjlighet att ta del av den information som uppsatsen genererar. Vidare är det också tänkt att framtida företag och studerande, inte bara specifikt de medverkande, ska kunna ta del av mer information gällande AS/R system (Bryman & Bell, 2017).
3.6 Etiska överväganden
Vetenskapsrådet släppte 2002 rapporten Forskningsetiska principer inom humanistisk-samhällsvetenskaplig forskning vilka varit antagna av Humanistisk-samhällsvetenskapliga forskningsrådet sedan 1990. De forskningsetiska principer/fyra huvudkrav som presenteras är informationskravet, samtyckeskravet, konfidentialitetskravet samt nyttjandekravet (Vetenskapsrådet, 2002).
Informationskravet innebär att “Forskaren skall informera de av forskningen berörda om den aktuella forsknings uppgiftens syfte” (Vetenskapsrådet, s. 7, 2002). Detta innebär att presentera villkor för deltagande samt vilken deras uppgift i arbetet är. Det ska vidare upplysas att deltagandet är frivilligt och kan avbrytas om detta önskas. Samtyckeskravet innebär vidare att “Deltagare i en undersökning har rätt att själva bestämma över sin medverkan.”
(Vetenskapsrådet, s 9, 2002). Detta innebär att samtycke för deltagande ska lämnas för de deltagande, samt att deltagarna inte ska utsättas för
påtryckningar eller påverkan. Ovan nämnda två kriterier anses vara uppfyllda då alla deltagare informeras om villkor och samtycke antingen innan eller under intervjuer som genomförts i denna uppsats. Inga påtryckningar eller påverkan har skett heller utan all medverkan har skett med samtycke.
Konfidentialitetskravet innebär att “Uppgifter om alla i en undersökning ingående personer skall ges största möjliga konfidentialitet och
personuppgifterna skall förvaras på ett sådant sätt att obehöriga inte kan ta del av dem.” (Vetenskapsrådet, s. 12, 2002). Nyttjandekravet innebär att “Uppgifter insamlade om enskilda personer får endast användas för
forskningsändamål.” (Vetenskapsrådet, s. 14, 2002). Detta innebär vidare att uppgifter inte får utlånas eller användas för kommersiellt bruk samt att personuppgifter inte får användas på ett sådant sätt att det påverkar den enskilde utom ifall medgivande givits. All data och underlag som samlas in i denna uppsats har bara använts som underlag till denna uppsats, vidare ges även validering från de deltagande på den transkriberade texten. Alla företag och medverkande är vidare anonyma vilket kan observeras genom uppsatsen.
4 Teoretisk referensram
I detta avsnitt kommer den teoretiska ramen presenteras. De olika avsnitten är indelade efter frågeställningarna för att skapa bättre struktur. Först presenteras ”4.1 Automated Storage and Retrieval System (AS/RS)” där AS/R system översiktligt förklaras. Därefter presenteras de ”4.2 För- och nackdelar med Automated Storage and Retrieval system” som tidigare forskning angränsar och pekar på. Sedan presenteras ”4.3
Kostnadseffektivitet” som begrepp och därefter hur ”4.4 Kostnadseffektivitet i AS/RS” kan skapas enligt vad tidigare forskning pekar och angränsar på. Slutligen presenteras i ”4.5 AS/R systemets typer och komponenter” vad de olika typerna och komponenterna är samt hur de kan tänkas bidra till ökad effektivisering samt kostnadseffektivisering i lagerhanteringen med stöd av tidigare forskning.
4.1 Automated Storage and Retrieval Systems (AS/RS)
Automated Storage and Retrieval Systems (AS/RS) är ett samlingsnamn på former av automatiserade lager. Det är som det låter ett system som förvarar samt hämtar och plockar gods och artiklar ur ett lager. De komponenter som ett AS/RS system oftast består av är hyllor, mittgångar, S/R maskiner, I/O platser (input/output platser) samt plockpositioner. Hyllorna är där det förvarade godset förvaras i. S/R maskinerna är de självgående maskiner som hämtar och lämnar godset vilka ofta åker på någon typ av räls i mittgångarna. Mittgångar är det mellanrum som utgör utrymmet mellan förvaringshyllorna där S/R maskinerna kan röra sig i. I/O platserna är de platser där godset kan lämnas in till S/R maskinen (input) och där godset kan lämnas av S/R maskinen (output). Plockpositionerna är de positioner där anställda gör detaljplock av artiklar från det hämtade godset. Plockpositionerna och outputplatserna integreras oftast av ett komplettera system såsom automated guided vehicles, conveyor band eller truckar som transporterar lasten
(Roodbergen & Vis, 2009, Sari et al., 2005; Bessenouci et al., 2012, Lerher et al., 2009; Lerher et al., 2010). Nedan presenteras en figur på flödet av gods genom ett AS/R system. Figuren baserar sig på hur komponenterna
samverkar och presenteras för att få en bättre översiktlig förståelse för detta.
Figur 1. Flödet genom AS/R systemet (egen)
AS/RS kombinerar både mjukvara och hårdvara för att utföra sin uppgift (Guwen et al., 2015). Hårdvaran är i form av det fysiska systemet som hämtar och lagrar objekten medan mjukvaran är de olika kontroll- och informationssystem som kompletterar samt hjälper systemet som exempelvis Reorder point samt Automated inventory tracking system (Monczka et al., 2016). Vidare kan ett AS/R systems mjukvaruprogram vara väldigt
individuellt för den specifika verksamheten. Ett AS/RS kan till exempel tillsammans med ett Warehouse Management System (WMS) inom ett bibliotek automatiskt omorganisera varulagret så att böcker som ofta blir lånade placeras på ett mer lättillgängligt ställe (Mathisen, 2005).
Roodbergen & Vis (2009) menar att AS/R system är ett av alla de system som ofta ingår i ett lager. AS/R systemets prestation påverkas därav av alla andra system som ingår i lagret. Andra system som kan stödja AS/RS är automated guided vehicles, conveyor band samt truckar. Det finns vidare flera olika typer och komponenter av AS/RS system. Exempelvis kan hyllor konfigureras samt S/R maskinerna vilket påverkar hela systemets prestation. Det är även viktigt att S/R maskinerna kan lyfta längst med hela hyllorna, att både horisontella och vertikala rörelser kan ske samt att allt detta kan göras säkert och under kontroll (Lerher et al., 2009). Typerna och komponenterna presenteras mer ingående senare i teori avsnittet.
4.2 För- och nackdelar med Automated Storage and Retrieval Systems
4.2.1 Fördelar
Uppfattade fördelar som tas upp i och med införandet av ett AS/RS är förbättrad kapacitet, produktivitet och kontroll (Bond, 2018; Guwen et al., 2015; Mathisen, 2005; Sari et al., 2005; Berg & Regula, 2017). Fördelar som Berg & Regula (2017) tar upp är att den mänskliga felfaktorn minskar i och med automatiserade lagerlösningar. Detta då systemen inte blir trötta och att allmän vårdslöshet minskar vilket minskar skador på anställda samt på utrustningen. I deras artikel framgår det just att ergonomi är ett mål med automation där man vill förbättra arbetsmiljön i farligare arbetssituationer. Författarna menar vidare att automation bidrar till ett mer produktivt
utförande av aktiviteterna i lager. Bond (2018) menar att då mindre anställda behövs i ett AS/R system så minskar även arbetsrelaterade skador och
påfrestningar. Sari et al., (2005), Hur et al., (2004) samt Guwen et al., (2015) påpekar att lagerhantering och kontroll över lagerhanteringen förbättras i och med införandet av ett AS/R system.
Berg & Regula (2017) menar att huvudincitament för investering i automatiserade lagerlösningar är kostnadsbesparingar som förväntas
medfölja. Exempelvis antas lägre arbetskraftskostnad medfölja ett AS/RS då robotarna ersätter lagerarbetarnas jobb (Sari et al., 2005). Guwen et al. (2015) menar att en av anledningarna att AS/RS har utvecklats är på grund av den ökande arbetskraftskostnaden som sker idag. När det gäller förbättrad kapacitet skriver Mathisen (2005) att deras undersökta AS/RS kräver 20– 25% av ytan som ett traditionellt varulager kräver. Zollinger (1999)
undersökta AS/RS lager kräver hälften eller mindre yta än ett så kallat VNA koncept.
Nedan sammanställs de fördelar som nämnts ovan i en tabell. Här antas den ökande produktiviteten ge upphov till “Ökad genomströmningskapacitet” vilket är antal artiklar eller gods som går genom lagersystemet under en viss given tidsperiod (Lerher et al., 2010).
Tabell 2. Fördelar – Teori (egen) 4.2.2 Nackdelar
Uppfattade nackdelarna som generellt tas upp med införandet av ett AS/RS är att man blir bunden till en genomströmningskapacitet man inte lätt kan ändra på (Baker & Halim, 2007; Guwen et al., 2015). Roodbergen & Vis (2009) nämner att AS/R systemen ej är flexibla vilket innebär att när det väl implementerats så är det svårt att ändra något och att det därav är viktigt att det blir rätt från början. Detta innebär att kunna möta nutida efterfrågan och framtida efterfrågan samt att undvika flaskhalsar och överkapacitet i
systemet. Richards (2018) menar även att automation ej är flexibelt, då det kan innebära problem om det sker stora svängningar i efterfrågan säsongsvis samtidigt som man är bunden till den genomströmningskapacitet som
automationen kan hantera. Vidare är haveri ett problem som kan orsaka stor ekonomisk skada samt riskera arbetares säkerhet (Schöning, 2018).
Enligt Dennis & Meredith (2000) är implementeringen av lagersystem i sig en lång och komplex process. Vidare påpekar Guwen et al. (2015) behov av att genomgående analysera innan beslut tas att investera samt att AS/RS i sig är kostsamma att investera i. Exempelvis kostar ett AS/RS med en mittgång
(single aisle) ungefär $634 000 samt kostar kontrollsystemet ungefär $103 000 (Roodbergen & Vis, 2009). Zollinger (1999) skriver vidare att deras undersökta AS/RS som har en enda Storage and Retrieval (S/R) maskin har en kapitalkostnad på $1 117 000, där själva hämtning S/R maskinen kostar $340 000.
En del av lagerverksamheten som är svår att automatisera är detaljplock. Ofta används AS/R system till att plocka hela lådor eller pallar, att plocka från öppna lådor eller plocka individuella mindre produkter är svårt både tekniskt samt ekonomiskt och därför samverkar maskin och människa oftast i viss grad (Jonsson, 2008). Oftast sköts därav de detaljerade delarna av ett AS/RS system manuellt. Exempelvis skriver Mathisen (2005) att plockstationen i deras undersökta fall är av manuellt slag. Detta är en nackdel i ett AS/R system då det för många företag innebär att man inte fullt ut kan
automatisera lagerverksamheten med ett AS/R system.
Nedan sammanställs de nackdelar som nämnts ovan i en tabell.
Tabell 3. Nackdelar - Teori (egen)
4.3 Kostnadseffektivitet
Begreppet effektivitet betyder i bred mening förhållandet mellan resurser och insatser i en viss sorts verksamhet till verksamhetens resultat. Det kan därav även förklaras genom en verksamhets prestationsförmåga. Något kan vara mer eller mindre effektiv, men man kan även benämna något som ineffektiv.
När något är ineffektivt så finns det möjligheter till att ytterligare förbättra resursutnyttjandet eller insatserna i den ineffektiva verksamheten
(Nationalencyklopedin, 2020).
Mykhailenko (2018) har analyserat nyligen gjord forskning samt publikationer angående den teoretiska definitionen av “Economic
efficiency”. Mykhailenko kommer fram till, genom att titta på olika synsätt såsom det resursbaserade samt det kostnadsbaserade, att konceptet alltid har ett förhållande mellan värdet av resultatet i förhållande till kostnads värdet. Högre effektivitet handlar därav inte att producera eller leverera en större mängd varor utan det handlar om att leverera eller producera samma mängd varor med exempelvis lägre resursförbrukning eller lägre kostnader.
Lundmark (2017) skriver att “Kostnadseffektivitet innebär att en åtgärd genomförs till så låg kostnad som möjligt.” (Lundmark, s. 557, 2017). Exempelvis innebär detta att om man har två olika beslutsunderlag som ger samma resultat, då är det mest kostnadseffektiva beslutet det som orsakar lägst kostnad. Vidare ska kostnadseffektivitet inte blandas ihop med så billiga beslut som möjligt, utan beslutet eller åtgärden ska istället vara billig till det givna målet. Kostnadseffektivitet handlar därav om att ta det beslut eller åtgärd som leder till lägsta möjliga kostnad, allt annat lika. Lundmark menar vidare att man oftast gör skillnad mellan långsiktig och kortsiktig kostnadseffektivitet. Detta eftersom många åtgärder som initialt är dyra kan skapa långsiktig kostnadseffektivitet, och vice versa.
4.4 Kostnadseffektivitet i AS/R system
I detta avsnitt presenteras tidigare forskning och vad den pekar på leder till en mer kostnadseffektiv lagerhantering med hjälp av AS/R system.
Lagerhantering innebär som påpekats i problemdiskussionen optimering, planering, organisering och kontroll av lager där målet är att lagerhantering
ska leda till minskad investering i lager men samtidigt möta utbud och efterfråga (Islam et al. 2013; Karim et al., 2018, Faber et al., 2013). Detta går att på flera sätt relatera till kostnadseffektivitetsbegreppet, där åtgärden eller beslutet ska vara billig till det givna målet samt att leverera samma mängd varor med lägre kostnad (Lundmark et al., 2017; Mykhailenko, 2018). Genom sammanställning av tidigare forskning har Investeringskostnad, Personalkostnader, Ytanvändning samt Genomströmningskapacitet funnits vara aspekter som påverkar hur kostnadseffektiv lagerhanteringen blir i och med användning av ett AS/R system i lagerverksamheten.
4.4.1 Investeringskostnad
Ett problem är investeringskostnaden som anses vara hög för ett AS/RS (Roodbergen & Vis, 2009; Schwab, 2016; Lerher et al., 2006). Enligt Dennis & Meredith (2000) är det viktigt då man investerar i produktions- samt lagerhanteringssystem att det blir rätt från början då investeringarna är stora samt implementeras under lång tid. Return on investment (ROI) och payback perioden är avgörande för företag att välja automation över ett manuellt lager, då det är en så pass stor investering (Richards, 2018). Zollinger (1999) skriver att hans undersökta AS/R system med en enda S/R maskin har en kapitalkostnad på $1 117 000. Roodbergen & Vis (2009) skriver att ett AS/RS med en enda mittgång kostar ungefär $634 000 samt kostar kontrollsystemet ungefär $103 000. Författarna menar vidare att AS/R system medför en större investeringskostnad i kontrollsystem.
4.4.2 Genomströmningskapacitet
Genomströmningskapacitet är flödet av gods eller artiklar genom lagersystemet under en viss tidsperiod (Lerher et al., 2010). Då AS/R systemet består av komponenterna hyllor, mittgångar, S/R maskiner, I/O platser (input/output locations) samt plockpositioner så kommer
komponenter, där inflödet sker vid inleverans i inputplatser till hyllor samt utflödet sker från det att plock skett i plockpositionerna (Roodbergen & Vis, 2009, Sari et al., 2005; Bessenouci et al., 2012, Lerher et al., 2009; Lerher et al., 2010). Detta visas vidare bildligt i Figur 1 som presenterats tidigare i teorin. Det är därav AS/R systemets genomströmningskapacitet, ej hela lagerverksamheten då exempelvis godsmottagning eller liknande aktiviteter även kan tänkas vara en flaskhals för hela lagersystemets
genomströmningskapacitet, men detta studeras ej i denna uppsats.
Flaskhals är en begränsning som kan ske i genomströmningskapaciteten. Det är när ett flöde begränsas (bildligt förklarat likt en flaskhals) av ett
delmoment i flödet. Problemet med flaskhalsar är att dem blir en styrande komponent som avgör den totala genomströmningskapaciteten av flödet. Tidigare delmoment kan därav överprestera relativt till flaskhalsen samtidigt som senare delmoment kan underprestera på grund av flaskhalsen (Olhager, 2013).
Feng et al. (2017) skriver att genomströmningskapaciteten i lager är viktig då man gör beslut angående lagersystem. Att utöka kapaciteten i lagersystem är oftast en långsiktig och dyr investering som kräver att man vet om någon form av framtida behov av kapacitet. Efterfrågan kan minska och öka periodvis vilket kan innebära problem. Exempelvis menar Kämäräinen & Punakivi (2002) att e-handelsföretag som investerat i automation kan få problem på grund av svängningar i efterfrågan. Detta kan innebära att man inte kan möta den efterfrågan som kan tänkas finnas exempelvis säsongsvis eller i framtiden då man bundit sig till en genomströmningskapacitet i systemet. Richards (2018) skriver att om organisationen har höga volymer som måste behandlas säsongsvis så är det ett tecken på att fullt ut
automatisera lagerverksamheten inte är rätt väg att gå. Baker & Halim (2007) skriver att det är när stora volymer behandlas som automation i varulager ses som effektiv gällande kostnader.
4.4.3 Personalkostnader
Richards (2018) skriver att tillgången på en bred arbetskraft med både lägre- och högre utbildningsnivå som kan jobba för rimliga löner är avgörande för att välja automation eller manuell lagerverksamhet. Genom en tillgång till sådan arbetskraft kan man vara mer flexibel (exempelvis gällande
säsongssvängningar i efterfrågan), spara på investeringskostnaderna som automation innebär och samtidigt förbättra kassaflödet. Guwen et al. (2005) samt Lerher et al. (2008) tar upp att en anledning att alternativa och icke-traditionella typer av lagersystem såsom AS/RS utvecklats är eftersom kostnaden för arbetskraft ökar. Det framgår dock att det i dagsläget är tekniskt och ekonomiskt svårt att göra de mer detaljerade delarna av
lagerhanteringen automatiserade. Därav kan det vara svårt att ha ett lager helt utan lagerpersonal fastän man har automation (Jonsson, 2008; Mathisen 2005). Berg & Regula (2017) skriver vidare om problematiken att anställdas jobb blir hotade i och med automatisering i lager. Detta då automatiseringen ersätter deras arbete.
Plock är den aktivitet där produkter hämtas från lager för en specifik kundorder. Faber et al. (2013) skriver att ”Particularly storage and order picking are complex, often labor-intensive processes that determine
warehouse performance to a large part.” (Faber et al., s. 1231, 2013). Plock anses vidare vara en aktivitet som är kritisk för produktiviteten (Koster et al., 2007). Även Koster et al. (2007) påpekar att just plock i manuellt lager är en arbetsintensiv och kostsam aktivitet som står för uppskattningsvis 55% av totala lagerkostnad. Richards (2018) skriver att kostnaden för arbetskraft i manuellt lager är uppskattningsvis 45–50% av total lagerkostnad. Samtidigt står lager enligt Baker & Halim (2007) och Richards (2018) för
uppskattningsvis 20–30% av den totala logistiska kostnaden. Dessa siffror är dock varierande efter bransch samt vilka produkter som behandlas,
exempelvis skriver Richards (2018) att typiska kostnader för lager varierar efter bransch i snitt mellan 5–10% av kostnaden för sålda varor. Plock i lager
är vidare en kritisk aktivitet som kan om den utförs dåligt leda till problem gällande försörjningskedjan samt kundservice, vilket kan spä på kostnaden (Koster et al., 2007).
4.4.4 Ytanvändning
Uppskattningsvis står byggnader för lager för 25% av total lagerkostnad samt underhållandet av byggnader för 15% av total lagerkostnad i traditionella lager (Richards, 2018).
Mathisen (2005) skriver att deras undersökta AS/RS kräver 20–25% av ytan som ett traditionellt varulager kräver med samma kapacitet. Zollinger (1999) menar att hans undersökta AS/RS kräver hälften eller mindre yta än
alternativet “Very Narrow Aisle” konceptet som han undersöker. Detta kan vara samt påverkas av de olika typerna och konfigureringarna av AS/RS man kan implementera som kommer tas upp i nästa avsnitt.
4.5 AS/R systemets typer och komponenter
4.5.1 Typ av AS/R system
De olika typerna av AS/R system kommer i detta avsnitt främst utgå från Roodbergen & Vis (2009) översikt av AS/R system som enligt dem själva är “... the first overview paper in over 10 years devoted exclusively to
AS/RSs…” (Roodbergen & Vis, s. 344, 2009). Författarna verkar ha den mest genomgående och aktuella analysen av de typer av AS/R system som finns att tillgå. I figuren (2) nedan kan man se AS/RS typerna och där delas dessa in i 3 huvudrubriker kallade S/R maskin (Crane), Hantering (Handling) samt Hyllor (Rack).
Figur 2. Typer av AS/RS (Roodbergen & Vis, s. 345, 2009) 4.5.1.1 S/R maskin
S/R maskinerna (Crane) kan både vara gång bundna (aisle captive) och icke gång bundna (aisle changing). Icke gång bundna är när dem kan röra sig mellan olika gångar i lagret. I ett icke gångbundet AS/R system krävs någon typ av transfereringssystem som kan transferera S/R maskinen mellan gångar (Lerher et al., 2006). Antalet S/R maskiner i systemet baseras på
genomströmningskapaciteten. Högre genomströmningskapacitet innebär att fler S/R maskiner krävs (Lerher et al., 2010). Lerher et al., (2006; 2010) menar att S/R maskinerna uppskattningsvis står för 40% eller mer av initial investeringskostnad. Det kan därav vara motiverat att använda sig av färre icke gång bundna S/R maskiner relativt till fler gång bundna då
genomströmningskapaciteten är låg i varulagret. Då kan man spara mycket på initial investeringskostnad. I Zollinger (1999) undersökning kostade S/R maskinen exempelvis $340 000. Problemet som uppstår är att om
användandet av färre, men gångbytande S/R maskiner används så minskas kapaciteten att kunna leverera. Därav kan det innebära leveransproblem och minskad effektivitet för företag som har ett högre leveranstryck än vad systemet klarar (Roobergen & Vis, 2009).
Vidare kan S/R maskinernas hytt (shuttle) hantera ”enkel last” (single
shuttle) eller ”dubbel last” (dual shuttle). Exempelvis kan en S/R maskin med dual shuttle hämta en låda, samtidigt som den lämnar av en låda för förvaring och därav spara tid på att inte behöva åka två gånger. Problemet med Dual shuttle är hur en optimal rutt ska se ut för systemet, eller snarare hur systemet ska åka och planera rutter för att kunna hantera mer gods. Detta kräver bättre teknologi samt förbättrad mjukvara än alternativet single shuttle. Exempelvis krävs så kallad dual command i kontrollsystemet för att detta ska fungera (Roodbergen & Vis, 2009; Lerher et al., 2011).
4.5.1.2 Hantering
När det gäller plock (picking), vilket är hur systemet plockar ut gods ur förvaringen, kan ett AS/RS använda sig av Person-on-board, End-of-aisle eller Unit load. Unit load är den mest simpla där AS/RS hämtar exempelvis en hel pall för transport, utan involvering av detaljplock av artiklar. När AS/R systemet ska användas för att göra mer detaljerad plock kan man integrera detta i systemet. Då kan man använda sig av Person-on-Board eller End-of aisle. Person-on-board är när en person åker med S/R maskinen och plockar de saker som behövs från hyllorna. End-of-aisle är mer vanligt då mer detaljerat plock behövs. Då hämtar AS/RS en last till en arbetsstation och där står en anställd och plockar ut de behövda sakerna till leveransen, sedan hämtar AS/R systemet lasten igen för inleverans i systemet.
(Roodbergen & Vis, 2009).
Loads (laster) är vilka laster AS/R systemet är installerat att hantera. Hantering av laster som S/R maskinen hanterar kan vara lådor (bins) eller pallar (pallar). Exempelvis kallas ett AS/R system som hämtar enskilda lådor istället för pallar Miniload AS/RS (Roodbergen & Vis, 2009). Förvarings designen på hela lagret influeras av storleken på dessa lådor och pallar. Exempelvis dimensioneras hyllorna efter dessa lådor eller pallar. Pallet
loading problem är vidare ett problem som existerar för användning av pallar som kan tänkas påverka ytanvändningen. Pallet loading problem är att kunna lasta pallen optimalt, där kanterna på lasten på pallen är parallell med
kanterna till pallen (Gamberini et al., 2008). Ett End-of-aisle, Person-on-board samt Unit load AS/R system kan alla hantera både pallar och lådor (Roodbergen & Vis, 2009).
4.5.1.3 Hyllor
Under senare tid har så kallade “multi-deep” AS/RS konstellationer börjat användas. Multi-deep AS/RS konstellationer är när man tar en så kallad “Single deep” hylla, vilket är en vanlig förvaringshylla, och gör denna djupare så att man kan förvara ytterligare lådor längre in i hyllan. (Lerher et al., 2009; Zhuxi et al. 2015). Nedan visas en bild (Figur 3) på en single deep AS/RS samt en multi deep AS/RS med en sorts S/R maskin gåendes mellan hyllorna.
Figur 3. Single deep AS/RS (vänster) och Multi deep AS/RS (höger) (egen)
Karusell AS/R system används då mellan till små produkter förvaras i olika nivåer. Karusellen roterar samtidigt som en S/R maskin kan plocka mindre produkter från karusellen (Roodbergen & Vis, 2009).
”Movable” racks såsom karusellsystem kommer inte analyseras då detta inte är något som denna uppsats kollar på. Gällande stationära hyllor kan ett så kallat “Double deep” AS/RS skapa 50% färre mittgångar mellan hyllorna, vilket leder till ett mer kompakt system som ökar kapaciteten av varulagret (Lerher et al., 2009; Zhuxi et al., 2015). I en double deep konstellation kan
bara den andra lådan i hyllan hämtas om den första lådan är borta, vilket kan innebära problem. Därav är double deep konstellationer främst användbara om det inte är en stor variation av gods i varulagret samt om
omsättningshastigheten på dessa varor är hög, alternativt om efterfrågad genomströmningskapacitet i varuhuset är låg (Lerher et al., 2006;
Roodbergen & Vis, 2009). Man kan dock modifiera så att S/R maskinen kan gräva fram de lådor som står längre in i hyllorna, men sådana konstellationer leder till ökad ledtid för hämtning av produkterna då maskinen måste som sagt gräva fram lådan först (Guwen et al., 2015).
4.5.2 Komponenter av AS/R system
Komponenterna som finns i AS/R system är Hyllor, Mittgångar, S/R maskin, I/O platser samt Plockstationer (Roodbergen & Vis, 2009, Sari et al., 2005; Bessenouci et al., 2012, Lerher et al., 2009; Lerher et al., 2010). Tidigare har tidigare forskning angående S/R maskiner presenterats, därav samt av
anledningen att S/R maskiners utförande påverkas av antalet mittgångar så slås S/R maskiner och Mittgångar ihop till en underrubrik. Vidare så slås I/O platser och Plockstationer ihop till en underrubrik då dem påverkas av varandra i hög grad (Roodbergen & Vis, 2009).
4.5.2.1 Hyllor
Man kan modifiera hyllorna och AS/R systemet så att hyllor kan staplas på höjden vilket minskar markytan av lagret. Om ett företag ska införa ett AS/RS, så är en given kapacitet redan där. Ett företag har exempelvis ett planerat givet antal produkter, material eller annat att förvara i AS/RS innan investeringen. Detta innebär att om man exempelvis ökar höjden på hyllorna så kan man minska längden på hyllorna och därav samtidigt ha samma kapacitet (Roodbergen & Vis, 2009). Ett exempel på ett AS/R system som använder sig av höjden snarare än markytan är ett High Bay system. Där byggs hyllor högt och hyllorna kan även fungera som stommen i byggnaden.
S/R maskinerna hämtar och lämnar gods från hyllorna automatiskt. Kostnaden är oftast höga för ett Highbay system men samtidigt så är ytanvändning mindre (Richards, 2018).
Roodbergen & Vis (2009) menar vidare att annan utformning av hyllorna som kan göras är att dem kan förvara lådor eller pallar av olika storlekar mer optimalt genom modulära lagringsplatser. Enligt Cardona & Gue (2019) kan man genom att använda sig av sådana förbättrade utformningar i hyllorna spara mellan 29–45% yta i lagret.
4.5.2.2 Mittgångar och S/R maskiner
En annan konfiguration är att ha fler eller färre mittgångar. Detta kan även påverka antal S/R maskiner i systemet vilket är en av de dyraste
komponenterna i ett AS/R system (Lerher et al., 2006; Lerher et al., 2010). I ett gång bundet AS/R system ökar antalet maskiner med antalet gångar då S/R maskinerna är bundna till en enskild gång. I ett icke gång bundet AS/R system ökar inte antalet S/R maskiner med antal gångar då dem fritt kan byta gång med hjälp av transfereringssystemet (Roodbergen & Vis 2009, Lerher et al., 2010).
4.5.2.3 I/O platser och Plockstationer
I/O platser är positioner där gods kan lämnas (Output) och hämtas (Input) av S/R maskinen. Plockstationer är där detaljplocket av artiklar sker av det hämtade godset (Roodbergen & Vis, 2009, Sari et al., 2005; Bessenouci et al., 2012, Lerher et al., 2009; Lerher et al., 2010). Som tidigare nämnt integreras dessa positioner oftast av ett kompletterande system såsom conveyorband. Därav så spelar det roll vilket kompletterande system som integrerar I/O platserna och plockstationerna till varandra. För att I/O platserna ska fungera effektivt krävs en placering som minskar tur-/ledtiden för S/R maskinen samt att buffertkapaciteten som det kompletterande systemet kan hantera på I/O platserna matchar genomströmningskapaciteten
som S/R maskinerna har (Guwen et al., 2015; Roodbergen & Vis, 2009). Vidare kan antal I/O platser samt plockstationer konfigureras i utformningen av AS/R systemet (Roodbergen & Vis, 2009).
