چکیده: تجارت الکترونیک، خردهفروشی نوین و تغییرات دیگر، لزوم کارایی و دقت بالا در خدمات لجستیکی را برجسته کردهاند. انبارها به عنوان بخشی مهم در لجستیک و مدیریت زنجیره تأمین، باید به این نیاز روزافزون پاسخ مثبت دهند. سیستم «انبار هوشمند» که به فناوریهای نوظهور انبارداری مجهز است، به طور فزایندهای به عنوان یک راهحل کارآمد برای آینده توسعه انبارها، توجه غولهای صنعت و فناوری را به خود جلب میکند. این مطالعه دیدی کلنگر از مشکلات مدیریت عملیات در چارچوب انبارهای هوشمند ارائه میدهد. ما چارچوبی را برای بررسی مدیریت عملیات انبار هوشمند بر اساس ویژگیهای انبارهای هوشمند، از جمله دیدگاههای ارتباط متقابل اطلاعاتی، اتوماسیون تجهیزات، یکپارچهسازی فرآیند و پایداری زیستمحیطی ارائه میدهیم. سپس یک مرور جامع بر ادبیات مرتبط بر اساس این چارچوب با چهار دیدگاه انجام میشود. این مطالعه میتواند جهتهای تحقیقاتی آینده در مورد انبارهای هوشمند را برای دانشگاهیان و فعالان صنعت فراهم آورد.
کلیدواژهها: انبار هوشمند، مدیریت عملیات، اتوماسیون، پایداری
۱. بینشهایی از مرورهای ادبیات پیشین
در دو دهه گذشته، چندین مرور ادبیات به برخی از موضوعات مرتبط با انبارهای هوشمند پرداختهاند. به منظور توجیه دامنه تحقیق «مدیریت عملیات انبار هوشمند» و استخراج نیاز به تحلیل محتوا، مرورهای پیشین خلاصه شدهاند. سپس مرورهای ادبیات مرتبط به دو گروه طبقهبندی میشوند: مرورهای ادبیات قبل و بعد از سال ۲۰۱۴، به ترتیب.
۲. مرور ادبیات قبل از سال ۲۰۱۴
از آنجا که انبارهای هوشمند در سالهای اخیر ظهور کردهاند، بازبینیهای منتشر شده در گذشته کمتر به توسعه فعلی انبار و فناوریهای هوشمند پرداختهاند. اما بازبینیهای گذشته همچنان میتوانند بینشهایی را در مورد مفاهیم اساسی مرتبط با مدیریت عملیات انبار فراهم کنند. در بازبینی روونهورست و همکاران (۲۰۰۰)، مشکلات و مدلهای طراحی انبار در سطوح استراتژیک، تاکتیکی و عملیاتی ارائه شده است. گُو و همکاران (2007) مروری بر برنامهریزی عملیات انبار بر اساس طبقهبندی بر اساس عملکردهای اساسی انبار، از جمله دریافت، ذخیرهسازی، چیدمان سفارش و ارسال ارائه میدهند. گُو و همکاران (2010) برخی نظرات را در مورد طراحی انبار بر اساس مشکلات طراحی انبار زیر ارائه میدهند: ساختار کلی، اندازهبندی و ابعادیسازی، انتخاب تجهیزات، انتخاب استراتژی عملیاتی و چیدمان بخشها. دِ کوستر و همکاران (2007) بر اهمیت فرآیند چیدمان سفارش تأکید میکنند. مسائل بهینهسازی مرتبط با طراحی چیدمان، تخصیص انبار، مسیریابی، دستهبندی سفارش و منطقهبندی مورد بررسی قرار میگیرند. سیستمهای ذخیرهسازی و بازیابی خودکار (AS/RS) توجه زیادی را از بازبینیهای پیشین به خود جلب کردهاند. رودبرگن و ویس (۲۰۰۹) مروری بر ادبیات سیستمهای ذخیرهسازی و بازیابی خودکار (AS/RS) در طیفی از مسائل از جمله طراحی فیزیکی، تخصیص انبار، دستهبندی، توالییابی مکان نقاط توقف، و ارزیابی عملکرد ارائه میدهند. مدلهای مختلفی برای ارزیابی عملکرد AS/RS در کار گالیاردی و همکاران (۲۰۱۲) بررسی شدهاند. مدلهای تحلیلی و شبیهسازیها دو نوع مدلی هستند که معمولاً در تحقیقات استفاده میشوند.
۳. مرور ادبیات پس از ۲۰۱۴
مرورهای اخیر بیشتر بر فناوریهای نوظهور انبار و روندهای نوظهور جدید تمرکز دارند. اینترنت اشیا (IoT)، صنعت ۴.۰ و سایر فناوریهای نوظهور بر نحوه تبادل اطلاعات در انبارها تأثیر میگذارند. بن-دایا و همکاران (۲۰۱۷) نقش اینترنت اشیا و تأثیر آن بر مدیریت زنجیره تأمین را آشکار میکنند. برچسبهای شناسایی با فرکانس رادیویی (RFID) فناوری اصلی اینترنت اشیاء هستند که در تحقیقات قبلی انبارداری مورد مطالعه قرار گرفته است. ماناوالان و جایاکریشنا (۲۰۱۹) نقش اینترنت اشیاء را در دستیابی به اهداف پایدار در مدیریت زنجیره تأمین بررسی میکنند. اهمیت دیجیتالیسازی و تأثیر اینترنت اشیاء در مدیریت کلی زنجیره تأمین تحلیل میشود. معیارهای دستیابی به آمادگی کسبوکار برای تحول صنعت ۴.۰ نتیجهگیری شده است. وینکلهاوس و گروسه (۲۰۲۰) یک مرور نظاممند ادبیات برای لجستیک ۴.۰ پیشنهاد میکنند. کاربرد اینترنت اشیاء (IoT)، سیستمهای تولیدی هوشمند (CPS) و سایر فناوریهای مرتبط با لجستیک ۴.۰ در این مرور خلاصه شده است. توسعه سریع فناوری اتوماسیون، سطح اتوماسیون سیستمهای انبارداری را به طور چشمگیری بهبود بخشیده است. در این فرآیند توسعه، مفاهیم مختلفی مرتبط با انبارهای خودکار ظهور کردهاند. بویسن و اشتفان (۲۰۱۶) مشکلات زمانبندی تک جرثقیل در AS/RS را از سه دیدگاه: چیدمان، ویژگیهای سفارش و اهداف طبقهبندی کرده و سپس به بررسی مشکلات زمانبندی جرثقیل میپردازند. جگبیر و همکاران (۲۰۲۰) تحلیلی از ادبیات مرتبط با سیستمهای برداشت خودکار ارائه میدهند و به شناسایی و مطالعه ارتباط بین طراحی و عملکرد میپردازند. کاستودیو و ماچادو (۲۰۱۹) به بحث در مورد اتوماسیون انعطافپذیر در انبارها میپردازند و چارچوبی برای طراحی انبارهای خودکار انعطافپذیر ایجاد میکنند. فورتنر و همکاران (۲۰۲۱) به بررسی تعریف و چارچوب تحقیقاتی سیستمهای درونلوژیستیکی خودران میپردازند که از طریق همکاری و تعامل با سایر سیستمها و با انسانها، برنامهریزی، اجرا، کنترل و بهینهسازی خودکفا و غیرمتمرکز جریانهای داخلی مواد و اطلاعات را امکانپذیر میسازند. یک سیستم انبار خودران معمولی، بخشی از سیستمهای لجستیک داخلی خودران است. گلاک و همکاران (۲۰۲۱) مروری بر دستگاههای کمکی فنی برای جابجایی دستی مواد ارائه میدهند. مقالاتی که به بحث در مورد دستگاههای کمکی در سیستم انبارداری میپردازند، در مرور ادبیات سیستماتیک آنها شناسایی شدهاند. مفاهیم و کاربردهای جدید انبارداری در سالهای اخیر استخراج شدهاند. این مفاهیم ممکن است مانند انبارهای هوشمندی باشند که ما مشخصات آنها را بیان میکنیم. بویسن و همکاران (۲۰۱۹) ادبیات مرتبط با سیستمهای انبار برای انبارهای تجارت الکترونیک را بررسی میکنند. سیستمهای انبار باید با الزامات تجارت الکترونیک، از جمله سفارشهای کوچک، تنوع محصولات بالا، برنامههای تحویل فشرده و حجم کاری متغیر، کنار بیایند. سیستمهای انبار مورد استفاده در انبارهای تجارت الکترونیک در بررسی آنها مورد تحقیق قرار میگیرند. آزاد و همکاران (۲۰۱۹الف) تحولات سیستمهای انبار رباتیک و خودکار را بررسی میکنند.تحقیقات در مورد سیستمهای مختلف انبارداری به سه دسته تقسیمبندی میشود: تحلیل سیستم، بهینهسازی طراحی، و برنامهریزی و کنترل عملیاتی. سیستمهای شناساییشده در این مرور برای اتوماسیون انبار ضروری هستند. مدلها و سیستمهای یکپارچه به عنوان جهتگیری تحقیقات آینده برای سیستمهای تثبیتشده ذکر شدهاند. فرگاپانه و همکاران (۲۰۲۱) کاربرد رباتهای متحرک خودران (AMR) در درونلوژیستیک و مسئله برنامهریزی و کنترل مربوطه را بررسی میکنند. رباتهای AMR رباتهای صنعتیای هستند که از AGVها تکامل یافتهاند و به طور گسترده در انبارداری و سایر عملیات درونلوژیستیک مورد استفاده قرار گرفتهاند. برای موضوع پایداری در انبارها، بارتولینی و همکاران (۲۰۱۹) یک مرور جامع کلان از انبارداری سبز ارائه میدهند. ادبیات موجود در مورد انبارداری سبز به سه مضمون کلان دستهبندی میشود: مدیریت انبار سبز، تأثیر ساختمان انبار بر محیط زیست و صرفهجویی در انرژی در انبارداری. تا حدودی، مفهوم انبارهای هوشمند که در این بررسی پیشنهاد شده است، ممکن است از منظر فنی با بررسیهای فوقالذکر همپوشانی داشته باشد. اکثر بررسیهای موجود، دامنه تحقیق خود را از جنبه فنی تعریف و طبقهبندی میکنند. به عبارت دیگر، مطالعات قبلی معمولاً بر یک نوع خاص از تجهیزات یا فناوری انبار تمرکز دارند. به نظر ما، انبار هوشمند به مفاهیم انبار مانند انبارهای تجارت الکترونیک و انبارهای سبز محدود نمیشود. انبارهای هوشمند باید مفهومی گستردهتر باشند که به فناوری و کاربردهای پیشرو در انبارداری و اصول ذاتی مدیریت عملیات انبار مربوط میشود. این معنای گسترده، فضای وسیعی را برای تحقیق در زمینه مدیریت عملیات انبار هوشمند فراهم میکند که میتواند امیدوارکنندهترین روند در مدیریت انبار باشد. ما یک چارچوب مرور نوین را بر اساس ویژگیهای اساسی که در بالا پیشنهاد شده است، توسعه میدهیم. به جای طبقهبندی ادبیات بر اساس جنبه فنی، طبقهبندی و تحلیل ادبیات در مرور ما بر اساس ویژگیهای انبارهای هوشمند است. این چارچوب طبقهبندی، راهحلی را ارائه میدهد که هم جنبههای فنی و هم جنبههای عملیاتی مدیریت عملیات انبار هوشمند را پوشش میدهد. نوآوری و دستاورد اصلی این مرور آن است که ما یک مرور جامع ادبیات برای مدیریت عملیات انبار هوشمند بر اساس یک چارچوب مرور نوین ارائه میدهیم که پیوندهای درونی موجود در عملیات انبار هوشمند را آشکار میسازد. ما انتظار داریم که چارچوب نوین این مرور بتواند بینشهای جدیدی در مورد مدیریت عملیات انبار هوشمند ارائه دهد. بیشتر تحقیقات عمدتاً با هدف پر کردن شکافها و با تمرکز بر آمریکای شمالی، یکی از مناطق پیشرو در این موضوعات، برای انجام یک تحلیل عمیق، شکل گرفتهاند (ژانگ و همکاران، ۲۰۲۲). همچنین، انتظار میرود که پذیرش فناوری به دلیل نابرابریهای فعلی در شرکتها، نابرابری در کل صنعت، و حتی نابرابری در میان فناوریها، نامتوازن باشد (کوریکاناک، ۲۰۲۰).
۴. نتیجهگیری
انبارهای هوشمند نقش مهمی در توسعه آینده انبارها ایفا میکنند. در این مرور، ما سعی در انجام یک مرور گسترده بر تحقیقات منتشر شده مرتبط با انبارهای هوشمند داریم. از مطالب فوق، پژوهش در زمینه انبارهای هوشمند توجه محققان، متخصصان لجستیک و سایر صنایع را به خود جلب کرده است. نتایج، فرصتهای تحقیقاتی آینده و محدودیتها در زیر فهرست شدهاند. ارتباطات اطلاعاتی: ارتباطات متقابل مسئلهای نسبتاً جدید در عملیات انبارداری است که توسط اینترنت اشیا (IoT) و سیستمهای سایبری فیزیکی (CPS) مطرح میشود. اینترنت اشیا (IoT)، CPS و سایر فناوریهای نوظهور ارتباطات متقابل، تعامل اطلاعاتی را در داخل سیستم انبار و کل زنجیره لجستیک افزایش میدهند. از ادبیات بررسیشده میتوان دریافت که RFID فناوری اصلی اینترنت اشیا است که در عملیات انبارداری استفاده میشود. کاربرد فناوریهای نوظهور دیگر، مانند حسگرها و اشیاء هوشمند، در عملیات انبارداری نیازمند مطالعه است. سیستمهای انبارداری مبتنی بر فناوری اطلاعات میتوانند یک جهت تحقیقاتی دیگر در سطح پیکربندی سیستم باشند. علاوه بر این، تحقیقات اندکی در زمینه مدیریت عملیات انبارداری با در نظر گرفتن تأثیر فناوریهای ارتباطی انجام شده است. تحقیقات در مورد مسائل ارتباطی طراحی و کنترل انبار گستره وسیعی دارد، برای مثال، کنترل بلادرنگ و تصمیمگیری پویا در سیستمهای انبارداری. اتوماسیون تجهیزات: چندین سیستم انبارداری خودکار بررسی شدهاند. استقرار این سیستمها مستلزم سرمایهگذاریهای کلان و برنامهریزی دقیق در سطوح استراتژیک و تاکتیکی است. در آینده، سیستمهایی با سطوح اتوماسیون بالاتر، مانند رباتهای مختلف انبار، به طور گسترده پیادهسازی خواهند شد و شیوه عملکرد را به طور عمیق تغییر خواهند داد. با توجه به وضعیت صنعت انبارداری، تحقیقات در زمینه ارتقای سیستمهای انبار موجود ممکن است به توجه بیشتری نیاز داشته باشد. به عنوان مثال، امکانات کمک به چیدمان کالا میتوانند محبوبتر شوند، به ویژه در ارتقاء سیستم انبارهای سنتی. امکانات کمک به چیدمان کالا مانند AMRها و رباتها میتوانند از فرآیند چیدمان کالا توسط انباردار پشتیبانی کرده و از پیکربندی موجود انبار به طور بهتری استفاده کنند. انواع دیگر رباتهای انبار، مانند رباتهای صعودکننده، ممکن است تصمیمات استراتژیک و تاکتیکی انبار را به طور عمیق تغییر دهند.تحقیق در زمینه ارزیابی و طراحی سیستم نوظهور میتواند راهنماییهای ضروری برای استقرار سیستم فراهم کند. یکپارچهسازی فرآیند: ما تلاش میکنیم تا با بررسی چندین موضوع استاندارد یکپارچهسازی در سطح عملیاتی، عملکرد و بهینهسازی در پژوهشهای انبارداری را مرور کنیم که تا جایی که میدانیم ساختار مرور نسبتاً جدیدی است. این موضوعات حوزههای اصلی پژوهش در مدیریت عملیات و بهینهسازی را پوشش میدهند. گسترش معنادار این مسائل، مانند ادغام دریافت و تحویل با سایر فرآیندهای عملیاتی انبار، نیازمند توجه بیشتری است. عملکرد یکپارچه سیستم انبار نوظهور میتواند جهت دیگری باشد که باید به آن پرداخته شود. بیشتر تحقیقات موجود همچنان بر عملیات سیستمهای سنتی، مانند سیستمهای مبتنی بر جرثقیل، متمرکز هستند. برای اطمینان از جامعیت این بخش، ما برخی از مطالعاتی را که بر این سیستمهای سنتی تمرکز دارند، انتخاب میکنیم. ما معتقدیم که عملیات این سیستمها ممکن است مرجع و الهامبخشی برای سیستمهای نوظهور فراهم کند. به عنوان مثال، عملکرد سیستم بلوکچینی ممکن است به دلیل شباهتهای موجود بین این دو سیستم، بینشهایی را در مورد مدیریت عملیات سیستم ذخیرهسازی فشرده رباتیک که در مطالعه زو و همکاران (2018a) به آن اشاره شده است، فراهم کند. محتوای یکپارچهسازی فرآیند همچنان نیازمند گسترش توسط تحقیقات آتی در مورد سیستمهای نوظهور است. پایداری زیستمحیطی: بر اساس مرور ما، استراتژیهای مناسب استراتژیک، تاکتیکی و عملیاتی برای دستیابی به هدف توسعه پایدار در بخش انبار اجرا میشوند. صرفهجویی در انرژی، محور اصلی در توسعه انبارهای پایدار است. روشها و فناوریهای صرفهجویی در انرژی بیشتر، مانند بازیابی انرژی، استفاده از منابع انرژی سبز و مدیریت بار مصرفی، نیاز به مطالعه و ترویج دارند. تمرکز بر انبارداری سبز ممکن است به برخی فعالیتها و مفاهیم مرتبط، مانند مصرف کلی انرژی تمام فعالیتهای مرتبط، گواهیهای زیستمحیطی و سیاستها نیز گسترش یابد. موضوعات پایداری دیگر، مانند طراحی و عملیات انبار لجستیک معکوس، هنوز در انتظار حل شدن هستند. علاوه بر این، عوامل اجتماعی و انسانی میتوانند هدف دیگری برای پایداری انبار باشند. برخی از محققان عوامل انسانی را در فرآیند چیدمان سفارش در انبار سنتی مورد تحقیق قرار دادهاند (Grosse et al., 2017; Glock et al., 2019).پذیرش و بهرهبرداری از انبارهای هوشمند از منظر انسانمحور همچنان فرصتها و موانع بالقوهای را به همراه دارد. تأثیر مهارتهای مدیریتی، ذهنیتها و سایر عوامل انسانی میتواند بر عملکرد پذیرش فناوری تأثیر بگذارد (Mahroof, 2019). تأثیر عوامل انسانی بر مدیریت عملیات انبارهای هوشمند میتواند در پژوهشهای آینده بیشتر مورد بحث قرار گیرد.
