類Locusbots系統於分區揀貨倉庫 的揀貨人員Block選取問題研究

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張右昇(YU-SHENG CHANG) 查詢紙本館藏

畢業系所

工業管理研究所

論文名稱

類Locusbots系統於分區揀貨倉庫的揀貨人員Block選取問題研究

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摘要(中)

近年來資訊科技迅速發展，再加上行動網絡的普及化，造成電子商務的盛行，因此市場需求逐漸轉變為「少量、多樣化」，市場需求的改變同時也提升了物流中心的作業難度，其中對於揀貨作業更甚明顯。根據De Koster et al.（2007）的研究指出，目前大多數的物流中心仍屬於勞力密集的產業，揀貨作業不僅相當耗費成本，更是一種屬於勞力密集的活動，在物流中心裡與揀貨作業相關的人力佔了50%以上。因此為了因應「少量、多樣化」需求的時代來臨，適時地導入自動化設備，並規劃一個合適的揀貨策略，將對物流中心的成本、產能以及效率有著決定性的影響。
基於前述原因，本研究旨在深入探討類Locusbots系統在分區揀貨倉庫中的揀貨策略，與以往Locusbots系統研究不同的是此研究的環境為類Locusbots分區揀貨倉庫。我們打破了傳統揀貨人員只能在自己的Block進行揀貨作業的限制，揀貨人員可以在屬於自己Zone內的Block互相幫忙，吾人將針對「揀貨人員的Block選取問題」進行探討。本研究對「揀貨人員的Block選取問題」提出了第一類及第二類法則，其中第一類法則為本研究所設計之揀貨人員的Block選取法則；而第二類法則則是對第一類法則的延伸，其目的為事先在其所屬Zone內挑選出較繁忙的Block進行揀貨作業，評估方式為計算揀貨Block之（Robot數量/揀貨人員數量）的比例（又稱R/P ratio），若比例大於1，則代表其為繁忙Block，挑選出繁忙Block後再使用本研究所設計之揀貨人員的第一類Block選取法則針對其進行揀貨。若無R/P ratio > 1的Block，則直接使用揀貨人員的第一類Block選取法則選擇Block進行揀貨。
最後，我們利用Arena模擬軟體進行實驗，分析「揀貨人員的Block選取問題」之第一類與第二類法則比較，並針對本研究所提出的數種法則在不同績效指標下的表現。期望藉此找出最適合的揀貨策略組合，同時為未來類似研究提供有價值的參考與貢獻。

摘要(英)

In recent years, the rapid development of information technology, coupled with the widespread adoption of mobile networks, has led to the prevalence of e-commerce. Consequently, market demands have shifted towards "small quantity and diversity," increasing the complexity of operations in logistics centers, particularly in picking activities. According to the study by De Koster et al. (2007), most logistics centers remain labor-intensive industries. Picking operations are not only costly but also labor-intensive, with related personnel accounting for over 50% of the workforce in these centers. Therefore, to adapt to the era of "small quantity and diversity" demands, timely introduction of automated equipment and planning an appropriate picking strategy is crucial in significantly impacting the cost, capacity, and efficiency of logistics centers.

Based on the aforementioned reasons, this study aims to delve into the picking strategies in zone-picking warehouses similar to those using LocusBots systems, setting it apart from previous studies on LocusBots systems. We have broken the traditional constraint that pickers can only operate within their designated blocks. In our system, pickers are allowed to assist each other within blocks that belong to their own zone. This study explores the "Block Selection Problem for Pickers," proposing two types of rules. The first type, designed in this study, governs the picker′s block selection, while the second type extends the first, aiming to preemptively select busier blocks within their zone for picking. The evaluation method involves calculating the ratio of the number of robots to the number of pickers (R/P ratio) in a picking block. If the ratio exceeds 1, it indicates that the block is busy. Once busy blocks are identified, the first type of block selection rule designed in this research is applied. If there are no blocks with an R/P ratio greater than 1, pickers directly use the first type of block selection rule.

Finally, we utilize the Arena simulation software to experimentally analyze and compare the first and second types of block selection rules and evaluate the performance of the proposed rules under different performance indicators. Through this, we aim to identify the most suitable combination of picking strategies, providing valuable insights and contributions for future similar research.

關鍵字(中)

★ 物流中心
★ Locusbots系統
★ 揀貨人員
★ 揀貨策略

關鍵字(英)

★ Logistics Center
★ LocusBots System
★ Pickers
★ Picking Strategy

論文目次

摘要 I
Abstract III
目錄 V
圖目錄 VIII
表目錄 IX
第一章緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究環境 2
1.3 研究動機 4
1.4 研究目的 5
1.5 論文架構 6
第二章文獻探討 9
2.1 Locusbots 系統（Locusbots System） 10
2.1.1 Locusbots系統環境與作業流程 11
2.1.2 Locusbots系統的設備介紹 12
2.2倉儲規劃（Warehouse Planning） 16
2.2.1倉儲設計（Warehouse Design） 16
2.2.2走道設計（Aisle Design） 18
2.3揀貨作業規劃（Picking operation planning） 20
2.3.1揀貨方法（Picking Method） 20
2.3.2揀貨政策（Picking policy） 21
2.3.3揀貨路徑策略（Picking Routing Strategy） 24
2.3.4揀貨作業績效評估指標（Picking Operation Performance Evaluation Indicator） 28
第三章研究方法 29
3.1 Locusbots系統之作業流程的符號及變數定義 30
3.2 Locusbots系統之作業流程與問題分析 31
3.2.1 Locusbots系統之揀貨人員的作業流程 31
3.2.2 Locusbots Robot系統之揀貨機器人的作業流程 34
3.3 各問題之方法整理 37
3.4 訂單選取問題 40
3.4.1 隨機選取法 40
3.5. 揀貨人員的Block選取問題（第一類型） 40
3.5.1第一類隨機選擇法 40
3.5.2第一類最大揀貨品項數法 40
3.5.3第一類最小揀貨品項數法 41
3.5.4第一類最大（揀貨品項數/揀貨人員數量）比例法 42
3.5.5第一類最小（揀貨品項數/揀貨人員數量）比例法 44
3.5.6第一類最短旅行距離 45
3.6. 揀貨人員的Block選取問題（第二類型） 46
3.6.1第二類隨機選擇法 47
3.6.2第二類最大揀貨品項數法 47
3.6.3第二類最小揀貨品項數法 48
3.6.4第二類最大（揀貨品項數/揀貨人員數）法 50
3.6.5第二類最小（揀貨品項數/揀貨人員數）法 51
3.6.6第二類最短旅行距離法 52
3.7. 揀貨人員Robot的選取問題（揀貨人員優先處理哪一台Robot） 54
3.7.1隨機選擇法 54
3.7.最短旅行距離法 54
3.8 Robot的Zone選取法則（決定Robot該前往哪一個Zone） 56
3.8.1隨機選擇法 56
3.9 Robot的Block選取法則（決定Robot該前往哪一個Block） 56
3.9.1隨機選擇法 56
第四章模擬實驗與分析 57
4.1 模擬實驗設計 57
4.1.1 揀貨環境設定 57
4.1.2 實驗訂單設定 58
4.1.3 揀貨環境假設 59
4.1.4 績效評估指標 60
4.2 統計分析 60
4.2.1 分析說明 62
4.2.2 依「揀貨系統總執行時間（TST）」為績效評估指標 62
4.2.2.1 個別因子之說明（依TST績效值） 63
4.2.2.2最佳因子組合與績效 69
4.2.3 依「訂單在系統內總時間（TTIS）」為績效評估指標 71
4.2.3.1個別因子之說明（依TTIS績效值） 72
4.3 實驗結論 80
第五章研究結論與建議 82
5.1 研究結論 82
5.2 未來研究建議 84
參考文獻 85
中文文獻 85
英文文獻 86

參考文獻

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指導教授

何應欽(Ying-Chin Ho)

審核日期

2024-7-26

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