在同步分區揀貨倉庫之合作揀貨探討

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姓名

吳詩涵(Shih-han Wu) 查詢紙本館藏

畢業系所

工業管理研究所

論文名稱

在同步分區揀貨倉庫之合作揀貨探討
(A Study of Cooperation Picking In the Synchronized Picking Warehouse)

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摘要(中)

現代資訊科技、e化社會造成消費意識的改變，消費者少量多樣之消費型態也愈來愈被重視。且隨著消費意識提高，精緻內需的市場之要求也愈來愈多，故已漸漸轉化為由供應商經物流中心（Distribution Center；D.C.）直接將商品配送至各零售據點之作業方式，甚至直接將商品配送至消費者指定之地點，最終目的即是要快速且即時地送貨至客戶手中，以提高客戶之服務水準，而其中扮演最重要的角色乃為物流中心。
物流中心的各項內部作業中，揀貨作業是一項重要且繁複之工作。然而在傳統物流中心揀貨作業之相關人力，約佔整體物流人力50%以上，而揀貨作業時間佔整個物流時間比例更高達30%至40%。在成本面，物流中心的揀貨作業佔總作業成本約達55%。因此，揀貨作業的規劃與產品擺放的位置之規劃皆與揀貨作業效率有極大關聯。
本研究針對「合作揀貨區域」環境加以探討，並將此研究環境加入RFID增加其彈性與資訊之即時性，以及設計出多種品項儲位指派方法與跨區合作方法。將其與有無合作區域之設置作一比較，以證明本篇所提出之合作策略有較佳之表現，並期望找出最佳合作揀貨區域之分區揀貨的效果組合，以便在實務上有所助益。

摘要(英)

Modern information technology and electronization of society cause conscious of consumer have change, that customers attach great importance to consumer status is low-volume-high-variety. As enhancement of consumer consciousness, sophisticated domestic market has more and more requests, that has gradually transformed form supplier through DC (Distribution Center), which distribute goods to retailers directly, or even distribute goods to customers designated location. The ultimate goal is deliver goods to customer quickly and real time, that can enhance customer service level. Which are the most important role to play as the DC.
The most important and complex operation in traditional DC is picking operation that uses almost 50% of human resources and 30-40% of working time. On the cost side, the picking is account for 55% of total operation cost in the DC. Therefore, how to plan a reasonable picking operation and assign goods to the rack are have great relevance with picking efficiency.
This research will discussion about corporate picking zone, and add radio frequency identification (RFID) to increase flexibility and information Instantaneity in this circumstance, and this research will design many storage assignments and cross corporate rules. Furthermore, this research will compare with whether the corporate picking to verify these corporate strategies have a good performance or not. And we also expect to find the best combination of zone picking that established a corporate picking zone and be useful in the practice.

關鍵字(中)

★ 物流中心
★ 品項群聚
★ 合作揀貨區域
★ 無線射頻識系統

關鍵字(英)

★ Distribution Center
★ Clustering
★ Corporate Picking

論文目次

目錄
目錄 i
表目錄 v
第一章緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機 2
1.3 研究目的 4
1.4 研究環境 4
1.5 研究方法說明 6
1.6 論文架構 6
第二章文獻探討 9
2.1 儲位規劃問題﹙Storage Planning Problems﹚ 9
2.1.1 倉儲空間設計﹙Warehouse Design﹚ 9
2.1.2 產品儲位管理﹙Storage Management﹚ 11
2.1.3 產品儲位指派﹙Storage Assignment﹚ 12
2.2 訂單處理問題﹙Order Processing Problems﹚ 16
2.2.1 訂單批次問題﹙Order Batching Problems﹚ 16
2.2.2 訂單切割問題﹙Order Splitting Problems﹚ 17
2.2.3 群聚分析﹙Clustering Analysis﹚應用於揀貨環境 18
2.3 訂單揀貨問題﹙Order Picking Problems﹚ 20
2.3.1 揀貨人員之揀貨方法 20
2.3.2 揀貨路徑策略﹙Routing Policies﹚ 22
2.3.3 合作策略﹙Corporation Policies﹚ 26
2.4 揀貨系統﹙Picking Systems﹚ 27
2.4.1 電子輔助揀貨系統﹙Computer Aided Picking System；CAPS﹚ 27
2.4.2 射頻﹙Radio Frequency；RF﹚ 30
2.4.3 無線射頻識別系統﹙Radio Frequency Identification；RFID﹚ 30
第三章研究環境與設備 34
3.1 研究設備 34
3.1.1 設備簡介 34
3.1.2 設備應用流程 35
3.2 研究環境 36
3.2.1 原始環境 36
3.2.2 RFID環境下合作揀貨區域之新環境 37
第四章研究方法 39
4.1 訂單產生依據 39
4.2 品項分群 39
4.2.1品項相關係數 40
4.2.2 累計群聚演算法 42
4.2.3 Fuzzy C-Means分群演算法 43
4.3 品項指派法則 49
4.3.1 依品項相關係數分群 49
4.3.2 依FCMs分群演算法分群 51
4.3.3 指派品項群至各區域 51
4.3.4 品項的儲位指派 53
4.4 合作揀貨區域設計 57
4.5 跨區合作方法 63
4.5.1 不幫忙 63
4.5.2 有品項位於合作揀貨區域則幫忙 63
4.5.3 若相對剩餘揀貨時間﹙T﹚≧α 64
4.5.4 若相對剩餘揀貨數﹙Q﹚≧β 66
4.6 揀貨路徑策略 67
第五章系統模擬與分析 69
5.1 模擬實驗設計 69
5.1.1 實驗環境 69
5.1.2 實驗目的與方法 70
5.1.3 實驗假設與假設條件 71
5.1.4 模擬實驗因子 71
5.1.5 實驗績效評估指標 73
5.2 模擬實驗結果 73
5.3 ANOVA統計檢定分析 74
5.3.1 變異數分析 74
5.3.2 主要效果項分析 78
5.3.3 品項指派法則 83
5.3.4 交互作用分析 89
5.4 實驗結論 110
第六章結論與後續研究 119
6.1 研究結論 119
6.2 後續研究建議 120
參考文獻 121
中文文獻 121
英文文獻 122
網路資料來源 126
圖目錄
圖1.1、共同揀貨區域之示意圖（陳瀅如，2010） 3
圖1.2、傳統揀貨區域之細部作業示意圖（陳瀅如，2010） 3
圖1.3、揀貨區域示意圖（陳瀅如，2010） 5
圖1.4、研究環境俯視圖（陳瀅如，2010） 5
圖1.5、論文架構 8
圖2.1、揀貨路徑策略與品項位置擺放（Class A, B, C）（Manzini et al., 2005） 11
圖2.2、Petersen（2002）提出以量為基礎之儲位指派策略 13
圖2.3、以需求量為基準的儲位指派法則（Petersen II and Schmenner, 1999） 15
圖2.4、Ashayeri et al.（2002）所提出的三種不同儲位配置 15
圖2.5、（a）訂單別揀取示意圖（左）；（b）批量揀取示意圖（右）（圖片來源：曾裕茵，2004） 21
圖2.6、揀貨路徑政策 23
圖2.7、陳偉娜（2009）提出之研究環境 26
圖2.8、電子標籤（圖片來源：聚冠因尚科技有限公司，2010） 27
圖2.9、電子輔助揀貨系統架構（圖片來源：來富科技有限公司，2010） 28
圖2.5、（a）摘取式揀貨系統（左）；（b）播種式揀貨系統（右）（圖片來源：上尚科技股份有限公司，2010） 29
圖2.6、電子輔助揀貨系統作業流程﹙資料來源：本研究整理﹚ 30
圖2.7、RFID組成元件（圖片來源：（a）IC Brains Hong Kong Limited公司；（b）賽邦連鎖，2010） 32
圖3.1、設備位置擺放圖 35
圖3.2、揀貨步驟流程圖 36
圖3.3、傳統式分區揀貨示意圖 37
圖3.4、具合作揀貨區域之分區揀貨示意圖 38
圖3.5、揀貨區域無固定I/O點之RFID揀貨環境 38
圖4.1、依相關係數分群流程圖 50
圖4.2、依Fuzzy C-Means分群流程圖 51
圖4.3、指派品項群至各區域流程圖 52
圖4.4、分區排列方式初始解 53
圖4.5、垂直擺放方法 53
圖4.6、水平擺放方法 53
圖4.7、依品項總揀貨次數指派儲位流程圖 54
圖4.8、垂直擺放--第I分區 55
圖4.9、垂直擺放--第II分區 55
圖4.10、水平擺放--第I分區 56
圖4.1、水平擺放--第II分區 56
圖4.12、訂單重心之範例 57
圖4.13、輻射擴散（佔各分區25%）--第I分區 58
圖4.14、輻射擴散（佔各分區25%）--第I分區 58
圖4.15、輻射擴散（佔各分區25%）--第I分區 59
圖4.16、輻射擴散（佔各分區25%）--第II分區 59
圖4.17、輻射擴散（佔各分區25%）--第II分區 60
圖4.18、動態擴散（佔各分區25%）--第I分區 61
圖4.19、動態擴散（佔各分區25%）--第I分區 61
圖4.20、動態擴散（佔各分區25%）--第I分區 62
圖4.21、動態擴散（佔各分區25%）--第II分區 62
圖4.22、動態擴散（佔各分區25%）--第II分區 63
圖4.23、跨區合作法則--1之流程圖 64
圖4.24、跨區合作法則--1之範例說明 64
圖4.25、跨區合作法則--2之流程圖 65
圖4.26、跨區合作法則--2之範例說明 66
圖4.27、跨區合作法則--3之流程圖 66
圖4.28、跨區合作法則--3之範例說明 67
圖4.29、揀貨路徑流程圖 68
圖5.1、實驗環境設計 70
圖5.2、倉儲環境設定 70
圖5.3、實驗因子組合 73
圖5.4、相關係數計算的平均總系統時間之趨勢圖 79
圖5.5、品項分群的平均總系統時間之趨勢圖 80
圖5.6、品項儲位指派的平均總系統時間之趨勢圖 81
圖5.7、合作區域設計的平均總系統時間之趨勢圖 82
圖5.8、跨區合作方法的平均總系統時間之趨勢圖 83
圖5.9、跨區合作方法的平均總系統時間之趨勢圖（1） 88
圖5.10、跨區合作方法的平均總系統時間之趨勢圖（2） 89
圖5.11、跨區合作方法的平均總系統時間之趨勢圖（3） 89
圖5.12、跨區合作方法的平均總系統時間之趨勢圖（4） 89
圖5.13、在不同品項儲位指派水準下合作區域設計之交互作用圖 90
圖5.14、在不同跨區合作方法水準下合作區域設計之交互作用圖 91
圖5.15、在不同合作區域設計水準下跨區合作方法之交互作用圖 93
圖5.16、在不同品項儲位指派水準下相關係數計算、品項分群之交互作用圖 95
圖5.17、在不同相關係數計算、品項分群水準下合作區域設計之交互作用圖 97
圖5.18、在不同合作區域設計水準下相關係數計算、品項分群之交互作用圖 99
圖5.19、跨區合作方法-不幫忙水準下品項儲位指派、合作區域設計交互作用圖 101
圖5.20、在不同跨區合作方法水準下品項儲位指派、合作區域設計交互作用圖 102
圖5.21、在不同合作區域設計水準下品項指派法則（1）之交互作用圖 105
圖5.22、在不同合作區域設計水準下品項指派法則（2）之交互作用圖 105
圖5.23、在不同合作區域設計水準下品項指派法則（3）之交互作用圖 105
圖5.24、在不同跨區合作方法水準下品項指派法則（1）之交互作用圖 109
圖5.25、在不同跨區合作方法水準下品項指派法則（2）之交互作用圖 109
圖5.26、在不同跨區合作方法水準下品項指派法則（3）之交互作用圖 110
表目錄
表2.1、相關文獻彙整 9
表2.2、三種儲位指派法則之內容說明 13
表2.3、訂單揀貨方法（資料來源：The Warehouse Management Handbook, 1998） 22
表2.4、電子標籤揀貨系統之組成表 28
表2.5、射頻辨識與條碼的差異比較表（物流技術與戰略，2003） 31
表2.6、條碼系統與RFID系統之比較﹙資料來源：本研究整理﹚ 31
表4.1、相關係數定義與其值範圍 40
表4.2、訂單--品項矩陣 40
表4.3、品項i與Group A之品項j與品項k訂單--品項矩陣 41
表4.4、品項i與Group B之品項m與品項n訂單--品項矩陣 41
表4.5、品項相似度對應表 45
表4.6、品項指派法則 49
表4.7、兩兩分群間之訂單流量 52
表5.1、主因子水準總覽 72
表5.2、各因子水準績效的平均數與標準差 74
表5.3、五個因子組合之平均總系統時間之變異數分析摘要表 76
表5.4、相關係數計算的總系統時間之平均數與95%信賴區間 78
表5.5、相關係數計算的平均總系統時間之多重比較分析--Duncan Test 78
表5.6、品項分群的總系統時間之平均數與95%信賴區間 79
表5.7、品項分群的平均總系統時間之多重比較分析--Duncan Test 79
表5.8、品項儲位指派的總系統時間之平均數與95%信賴區間 80
表5.9、品項儲位指派的平均總系統時間之多重比較分析--Duncan Test 81
表5.10、合作區域設計的總系統時間之平均數與95%信賴區間 81
表5.11、合作區域設計的平均總系統時間之多重比較分析--Duncan Test 82
表5.12、跨區合作方法的總系統時間之平均數與95%信賴區間 83
表5.13、跨區合作方法的平均總系統時間之多重比較分析--Duncan Test 83
表5.14、三因子組合之平均總系統時間之變異數分析摘要表 85
表5.15、品項指派法則的總系統時間之平均數與95%信賴區間 85
表5.16、品項指派法則的平均總系統時間之多重比較分析（1）--Duncan Test 86
表5.17、品項指派法則的平均總系統時間之多重比較分析（2）--Duncan Test 87
表5.18、品項指派法則的平均總系統時間之多重比較分析（3）--Duncan Test 87
表5.19、品項指派法則的平均總系統時間之多重比較分析（4）--Duncan Test 87
表5.20、品項儲位指派因子水準下合作區域設計平均總系統時間與95%信賴區間 90
表5.21、品項儲位指派因子水準下合作區域設計之Duncan檢定表 90
表5.22、跨區合作方法因子水準下合作區域設計平均總系統時間與T檢定結果 91
表5.23、合作區域設計因子水準下跨區合作方法（1）的平均總系統時間與95%信賴區間 92
表5.24、合作區域設計因子水準下跨區合作方法（2）的平均總系統時間與95%信賴區間 92
表5.25、合作區域設計因子水準下跨區合作方法之Duncan檢定表 93
表5.26、相關係數計算與品項分群因子水準下品項儲位指派（1）的平均總系統時間與95%信賴區間 94
表5.27、相關係數計算與品項分群因子水準下品項儲位指派（2）的平均總系統時間與95%信賴區間 94
表5.28、相關係數計算與品項分群因子水準下品項儲位指派Duncan檢定表 95
表5.29、相關係數計算與品項分群因子水準下合作區域設計的平均總系統時間與95%信賴區間 96
表5.30、相關係數計算與品項分群因子水準下合作區域設計Duncan檢定表 96
表5.31、合作區域設計因子水準下相關係數計算與品項分群（1）的平均總系統時間與95%信賴區間 98
表5.32、合作區域設計因子水準下相關係數計算與品項分群（2）的平均總系統時間與95%信賴區間 98
表5.33、合作區域設計因子水準下相關係數計算與品項分群（3）的平均總系統時間與95%信賴區間 98
表5.34、合作區域設計因子水準下相關係數計算與品項分群之Duncan檢定表 99
表5.35、跨區合作方法--不幫忙因子水準下品項儲位指派與合作區域設計的平均總系統時間與95%信賴區間 100
表5.36、跨區合作方法因子水準下品項儲位指派與合作區域設計（1）的平均總系統時間與95%信賴區間 100
表5.37、跨區合作方法因子水準下品項儲位指派與合作區域設計（2）的平均總系統時間與95%信賴區間 101
表5.38、跨區合作方法因子水準下品項儲位指派與合作區域設計Duncan檢定表 101
表5.39、合作區域設計因子水準下品項指派法則（1）的平均總系統時間與95%信賴區間 102
表5.40、合作區域設計因子水準下品項指派法則（2）的平均總系統時間與95%信賴區間 103
表5.41、合作區域設計因子水準下品項指派法則（3）的平均總系統時間與95%信賴區間 103
表5.42、合作區域設計因子水準下品項指派法則（4）的平均總系統時間與95%信賴區間 103
表5.43、合作區域設計因子水準下品項指派法則（5）的平均總系統時間與95%信賴區間 103
表5.44、合作區域設計因子水準下品項指派法則（6）的平均總系統時間與95%信賴區間 104
表5.45、合作區域設計因子水準下品項指派法則（7）的平均總系統時間與95%信賴區間 104
表5.46、合作區域設計因子水準下品項指派法則（8）的平均總系統時間與95%信賴區間 104
表5.47、合作區域設計因子水準下品項指派法則（9）的平均總系統時間與95%信賴區間 104
表5.48、跨區合作方法因子水準下品項指派法則（1）的平均總系統時間與95%信賴區間 106
表5.49、跨區合作方法因子水準下品項指派法則（2）的平均總系統時間與95%信賴區間 106
表5.50、跨區合作方法因子水準下品項指派法則（3）的平均總系統時間與95%信賴區間 107
表5.51、跨區合作方法因子水準下品項指派法則（4）的平均總系統時間與95%信賴區間 107
表5.52、跨區合作方法因子水準下品項指派法則（5）的平均總系統時間與95%信賴區間 107
表5.53、跨區合作方法因子水準下品項指派法則（6）的平均總系統時間與95%信賴區間 108
表5.54、跨區合作方法因子水準下品項指派法則（7）的平均總系統時間與95%信賴區間 108
表5.55、跨區合作方法因子水準下品項指派法則（8）的平均總系統時間與95%信賴區間 108
表5.56、跨區合作方法因子水準下品項指派法則（9）的平均總系統時間與95%信賴區間 109
表5.57、各種品項儲位指派下之合作區域改善績效 111
表5.58、各種合作區域下之跨區合作改善績效 111
表5.59、各種跨區合作下之合作區域改善績效 112
表5.60、各種相關係數與品項分群因子組合下之品項儲位改善績效 112
表5.61、各種相關係數與品項分群因子組合下之合作區域改善績效 112
表5.62、各種合作區域設計下之相關係數與品項分群因子組合（1）改善績效 113
表5.63、各種合作區域設計下之相關係數與品項分群因子組合（2）改善績效 113
表5.64、各種合作區域設計下之相關係數與品項分群因子組合（3）改善績效 113
表5.65、不幫忙下之品項儲位指派與合作區域改善績效 113
表5.66、各種跨區合作下之品項儲位指派與合作區域（1）改善績效 114
表5.67、各種跨區合作下之品項儲位指派與合作區域（2）改善績效 114
表5.68、各種合作區域下之品項指派法則（1）績效 114
表5.69、各種合作區域下之品項指派法則（2）績效 114
表5.70、各種合作區域下之品項指派法則（3）績效 115
表5.71、各種合作區域下之品項指派法則（4）績效 115
表5.72、各種合作區域下之品項指派法則（5）績效 115
表5.73、各種合作區域下之品項指派法則（6）績效 115
表5.74、各種合作區域下之品項指派法則改善績效 115
表5.75、各種跨區合作下之品項指派法則（1）績效 116
表5.76、各種跨區合作下之品項指派法則（2）績效 116
表5.77、各種跨區合作下之品項指派法則（3）績效 116
表5.78、各種跨區合作下之品項指派法則（4）績效 116
表5.79、各種跨區合作下之品項指派法則（5）績效 117
表5.80、各種跨區合作下之品項指派法則（6）績效 117
表5.81、各種跨區合作下之品項指派法則改善績效 117
表5.82、最佳因子組合 118

參考文獻

中文文獻
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5. 林鴻鈞，2006，「揀貨中心揀貨策略與訂單選取之研究」，國立中央大學工業管理研究所，碩士論文。
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7. 張智陽，2008，「模擬導入RFID應用於物流倉儲作業流程之研究」，逢甲大學交通工程與管理研究所，碩士論文。
8. 許金全，2006，「射頻識別系統應用於倉儲管理之流程分析與改善」，立德管理學院科技管理研究所，碩士論文。
9. 郭宏明，2006，「運用頻繁模式樹改善小型品項儲位配置與揀貨效率之應用」，東海大學資訊工程與科學研究所，碩士論文。
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11. 陳素芬，2000，「農產品網路超商LCFI儲位規劃效益評估」，國立台北科技大學生產系統工程與管理研究所，碩士論文。
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指導教授

何應欽(Ying-chin Ho)

審核日期

2011-7-19

推文