News

April 2018

Haben Sie Ihr Gewicht im Griff?

Nur in der Theorie verlassen keine fehlerhaften Sendungen das Haus. Fehlerhafte Sendungen führen zu unzufriedenen Kunden, Imageverlust, Nachlieferungen und Retourenkosten. Auf dem Papier lassen sich absolut fehlerresistente Kommissionier- und Packprozesse definieren. In der Praxis sind am Versand jedoch Menschen beteiligt und er ist damit anfällig für Fehler. Falsche Artikel, falsche Anzahlen und die verkehrte Zuordnung des Artikels zur Sendung sind Klassiker, die man durch Prozessdefinitionen und zunehmend ausgefeilte Technologie zu minimieren sucht. Der Erfolg wird in der Regel durch Gewichtskontrolle überprüft.

Aber: Die offensichtliche Lösung – der simple Vergleich zwischen IST- und SOLL-Gewicht – ist in der Praxis nicht einfach umsetzbar, es hapert an der genauen Bestimmung der beiden Größen. Schon die Ermittlung des Gewichts eines einzelnen Artikels zur Festlegung der dann allgemeingültigen Stammdaten ist in der Praxis problematisch.

Was wiegt ein einzelner Artikel?


Idealerweise kann mit Individualgewichten gearbeitet werden, Warenstücke sind individuell identifizierbar, beispielsweise anhand von Seriennummern oder RFID-Tags.  Doch kaum Artikel, Einkaufs- oder Wareneingangsprozesse erlauben diese Art der Kontrolle. Auch ist diese Methode nicht praktikabel bei Artikeln, deren Gewicht von Umgebungsvariablen wie Luftfeuchtigkeit oder Temperatur beeinflusst wird, oder bei Artikelchargen von unterschiedlichen Produzenten

Alternativ könnte mit Gruppengewichten gearbeitet werden. Bei homogener Artikelbeschaffenheit ließe sich das Artikelgewicht inklusive vertretbarer Toleranz ermitteln, indem die Einzelgewichte einer repräsentativen Anzahl von Warenstücken des Artikels summiert und diese Summe durch die Warenstückanzahl dividiert (E=(∑_(i=1)^n▒m_i )/n) würde. Man erhält ein durchschnittliches Warenstückgewicht und eine Standardabweichung als nutzbare Rechengröße. Bei Artikeln mit größerer Streuung der Einzelgewichte hingegen empfiehlt es sich, das Gewicht einer Gruppe von Warenstücken des Artikels in nur einer Messung zu ermitteln und dieses Gruppengewicht wiederum durch die Anzahl an Warenstücken dieser Gruppe zu teilen (〖E=m〗_i=m_group/n). Man verzichtet so zwar auf die Ermittlung einer Standardabweichung, fängt jedoch die Streuung stärker ab.

Und wieviel wiegt meine Misch-Sendung?

Was für einen einzelnen Artikel bereits schwierig ist, wird bei nicht artikelreinen Sendungen umso komplexer. Die Arbeit mit Individualgewichten ist – wie oben beschrieben - in der Praxis selten umsetzbar. Es gilt folglich, Artikelgewichtstoleranzen zu definieren, die eine möglichst hohe Erkennung von physisch fehlerbehafteten Sendungen zulassen und gleichzeitig den Aufwand für die Nachkontrolle minimieren. Ein Beispiel aus der Praxis zeigt die Brisanz dieser Aufgabe: Bei unserem Kunden, für den wir die Ermittlung der optimalen Gewichtstoleranz durchgeführt haben, wurden vor unserer Optimierung der Gewichtskontrolle 19 Prozent aller Mischkartons zur Kontrolle ausgeschleust. Dort wurde lediglich bei 3 Prozent dieser Sendungen ein physikalischer Fehler festgestellt – 97 Prozent der ausgeschleusten Kartons waren fehlerfrei. Die Ursache für dieses Missverhältnis ist eine falsch angewandte Gewichtstoleranz. Die Anzahl der fehlerhaften Kartons, die die Gewichtskontrolle zu Unrecht unbeanstandet passierten und zum Kunden geschickt wurden, ist nicht bekannt.

Kleine Toleranz = großer Kontrollaufwand


Eine fehlendes Hantel-Set beeinflusst das Gewicht deutlich. Doch was sollte passieren, wenn das Sendungsgewicht genau um das Gewicht eines ebenfalls enthaltenen Kugelschreibers abweicht, dessen Gewicht nur 1 Prozent des Gesamtgewichts ausmacht? Soll man die Abweichung ignorieren? Auch wenn der Kugelschreiber 80 Prozent des Gesamtwarenwerts der Sendung ausmacht?

Die beiden Abbildungen zeigen die in einem Realversuch aufgenommenen Einzelgewichte der Warenstücke eines Artikels  und verdeutlichen, dass bei einem breiten Toleranzfeld (grün) in Abbildung 1 nur wenige Einzelteile bzw. Sendungen außerhalb liegen und nachkontrolliert werden müssten. Jedoch bleiben Fehler unentdeckt, die innerhalb des Toleranzfelds liegen. Im Gegensatz dazu würde ein zu eng gefasster Toleranzbereich (Abbildung 2) viele Einzelteile bzw. Sendungen nicht erfassen - der Kontrollaufwand wäre sehr hoch, es würden jedoch auch nur wenige Fehler unentdeckt bleiben.

Es gibt verschiedene Ansätze, um die optimale Breite des Toleranzkorridors für das eigene Unternehmen zu bestimmen. Naheliegend – zumindest vor dem Hintergrund des Beispiels mit dem hochwertigen Kugelschreiber – ist die Bestimmung einer selektiven Sendungsgewichtstoleranz. Die ermittelte Gewichtsabweichung der Sendung wird mit dem SOLL-Gewicht des leichtesten enthaltenen Artikels verglichen. Ist das leichteste Warenstück schwerer als viele Artikel des Sortiments, würde zwar erkannt werden, ob der leichteste Artikel (wahrscheinlich) auch enthalten ist. Aber es ist nicht erkennbar, ob leichtere Artikel des Sortiments vielleicht auch enthalten sind. Ein besserer Ansatz wäre, nur die Hälfte des leichtesten Artikels der Sendung oder gar das Gewicht des leichtesten Artikels des gesamten Sortiments als Toleranzgröße heranzuziehen.

Diese selektive Toleranz führt letztendlich zu einem sehr beschränkten Toleranzfeld und damit zu einer Vielzahl an überflüssigen Kontrollen – insbesondere, wenn das Sortiment eine sehr breite Gewichtsspanne aufweist, oder wenn die Sendungen viele Artikel und/oder Warenstücke enthalten und schwer sind.

Ein Kompromiss: die kumulative Toleranz

Unser Kunde hatte mit verschiedenen Toleranzdefinitionen experimentiert, die letztendlich alle selektiver Natur waren, und die – aufgrund der immer geringen Toleranz – zu vielen unnötigen Kontrollen führten.

Eine Alternative ist die kumulative Toleranz. Hierbei werden die Toleranzen einzelner Artikel oder Auftragszeilen summiert und ergeben die Sendungstoleranz.  Mit steigender Artikelzahl wird auch die Gesamttoleranz immer größer. Das führt zwar im Vergleich zur selektiven Toleranz prinzipiell zu einem geringeren Nachkontrollaufwand, aber die Anzahl an nicht entdeckten Fehlern ist höher und wird mit zunehmender Anzahl an Warenstücken oder verschiedenen Artikeln immer größer. Auch wird in der Regel nicht beachtet, dass entsprechend der Gaußschen Verteilung Einzelgewichte den Erwartungswert sowohl unter- als auch überschreiten und so das Ergebnis der Summierung weiter verfälschen.

Die gängige Praxis: die prozentuale Toleranz

Um die dargestellten Nachteile der selektiven und kumulativen Toleranzermittlung zu vermeiden, wird in der Praxis häufig eine weitere Methode, die prozentuale Toleranz, angewendet. Ihr Vorteil liegt in der Einfachheit ihrer Ermittlung. Für jeden Artikel wird nur das SOLL-Gewicht ermittelt. Die Toleranz besteht in einem pauschalen prozentualen Gewichtsanteil, der einheitlich für das gesamte (Teil-)Sortiment gilt, unabhängig davon, wie homogen oder inhomogen die Gewichte der Artikel im Sortiment oder gar der Warenstücke der Artikel sind.

Der Nachteil der prozentualen Toleranz ist die im Verfahren liegende Lernphase: Welcher Prozentwert zu einem wirtschaftlichen Ergebnis – wenig Kontrollaufwand bei gleichzeitger geringer Anzahl nicht entdeckter Fehler – führt, kann nur über einen langwierigen Prozess iterativ ermittelt werden. Mit der Veränderung des Prozentwerts der Gewichtstoleranz tastet man sich in der Praxis an ein besseres Ergebnis heran. Der Weg ist ein schwieriger, wenn bedacht wird, dass 5 Prozent bei einer 500g Sendung nur (+/-) 25 g Gewichtstoleranz zulässt, aber bei einer 30 kg schweren Sendung beträgt die zulässige Toleranz bereits (+/-) 1,5 kg, also ca. 5 iPhones mit Verpackung oder 8 bis 10 T-Shirts.

Neu und schon bewährt: die stetig abnehmende Toleranz

Für zwei unserer Kunden aus unterschiedlichen Branchen haben wir Lösungen entwickelt, die den Vorteil der selektiven Toleranz – hohe Quote erkannter Fehler – mit dem Vorteil der kumulativen Toleranz – steuerbar geringer unnötiger Kontrollaufwand – kombinieren. Das Ergebnis für beide Kunden war eine stetig abnehmende prozentuale Gewichtstoleranz mit individuell angepassten Parametern. „Stetig abnehmend“ bedeutet: Je höher ein zu kontrollierendes SOLL-Gewicht ist, desto geringer ist die zulässige prozentuale Toleranz. Absolut betrachtet steigt die Toleranz mit steigendem Gewicht – nur eben langsamer. Durch diese Art der Ermittlung hat beispielsweise eine 500 g Sendung eine zulässige Toleranz von 3,4 Prozent (17 g), eine 30 kg schwere Sendung jedoch nur noch eine zulässige Toleranz von 0,96 Prozent (289 g), also knapp das Gewicht eines iPhones mit Verpackung oder das Gewicht von 2 T-Shirts.

Unser Lösungsansatz wurde mit Echtdaten der Kunden simuliert. Das Ergebnis und der anschließende erfolgreiche Einsatz mit bis zu 750.000 aktiven Artikelpositionen und bis zu 100.000 Sendungen pro Tag mit notwendiger Gewichtskontrolle haben gezeigt, dass mit dem Einsatz des von uns entwickelten Algorithmus der manuelle Kontrollaufwand zum einen minimiert und zum anderen die Anzahl nicht entdeckter Fehler reduziert werden kann.

Die Vorteile der stetig abnehmenden Toleranz sind, dass beide Zielgrößen gleichzeitig behandelt werden und dass keine lange Einführungszeit notwendig ist, um den optimalen Prozentwert für die Gewichtstoleranz zu ermitteln. Des Weiteren ist diese Methode unabhängig von der Anzahl der Artikel in einer Sendung. Sie ist anwendbar für die Ermittlung der Gewichtstoleranzen sowohl von Einzelwarenstücken als auch von Gruppen (Artikelpositionen) oder von Mischsendungen.

Selektive Stichproben für den Feinschliff


Zur weiteren Optimierung der Fehlerstellenausschleusung empfehlen wir  bei allen Methoden zur Toleranzermittlung zusätzliche Stichproben. Diese sollten jedoch nicht rein numerisch oder zufällig, sondern entsprechend vordefinierter Bedingungen ausgewählt werden: Die Stichproben sollten nur Sendungen umfassen, die nach der Gewichtskontrolle als fehlerfrei kategorisiert wurden. Das Gewicht des leichtesten enthaltenen Warenstücks sollte leichter sein als die für die Sendung anzuwendende Gewichtstoleranz. Und wenn die Sendung hochwertige Artikel enthält, die leichter sind als die Sendungsgewichtstoleranz, sollten diese Sendungen unbedingtin der Stichprobe erfasst werden. Selbst wenn durch die Anwendung dieser Art der selektiven Stichprobe die Anzahl an manuellen Kontrollen steigt, können hierdurch insbesondere bei hochwertigen Artikeln unentdeckte Fehler verringert werden.

Fazit

„Für unseren Kunden, der mit den verschiedenen selektiven Toleranzen experimentiert hat, konnten wir durch die Änderung der Ermittlung der Toleranz den manuellen Kontrollaufwand um 91 Prozent reduzieren. Selbst nach Einführung einer selektiven Stichprobe von 10 Prozent aller relevanten Sendungen liegt die Reduktion des Kontrollaufwands immer noch bei 86 Prozent gegenüber der Ausgangslage, bei der die Sendungsgewichtstoleranz 50 Prozent des Gewichts des leichtesten enthaltenen Einzelteils betrug“, bestätigt Christian Berndt, Seniorberater bei Pierau Planung.

Wenn Sie mit den Ergebnissen, die Sie durch die Sendungsgewichtskontrolle erzielen, unzufrieden sind oder wenn Sie Ihre Ergebnisse auf den Prüfstand stellen wollen, lohnt sich eine Analyse der Gewichte, der Toleranzen und der Randbedingungen.