電子標簽輔助揀貨自動化控制系統研究
|
前言 | |
|
物流的發展已有多年的歷史，以往企業于物流上并無成本管理的意識，現在它卻成為企業流程合理化的最后一道關卡，而在經營戰略上更是降低成本的重要關鍵性因素，視其為企業之第三利潤來源。近年來又因隨著網際網絡、電子商務的沖擊，例如美國最大的網絡零售書店 - 亞馬遜(Amazon)網絡收店的興起，其不僅帶起一股電子商務的熱潮，更帶起企業對物流機制的重視，因此物流已儼然成為一項熱門的技術與話題。舉凡與人們平日生活息息相關之行業，諸如便利超市通路業、3C 產業、電子商務B2C企業、連鎖出版業、直銷業、貨運業…等，莫不致力于物流系統的投資與改善，目的即是要滿足現代社會多樣少量的需求型態，快速且即時的送貨至客戶手中，以提高客戶的服務滿意度。 以企業財務之觀點來看，物流作業的成本來自于運輸、搬運、倉儲、揀貨等各種不同的作業成本，而根據統計，一件商品最后售價的30% 是來自于物流的成本費用。而從物流的成本結構分析得知，其中揀貨成本約佔了40%，此外揀貨作業之直接相關人力的投入，亦約占了整個物流中心投入人力的50%左右；而在整體物流中心的作業時間當中，花在揀貨的時間亦占了大約30%~40%。由此觀之，不論從成本、人力，或者是時間的角度來分析，都顯示了揀貨作業的重要性。揀貨的目的不外乎是要在有限的時間內迅速、正確的集結客戶的訂購內容，以縮短客戶從下單到收取貨品的周期時間，同時能降低其相關的作業成本。因此物流中心如何規劃及導入一套適當的揀貨系統與設備，并作好合理的揀貨作業管理，是一個相當值得研究的課題。 | |
| ||
|
揀貨作業的策略與方法，一般可分為訂單揀貨(Order Picking ,By Order)、批次揀貨(Batch Picking ,By Item)，或者兩者的混合運用。此外尚需搭配訂單的分割、訂單的批次匯整及訂單的合流等策略的運用，方可將整體的揀貨作業效率做適當的發揮。 | ||
|
| ||
|
1. 訂單揀貨：依客戶訂單的訂購內容，以一張訂單為單位進行品項的揀取作業。此種揀貨方法的優點有下列幾項： 2. 批次揀貨(Batch Picking ,By Item)：先將某一數量之訂單匯整成一批次訂單，再針對該批次訂單進行總量揀 取，待揀貨完成再針對該批次訂單所揀取品項，依訂購客戶別進行二次分類。此種揀貨方法的優點有下列 幾項：
a. 一次揀出商品總量，可使總行走距離縮短，亦使單位時間之揀貨量增加。 b. 由于批次揀貨是以商品為作業角度，因此不需待欲作業品項全數到齊前即可進行二次分類作業，亦即批次揀貨作業與二次分類作業可同時進行，以縮短批次的總作業時間。 c. 由于批次揀貨是以商品的總量進行揀貨，然后再進行二次分類作業，如此兩階段作業間可形成相互的稽核行為，使整體揀貨作業之正確率提高。 批次揀貨方法的缺點則有下列幾項： a. 對于客戶訂單并非同時集結至物流中心的型態而言，其必須累計一定數量的訂單后，方可進行批次匯總揀貨，如此較能達到作業的經濟效益，但相對的亦會造成等待時間的浪費，使得作業之前置時間加長。 b. 批次揀貨是以某一數量之客戶訂單集結匯總后，再以商品的總量進行揀貨，因此其于揀貨完成后，必須再進行商品的二次分類作業，方能完成客戶訂單的揀取。因此批次揀貨需再搭配適當的分類 系統，方能完成商品的分類作業。 c. 對于庫存型物流中心而言，若采用批次揀貨作業模式，不論是否采用自動化設備來輔助分類作業，皆需再另備額外之作業空間，以完成二次分類作業。 d. 由于是采取批次匯總揀貨后，再進行分類的作業模式，因此對于訂單量大的物流中心，會因批次揀貨的次數多，而使總作業時間增加，但若為了減少批次數量而增加每批次的客戶訂單數，則會使得二次分類的作業時間與困難度增加。 e. 此種作業模式會因客戶訂單數的增加，而使得所采用的揀貨設備產能趨于飽合，需再多出另一批次作業，促使總作業時間的增長。 3. 訂單揀貨與批次揀貨混合運用：先將客戶訂單之訂購品項依系統邏輯進行分割，某些品項依訂單揀貨進行，其余則采批次揀貨，最后再進行訂單合流。 至于一個物流中心到底是采用訂單揀貨適當，或者是批次揀貨合適，此尚需經過事前的詳細分析與規劃，而其考量的方向大致有，例如：物流中心的型式是屬于庫存型或通過型，商品的種類與特性、搬運的特性、儲存單位、揀貨單位、客戶訂單數據的EIQ 分析、商品的ABC 分類、以及是否有適當的倉儲信息管理系統…等等，皆是重要的影響因素。當決定了適當的揀貨策略后，更要再選擇與導入合適的揀貨邏輯方法與設備，方能將物流中心之揀貨效率作適當的調整與發揮，進而達到物流中心之整體經營目標。 | ||
|
二、 揀貨作業之相關方法與設備
| ||||||||||
|
根據物流中心的類型及采用之揀貨策略大致可歸納出以下之揀貨方法，但這些作法是屬較為普遍的一般性應用，并非是絕對性的應用：
1. 依揀貨策略特性來區分，訂單別的揀貨策略，可采用摘取式的揀貨作業模式。而批次別的揀貨策略，則可采用播種式的揀貨作業模式，而其中播種式又可分為先整批次揀貨完成后，再行播種分類，或者是即摘即播兩種。「即摘即播」顧名思義是當進行整批次的品項摘取時，一并進行該品項的客戶需求分類作業。 2. 而若依所采用的揀貨設備特性來區分，則可分為下列三種： a. 人工揀貨：完全采用人工方式，不藉由其它自動化設備的輔助。例如傳統的看單揀貨、貼標揀貨…等。 b. 半自動化：此種設備需藉由人力的輔助操作，以達揀貨作業的進行。此外依照人與設備間的互動關系，又可區分為下列兩種： (1) 人就物：物品放置固定不動，揀貨人員需至物品放置處將物品揀出的作業方式。例如：電子標簽輔助 揀貨系統、揀貨臺車、掌上型終端機揀貨…等。 (2) 物就人：此種設備的作業方式與人就物相反，揀貨時作業者只需停駐在固定位置，等待揀貨設備將欲揀取之物品運至面前的作業方式。例如：水平式或垂直式旋轉料架、自動倉儲..等。 3. 全自動化：由揀貨設備的機械自動負責，無需人力的介入即可完成揀貨作業。例如：自動分類機、A型自動揀貨機、自動揀貨流利架、揀貨機器人…等。 以下根據上述的分類方法，簡略的介紹各項相關揀貨設備及其應用方法，然本文只單純介紹與揀貨作業有關的相關設備，至于與揀貨亦息息相關的儲存設備，如各式各樣的靜態儲存貨架，或者是搬運設備，如堆高機、牽引車、輸送帶..等，并不在本文的探討范圍內。 | ||||||||||
|
1. 人工揀貨方法
a. 揀貨單據：揀貨單/出貨單(Picking List / Shipping List) 此種揀貨方式是為最傳統的揀貨方法，揀貨人員依據信息管理系統所打印出的揀貨單或出貨單，一次揀取一張或多張訂單，自由地行走于貨架間進行訂購貨品的揀取。揀貨人員必須憑借著對揀區儲位熟悉的記憶，并按單據上的數據進行作業。而其中都可因人員對于揀貨資料的誤讀，不論是品項或數量，而使揀貨的 正確率降低，特別是隨著人員作業時間的加長。 此傳統的揀貨方法可能較適用于每日訂單數不多，或者每張訂單的訂購品項數不多，或者是所謂的少樣多量的出貨型態上。此外，在揀貨單的設計上亦盡量以能讓揀貨人員易于辨識為原則。 b. 貼標揀貨 此種揀貨作業是于揀貨前先針對訂單的訂購品項按需求數量印出等量的標簽，亦即一件或一箱貨品即印出一張標簽，一張客戶訂單的標簽數即等于該張訂單的總揀貨件數。此外標簽上已載明相關的揀貨訊息與客戶信息，揀貨人員以此取代揀貨單以進行揀貨，揀取一件貨品即以一張相對應的標簽貼上，一方面可以標簽上的信息與揀取的貨品作比對確認，另一方面當該訂單的標簽全數黏貼完畢，即表示完成該訂單的揀貨作業，而該訂單于總件數的正確性則可依此作某一程度的精確控管。然此種揀貨作業較適用于揀貨單位為 箱的出貨型態。 | ||||||||||
|
2. 半自動化 - 人就物揀貨設備
a. 電子標簽輔助揀貨系統 在歐美一般稱為PTL(Pick-to-light or Put-to-light) System ，在日本稱之為CAPS(Computer Aided Picking System) 或者DPS (Digital Picking System) 。其主要是由主控計算機來控制一組安裝在貨架儲位上的電子裝置，藉由燈號與顯示板上數字的顯示，以引導揀貨人員正確、快速的揀取貨品。 電子標簽若依硬件設計與應用之不同，可分為標準型與經濟型兩種。 (1) 標準型：在標簽的面板設計上，除了燈號與按鍵外，尚有一可顯示數量的LED 顯示設計。而按鍵亦有雙鍵式(確認鍵與缺貨鍵)及三鍵式(確認鍵與可調整數量的上、下鍵)兩種。一般標準型的電子標簽較常用于出貨頻率高的商品儲位，采用一對一方式，亦即一個電子標簽只對應一個揀儲位。但亦有應用于出貨頻率低的商品，采一對多方式，亦即一個電子標簽只對應多個揀儲位，而于揀貨時LED上除了數量顯示外，另有應揀儲位代號的輔助顯示。由于一對多的作業方式尚需揀貨者的判斷，可能會提高揀貨的錯誤率，因此較適用于B , C級的商品。 (2) 經濟型：與標準型的差別在于其只有燈號與按鍵的設計，無法顯示應揀數量，因此硬件成本較低。而在揀貨應用上則是數個經濟型標簽共同對應一個標準型標簽，由標準型標簽作為數量顯示器。由于硬件成本較為低廉，且是采用一對一的方式運作，因此對于出貨頻率低的商品，亦可采用此項設備 ，以降低投資成本。而電子標簽在揀貨系統上之應用，依揀貨作業方法之不同可分為摘取式(Pick-to-light) 與播種式(Put-to-light)兩種。 (1) 摘取式：貨架上安裝的標簽所對應的是商品，揀貨人員依標簽的指示，自貨架上將商品取下。其在應用類型上有下列幾種： (a) 一人一單摘取：亦即一個揀貨人員一次負責揀取一張訂單，大部份揀貨區采用重量棚式的儲存貨架，若安裝電子標簽，即是采取此種揀貨方式。 (b) 接力式摘取：一個揀貨人員只負責某一部份揀區的標簽，當訂單進入其負責區域，揀貨員只針對其負責區域下，有點亮標簽的品項揀貨，當揀貨完成則將該訂單之揀貨箱轉傳至下一個相鄰區域的負責人繼續該訂單的揀貨，而其則可進行下一張訂單的揀貨作業。因此一張訂單在其揀貨周期中是被不同揀貨者接力來完成的。一般大部份揀貨區采用流利架式的儲存貨架，若安裝電子標簽，即采取此種揀貨方式。 | ||||||||||
| ||||||||||
|
(2) 播種式：貨架上安裝的的標簽所對應的是客戶，揀貨人員將批次匯總后之商品，依標簽的指示，并分配至訂購客戶。其在應用類型上有下列幾種：
(a) 接力播種：其整體之作業方法與接力式摘取相同，作業員只針對其負責區域下，有點亮標簽的客戶進行商品的分類作業，而一種商品則是在不同的作業者接力下來完成的。 (b) 通道播種：此種作業是將整個播種區域劃分為數個信道，各個信道間是獨立作業，彼此間不互相影響，而一個通道所函蓋的客戶即自成為一個批次。在理論上，一個通道完成所有品項之播種分類后，該通道則可繼續另一批次不同客戶的播種分類。 | ||||||||||
|
b. 非實時型(Off Line) 掌上型終端機(Handy terminal ) 掌上型終端機又可稱為數據收集器(Data Collector)，主要是利用輕薄短小的設備在作業現場依終端機的作業指示，來進行各項作業。一般掌上型終端機較常應用在倉儲管理方面，例如進貨驗收、庫存盤點、出貨檢核…等，或者應用在制造業生產在線的數據收集。 其其在揀貨作業上的應用，不論采用的是訂單揀貨或批次揀貨，揀貨人員只要遵守終端機上的揀貨儲位指示，至指定地點揀取應揀貨商品，并可搭配掌上型終端機內附的條形碼掃瞄器，作進一步的應揀商品確認，使得揀貨正確率比傳統的看單揀貨更為提升，除此之外，揀貨的動線亦根據訂單的訂購內容，作過適當的規劃安排，并反應在指示上。 掌上型終端機一般于作業前，需先至計算機下載揀貨數據，待揀貨完成后，再至計算機處將揀貨結果上傳至計算機。在揀貨作業過程中終端機是不與計算機直接聯機，亦即揀貨的訊息不會實時回傳至后臺作業管理系統，因此其較適用于不需實時反應揀貨訊息或者庫存信息的作業上。 c. RF Terminal Picking / On Line 這是另一種掌上型終端機，與前述之差別在于其利用無線電電通訊技術，讓終端機本身能與后臺的計算機系統，于作業過程中一直維持著聯機狀態，讓彼此間的數據能做實時性的傳輸。 一般RF終端機亦常應用在倉儲管理方面，例如進貨驗收、庫存盤點、實時性的補貨、儲位的調整…等。而其在揀貨作業上的應用與上述非實時型掌上終端機相同，好處在于其能實時的反應訂單的揀貨狀態，或者實時反應揀位上的庫存狀況，讓補貨作業更為實時，降低因補貨不及致使揀貨作業之延遲。 d. 揀貨臺車(Picking Cart) 此設備是在揀貨臺車上裝設一部控制計算機以及數個電子標簽，而每個標簽分別代表一張客戶訂單。一般而言，揀貨臺車較適用在批次揀貨的策略上，利用即摘即播的作業模式，一次揀取多張訂單，以提升整體作業效率。 臺車上的控制計算機會先將批次揀貨數據作一最佳路徑計算，并藉由揀貨訊息的顯示，來導引揀貨人員進行批次匯總的商品揀貨作業，而于揀取某品項總量后，其會控制電子標簽以顯示該品項正確的分類信息，以 達即摘即播作業。 | ||||||||||
| ||||||||||
|
由于揀貨臺車上的存放空間有限，因此較適用于產品體積小，且出貨頻率不高的B、C 級產品，例如CD、醫藥、化妝品、電子零件…等。此外，其亦可搭配無線網絡卡，使控制計算機能于揀貨過程中，實時的與后臺管理系統聯機，立即的反應當下之揀貨情況，包含缺貨或者是產品庫存數量數據立即反應。
| ||||||||||
| ||||||||||
本文標簽：電子標簽輔助揀貨自動化控制系統研究
* 由于無法獲得聯系方式等原因，本網使用的文字及圖片的作品報酬未能及時支付，在此深表歉意，請《電子標簽輔助揀貨自動化控制系統研究》相關權利人與機電之家網取得聯系。
：鞏經理
：13915946763
：南京塞姆泵業有限公司
