AGV+IOT物聯網提升物流揀貨生產力

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  物流一詞源自二次世界大戰軍事需要而創建,戰場上如何有效及時運補作戰相關各式的人力、武器、彈藥及軍隊生活所需物資,才能確保先鋒及主力部隊以最適當配備,快速攻入敵軍靈活運用戰術營的勝利,後勤能夠及時補給前線所需戰力成為關鍵,戰後由許多學者專家依據戰場實務運作,深入研究分析歸納出整體模式,初期以Physical Distribution,後來發現不是單純的實體物資分配運送,是包含整體作戰策略與戰略,事先規劃並隨時掌握情報變化調整作法,才能滿足前線事前預期及千變萬化的情況需要靈活調配各種資源,重新定義為Logistics可翻譯為後勤支援;商場如戰場以現代商場競爭如同戰場廝殺,必須擁有完備的儲運後勤支援體系即『物流服務體系』,尤其在疫情管制下爆發O2O的完全競爭銷售時代,要能勝出必須有高效、高值及彈性的物流服務體系,現代網路普及的商業活動下疆界限制已完全解放,唯有『貨暢其流』才能『物盡其用』;廣義的物流包含所有產品生產所需原物料、工廠生產期間料品、產品生產後到達消費者及產品使用後回歸到大自然分解,所有的實體物品流動所需要的規劃、儲存、輸配送、處理、管理、運用、資訊、…相關加值服務均屬於物流服務範疇,業界將其歸納成資材物流、工廠物流、販售物流及廢品回收物流四大領域。

  本次探討就以狹義物流為主,針對「販售物流」。即從工廠生產製造出的成品,透過收貨、入庫、上架、揀貨、流通加工、分類及配送至零售或消費者,以最經濟有效方式正確貨品、時間、地點、對象及最低成本完成後勤服務作業,提高銷售業者及消費者價值,此一過程之處理落實物流一般稱為Distribution Center「物流中心或配送中心」;其工作負荷分成內部及外部二大部份:

   (一)外部物流即配銷到客戶收款甚至安裝等服務,國內物流業者建立高績效管理或合夥機制,讓配送人員依績效含數量、品質、負荷、里程、準時、服務態度、…等KPI評估,貢獻多的給予高比率績效獎金,或採取加盟模式依據配銷業績價值,依據車輛出資及加盟條件合理比率直接分配給配送人員,有效管理變數非常多的配送服務,也隨著衛星定位及智慧配送管理資訊平台,可以引導配送人員依路況及客戶需求動態資訊作最佳配送,降低塞車或路況意外影響配銷效率。

  (二)內部物流:必須耗費非常多的人在,在多的品項(少則數千多則數萬),在短時間要驗收、上架、入庫、轉運、…,以及疫情發生後大幅成長的宅配需求,多樣少量需求要在極短時間內(一般都在10分鐘至半小時),完成揀貨、加工、理貨、分類、上車給配銷人員,又遇到市場需求時間常非常集中,物流中心出現尖峰揀貨、理貨造成癱瘓;近年來國內物流體系改革與資訊輔助雖有大幅進步,但仍有許多物流業者因人力負荷過重導致暫停服務現象發生,就像在戰場因後勤無法補給無法跟敵人作戰。

  經筆者觀察研究主要是在於物流揀貨模式所限制,隨著物聯網、傳感器及管理平台技術進步,物流業者仍未轉型創新揀貨模式,以往揀貨模式如訂單摘取式、批揀播種式、電腦輔助、…,都是依賴儲位管理系統必須人移動至料架儲位揀取如圖1;雖然系統降低人員在物流中心尋找耗費時間,已經大幅提升物流中心的無效作業,但必須靠大量人力在儲位間走動成佔了大部分時間(約40~70%),雖A類產品也有使用棧板或箱的自動倉庫(AS/RS),零散的以水平或垂直旋轉料架如圖2,人固定在揀貨位置貨物由系統機構自動搬運到揀貨位置,結合數位輔助指示貨品及揀貨量,大幅降低人員走動花費時間,但自動存取設備系統成本高適用於出貨量大產品;面對多元化個性化消費需求發展,物流中心貨品A類品(大量)比率越來越少,適合以自動存取品項數約20~30%,剩下的70~80%品項耗費大量依靠人力揀貨,已成為物流中心服務瓶頸及新挑戰,物流中心品項出貨量變化如圖2。

圖1傳統固定料架靠人到料架揀貨

圖2疫情後電商配送總量不變但品項增加數倍

  如何在佔70~80%的B、C類品項,揀貨作業降低人員走動搬物時間,隨著物聯網IOT技術網路環境優化,讓物流中心人力發揮更高效率,建立機動式儲位揀貨模式將成趨勢,結合自動駕駛(視覺、3D定位、AI、…)載具,可移動儲位至固定的揀貨位置,揀貨人員可省掉走動、尋找、搬物的時間,僅剩下揀取作業靠人工處理,將是未來全自動揀貨的基礎,圖3,關鍵在IOT精確定位、自動辨識、自行搬運的無人搬運車AGV (Automatic Guide Vehicle),可根據揀貨資訊要求貨品儲位自動找到料架,智慧型AGV將此料架,依據WMS(Warehouse Management System)揀貨順序自動搬運至揀貨位置,並搭配料架上CAPS(Computer Aid Picking System)數位顯示器明確告知揀貨儲位、貨品及數量,揀貨人員只要依顯示儲位及數量,揀取貨品後按完成鍵即可,該貨架揀完後AGV又會依系統規劃回到適當的儲位,每一品項各批(單位搬運量)及數量存放在那一個料架那一個儲位,都會明確的紀載鏈結在系統,料架是在那個儲區位置、那台AVG或正在揀貨都能即時動態掌握,此模式一般物流中心會規劃在棧板儲存箱揀貨,以及箱儲存零散揀貨動管區,如圖3。

圖3以AGV搬移動式料架至揀貨位置揀取方式

  物流任務及價值是以最經濟資源協助追求消費者滿足客製化需求的幕後英雄,隨著國際貿易普及電子商務跨境交易全球貨品相互流動競爭,各種管理手法結合快速的聯網科技不斷精進,技術服務業者也隨著作業環境限制,持續開發各種新作業管理模式,尤其在大量依賴人力的實體物流,30年來自動倉庫(AS/RS)自動精確存取貨品大幅降低人力依賴,但因整體設備投資成本高,也面臨供應鏈整合庫存透通後,重視儲存效率的自動倉庫(進出庫約25棧/小時),要滿足快速周轉出貨的需求形成瓶頸,仍能在動管區規劃AGV整棧揀貨系統,突破傳統自動倉庫無法快速進出庫的限制,大量B、C類的揀貨作業貨流動揀貨位置固定的新系統,將成為人力短缺限制下,物流中心必須審慎評估投資的決策,唯在整體運作效能與成本謹慎評估外,但在競爭白熱化的物流服務策略,業者也評估沒有服務能量就無法擴展規模,故如何未雨綢繆搶得先機,以貨就人的智慧揀貨模式,將成為物流業者投資決策的重要考量。

 

物流技術與戰略雜誌社網站

iThome網站新聞報導網站-物流導入自動搬運機器人

廣運機械股份有限公司網站

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