Developing a WMS in an omni-channel environment

Abstract (Swedish)

Den så kallade multikanals-strategin myntades redan på 90-talet som ett sätt att beskriva återförsäljares användning av två eller mer kanaler för att sälja produkter och tjänster till kunder. I mitten på det första årtiondet började det här begreppet att evolvera på grund av framväxande diskussioner kring integration mellan säljkanalerna. Det här ledde till introduceringen av omni-kanalsstrategin. Dess huvudsakliga idé är att omspänna fler marknadsförings-, sälj och distributionskoncept, samt med tonvikt på sömlös integration mellan kanaler. Under den senare delen av första decenniet kom forskare fram till att teknologin som faktor är det huvudsakliga hindret för att kunna uppnå verkliga synergier inom någon multikanals- eller omnikanals-strategi. Förutom affärssystem (ERP), kan stöd med informationssystem kring processer göras med ett lagerhanteringssystem (WMS). Tidiga framsteg inom omni-kanalssegmentet har i stort sett varit från ”bäst-i-klassen”-system. Medan idag ser man att de större WMS-leverantörerna följer deras spar. Numera finns en större press att tillgodose lösningar som kan hantera kraven som ställs av försörjningskedjor i omnikanals-miljöer med komplexa förmågor att uppfylla kunders ordrar. Nyare studier har visat på att ny logik krävs från dessa system för att på ett effektivt sätt hantera denna s.k. ”omni-channel fulfillment”. Detta indikerar att det torde tjäna ett stort syfte att veta vilka de mest fundamentala och kritiska kraven är på ett system som ska användas av aktörer som önskar att verka i omnikanals-domänen.

Samarbetspartnern, PerfectIT, är ett svenskt mjukvaruföretag som har utvecklat ett moln-baserat affärssystem för återförsäljare inom e-kommers. Det stödjer på ett obearbetat sätt integration mellan kanaler och lagerhanteringsrelaterade funktioner. Företagets kunder är antingen mer eller mindre engagerade mot multikanals- och omnikanals-strategier. För att kunna konkurrera ställer de särskilda krav på systemet som det inte kan tillgodose i dagsläget. Eftersom PerfectIT strävar efter att utveckla deras nuvarande lösning med funktioner inom lagerhantering (WMS), kommer det här examensarbetet undersöka vilka implikationerna är på ett lagerhanteringssystem om det utvecklas mot återförsäljare som verkar i en omnikanals-miljö.

Några utav de inneboende problemen till detta som författarna önskar svara på är:
Vilka funktioner bör tas i beaktning i ett lagerhanteringssystem (WMS) för effektiv lagerhantering i en omnikanals-miljö, och
Hur kan dessa realiseras och implementeras?

Två teoretiska linser har applicerats på grund av gränslandet som arbetet utgörs av mellan disciplinerna logistik och informationssystem (IS). Systemteori inom logistik-disciplinen var avgörande för att erhålla kunskap om konkreta försörjningskedje-system genom kartläggning och modellerande. Från IS-disciplinen applicerades designteori (DSR) för att utveckla praktisk kunskap för design och realisering av initiativ inom informationssystem. Tillvägagångssättet för forskning var induktivt och baserat i den kritiskrealistiska paradigmen. Främst eftersom författarnas syfte var att förstå systemen kring order-uppfyllan i omnikanals-miljöer och de problem som relateras till informationssystem, och sedan använda det som en förelöpare till förbättring (att föreslå hur det kan uppnås). Dessa förslag är teoretiska propositioner, beskrivna som designteorier, om vad ett föreslaget system borde tillgodose för att lösa och uppnå de identifierade kraven. En kvalitativ multipel fallstudie med intervjuer och observationer hölls på fyra företag av olika storlek och komplexitet av försörjningskedja. Alla var aktiva som återförsäljare inom e-kommers och jobbade med eller mot förmågor kring order-uppfyllan inom omnikanals-miljöer. Sekundär data samlades in genom litteraturstudier och screenings med multipla källor. Resultaten analyserades individuellt och korsvis för att öka den interna validiteten.

De viktigaste fynden inom design av funktioner till ett lagerhanteringssystem, med avseende på omnikanals-försäljning och lagerverksamhet, är att bygga en grund ovanpå flytande lagring som går bortom att hålla koll på saldot på positioner. Det finns ett behov av att omdefiniera vad synlighet och spårbarhet egentligen betyder när man bygger stödjande system för lagerverksamhet inom en omnikanals-miljö. Den avgörande biten är att ha en smart och klar datastruktur som tar hänsyn till de fundamentala elementen av artikel-, enhets- och orderstrukturer, samt alla typer av lagringspositioner som dessa kan befinna sig i/på/inom. Författarna kallar dessa logiska positioner eftersom de kan vara allt från en lada på en plats inom en lastbärare av något slag, till en bur inom ett definierat område. Författarna kallar även enheter och ordrar för logiska entiteter eftersom de kan representera samlingar och mängder av saker i manga former, t.ex. enheterna av en artikel på en viss lagringsenhet eller enheterna i en order. Dessa logiska positioner och entiteter kan ha (era nivåer av) logiska tillstånd ställda på dem. Här vill författarna betona ett resonemang kring syftesmässig hantering och frikoppling. Genom att veta vilka tillstånd som entiteter befinner sig i, och genom att ha en regelbaserad beslutsmotor, kan man guida processer som annars kanske är knutna till eller beroende av specifika operatörer. Baserat på analysens resultat har författarna kommit fram till ett antal designteorier, som ett generiskt system borde ta hänsyn till för att tillgodose de övergripande kraven och dilemman som är relaterade till återförsäljningsindustrin inom omnikanals-miljön:

En förmåga att knyta logiska entiteter (gods samt ordrar )till logiska positioner och tillstånd.
En förmåga att hantera partitioner av logiska positioner eller entiteter, tvärs över eller inom hierarkier.
En förmåga att hantera en regelbaserad beslutsmotor för att guida material flöde, buffring och värdeadderande processer av logiska entiteter.

Popular Abstract

The so called multi-channel strategy was coined back in the 90's as a way to describe retailers' use of two or more channels for selling products and services to customers. In the middle of the first decade this concept started to evolve, due to emerging topics around integration between the sales channels. This ultimately led to the introduction of the omni-channel approach. Its main idea is to span more marketing, sales, and distribution concepts, as well as put emphasis on achieving seamless integration between channels. In the latter part of the first decade researchers identified technology as the main obstacle for truly achieving synergies in any multi or omni-channel strategy. Apart from ERP systems, information system support within operations is often done with a warehouse management system (WMS). Early advances within the omni-channel segment has largely been made up of best-of-breed solutions. Whereas today, in the middle part of the second decade, most of the large WMS vendors are following their trail. There is now a pressure to adopt solutions that can manage the requirements from omni-channel supply chains with complex order-fulfillment capabilities. Recent studies have shown that new logic is required from these systems to effectively manage omni-channel fulfillment. This indicates that it would serve a great purpose in knowing what the most fundamental and critical requirements are of a system, that is to be used by actors that wish to operate efficiently in the omni-channel domain.

The collaborating partner in this thesis, PerfectIT, is a Swedish software vendor and has developed a proprietary cloud-based retail business system, which crudely supports integration between channels and WMS related functionalities. Their customers are either more or less engaged towards multi and omni-channel strategies. To be able to compete they put certain requirements on the system which it can not accommodate as of today. Since PerfectIT desires to develop their current solution with WMS capabilities, this thesis will investigate what the implications are on a WMS when developed towards retailers that operate in an omni-channel environment.

The inherent problems are:
What functionalities should be considered in a WMS solution for efficient warehousing in an omni-channel environment, and
How can they be realized and implemented?

Two theoretical lenses have been applied because of the borderland between the logistics and information system (IS) disciplines. The systems approach within the logistics discipline was key to acquire knowledge about concrete supply chain systems through the use of mapping and modeling. From the IS discipline the authors have applied design science research (DSR) to develop practical knowledge for the design and realisation of information system initiatives. An inductive critical realist approach to research was held since the authors aim to understand the systems made up around omni-channel order-fulfillment and the issues related to information system support, and then use that as a precursor to improvement (suggest how this could be achieved). These suggestions are theoretical propositions, described as design theories, on what a proposed system should accommodate to solve and achieve identified requirements. A qualitative multiple-case study with interviews and observations was carried out at four (4) companies of different sizes and complexity of their supply chains, all of which were active as e-commerce retailers and were working with or towards omni-channel order-fulfillment capabilities. Secondary data was collected through literature review and screenings with multiple sources. The results were ultimately analyzed individually and cross-wise to increase the internal validity.

The most important findings within WMS feature design, with respect to omni-channel sales and operations, is to build a foundation on top of random (floating) storage locating that goes beyond tracking balance on positions. It is needed to redefine what visibility and traceability really means when building supporting systems for operations in an omni-channel environment. The crucial part is having an intelligent and clear data structure that takes into account the fundamental elements of item and order structures, as well as all types of storage positions that these may reside within. The authors call these logical positions, since they may be everything from a box in a load carrier, to a cage in a defined area. The authors also call items and orders logical entities, since they can represent collections of things in many forms, e.g. the items of an article in a stock unit or the items of an order. These logical positions and entities may have several (levels) of logical states placed on them. Here the authors wish to emphasize a reasoning on purposeful handling and decoupling. By knowing what state different entities are in, and having a rule-based decision engine, it could help guide processes that are otherwise tied to or dependent on specic operators. Based on the analysis results the authors have come up with a number of design theories that a generic system is to take into account in order to accommodate the overarching requirements and dilemmas related to omni-channel retailing.

The ability to tie logical entities (goods as well as orders) to logical positions and states.
The ability to handle partitions of logical positions or entities across hierarchies.
The ability to purposefully guide material flow, buffering, and value-adding processes of logical entities.

• author: Linde, Gustav and Åkerblom, Jonathan
• supervisor: Joakim Kembro
• organization: Engineering Logistics
• alternative title: Implementering av flytande lager i molnbaserat affärssystem
• course: MTT820 20161
• year: 2016
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Software requirement specication engineering, WMS, Multi-channel, Omni-channel, E-commerce, Retail, Cloud-based, SaaS, Warehouse operations, WHM, Information System, Design Science Research
• report number: 5799
• language: English
• id: 8773999
• date added to LUP: 2016-02-26 12:57:30
• date last changed: 2016-02-26 12:57:30