第4-2章 配送中心規模計算 空間計算

第7節 出貨作業空間

本資料解說了物流中心內「出貨作業空間」的計算邏輯,以及高效率運作(如無檢驗作業等)的思維。

出貨作業空間是將從保管空間取出的商品,依出貨地進行分揀、揀貨、檢驗與包裝的重要區域。 在設計上,藉由明確區分整箱出貨與散裝出貨的特性差異,來提高計算的精確度。

1. 整箱出貨與散裝出貨的計算方法

由於作業方法有根本上的不同,因此會以不同的邏輯來算出面積。

2. 散裝出貨用的保管貨架(流動式貨架・中型貨架)設計

貨架的規格取決於品項數與庫存天數的平衡。

3. 整箱分揀與籠車的計算

根據每個出貨地等級的容積,算出所需的籠車數量。

4. 檢驗・包裝空間與實現「無檢驗作業」

散裝出貨商品的檢驗場,會根據處理能力(生產線數)來算出面積。

出貨作業空間計算的順序

在實務評估中,會依以下順序逆推來確定規模。

出貨空間(出口) → 出貨作業空間 → 保管空間(入口側)

出貨作業空間整體樣貌

第1項 出貨作業空間面積的計算

因為整箱出貨與散裝出貨的作業方法不同,所以作業場所不同,計算方法也不同。 將整箱出貨與散裝出貨分開計算,是為了明確設定這個出貨作業空間,以提升計算的精確度。 整箱出貨是以品項為單位出庫,並依出貨地進行分揀。 散裝出貨則是以品項為單位出庫並保管在流動式貨架或中型貨架等保管貨架上,再從該保管的貨架依出貨地進行揀貨。

出貨作業空間也包含了出貨檢驗及包裝的空間。 在Tera計算2中,計算的前提是整箱出貨的出貨檢驗在分揀時進行,而散裝出貨的檢驗・包裝則在準備好的檢驗・包裝場進行。 如果選擇在揀貨時進行檢驗的方法(雖然Tera計算2並未採用),就不需要檢驗場,而檢驗・包裝場只需要作為那些無法用出貨容器出貨的小額集貨地・個人出貨地進行紙箱包裝的空間即可。

第2項 未記載於出貨數據中品項的處理

在推算庫存畫面中,設定了未記載於出貨數據中的庫存品項(無出貨品項數),這些出貨數據中沒有的庫存品項會被加算至散裝出貨品項等級D來計算。 在Tera設定中,將出貨數據的品項數的120%計算為庫存品項數,因此未出貨的品項數=918。 因此,以出貨數據品項等級D=2164+918=3082來進行散裝貨架的計算。

這個計算會反映在「品項數=貨架儲位數」的計算中。 貨架計算的第一條件是必須具備與品項數相等的保管儲位。

計算步驟為決定貨架儲位數與貨架儲位容積(由每層儲位數決定),然後觀察貨架庫存天數。 若想增加貨架庫存天數,則減少貨架每層儲位數(增加儲位容積);若想減少貨架庫存天數,則增加貨架每層儲位數(減少儲位容積),以這種方法來決定貨架規格與貨架數量。 若每層儲位數多,貨架數量就會減少;反之則貨架數量會增加。

庫存天數的標準為流動式貨架3-5天、中型貨架7-14天。 雖然庫存天數較少會減少貨架數(設置面積較小),但對貨架的補充次數會增加,導致作業運作困難。

第3項 將整箱出貨分揀至籠車(出貨地)

1. 決定3種籠車的計算值。

籠車的種類

籠車 1100w 1100d 1700h
籠車裝載容積 = (1.1 * 1.1 * 1.4) * 籠車裝載率
籠車設置面積 = 1.2 * 1.2
籠車通道面積 = 1.2 * 1.5

籠車 1100w 800d 1700h
籠車裝載容積 = (1.1 * 0.8 * 1.4) * 籠車裝載率
籠車設置面積 = 1.2 * 0.9
籠車通道面積 = 1.2 * 1.2

籠車 850w 650d 1700h
籠車裝載容積 = (0.85 * 0.65 * 1.4) * 籠車裝載率
籠車設置面積 = 0.95 * 0.75
籠車通道面積 = 1.2 * 1.1

2. 以1的計算為基礎,計算各發送地等級中每一出貨地的籠車數量。
算出依等級的容積/發送地數,當其值在0.5以上時為1個發送地1台,0.4到0.5之間為2個發送地1台,0.3到0.4之間為3個發送地1台,0.2到0.3之間為4個發送地1台,0.2以下為5個發送地1台。根據訂定的計算條件,來計算為了分揀而配置的籠車數量。

3. 將2的計算結果除以3個批次,算出每1個批次的分揀場面積。

4. 將3的計算值乘上面積倍率。

第4項 流動式貨架

流動式貨架

散裝出貨採用揀貨方式。
1. 依據出貨地等級指定流動式貨架或中型貨架。

1-1. 散裝出貨等級A1指定流動式貨架,並設定流動式貨架的規格。
貨架寬度=2400,貨架深度=2050,貨架高度=2114,層數=4,儲位數(每層)=5

1-2. '計算每個流動式貨架的平面面積
每個貨架面積 = 貨架寬度 * 貨架深度 / 1000 ^ 2
每個貨架Pic通道面積 = 貨架寬度 * 800 / 1000 ^ 2
每個貨架補充通道面積 = 貨架寬度 * 800 / 1000 ^ 2
每個貨架計算平面面積 = 每個貨架面積 + 每個貨架Pic通道面積 + 每個貨架補充通道面積

1-3. '計算每個流動式貨架的儲位容積
貨架寬度有效尺寸 A = 貨架寬度 – 60
儲位有效寬度 = (貨架寬度有效尺寸 - (貨架每層儲位數) * 20 + 20) / 貨架每層儲位數 '儲位間隙20為儲位數+1
儲位有效深度 = 貨架深度
儲位有效高度 = (貨架高度 - (80 * 貨架層數 + 20)) / 貨架層數 '80為構件厚度,20為第一層損耗
儲位有效容積 = (儲位有效寬度 * 儲位有效深度 * 儲位有效高度) / 1000 ^ 3
儲位計算容積 = 儲位有效容積 * (貨架_儲位容積填充率 / 100)
每個貨架計算容積 = 儲位計算容積 * 貨架層數 * 貨架每層儲位數

1-4. Tera設定中,A1・A2等級指定為流動式貨架。

第5項 中型貨架

中型貨架

2-1. 散裝出貨等級B指定為中型貨架,並設定中型貨架的規格。

2-2. 計算每個中型貨架的平面面積
每個貨架面積 = 貨架寬度 * 貨架深度 / 1000 ^ 2
每個貨架Pic通道面積 = (貨架寬度 * 600) / 1000 ^ 2
每個貨架計算平面面積 = 每個貨架面積 + 每個貨架Pic通道面積

2-3. '計算每個貨架的儲位容積
貨架寬度有效尺寸 = 貨架寬度 – 60
儲位有效寬度 = Int((貨架寬度有效尺寸 - 貨架每層儲位數 * 10) / 貨架每層儲位數 + 0.5) '儲位間隙10有儲位數+1個
儲位有效深度 = 貨架深度
儲位有效高度 = Int((貨架高度 - (130 + 貨架層數 * 40)) / 貨架層數 + 0.5) '第一層貨架包含在130中
儲位有效容積 = (儲位有效寬度 * 儲位有效深度 * 儲位有效高度) / (1000 ^ 3)
儲位計算容積 = 儲位有效容積 * (貨架_儲位容積填充率 / 100)
每個貨架計算容積 = 儲位計算容積 * 貨架層數 * 貨架每層儲位數

2-4. Tera設定中,B・C・D等級指定為中型貨架。

Int(***+0.5)代表將計算結果數值的小數位數進行四捨五入。

散裝貨架統計表會根據上述計算公式,顯示計算過程與計算結果。

第6項 散裝出貨的檢驗與包裝

被揀取出來的散裝出貨商品會全部放入出貨容器中,搬送至檢驗・包裝場。

(整箱出貨商品在整箱分揀時已完成檢驗) 檢驗。包裝場的面積為:
1. 每小時的散裝數 8,252 = 散裝出貨的散裝數 26,449 / 峰值時物量比 31%
2. 散裝數總處理時間 24,756 = 每小時的散裝數 8,252 / 每個散裝的檢驗時間 3秒

散裝出貨檢驗與包裝

3. 檢驗生產線數 7 = 散裝數總處理時間 24,756 / 3600秒 (為了在1小時內處理完畢)
6. 需求面積 45.4 = 檢驗生產線數 7 * 每條生產線面積 6m2 * 面積倍率 110%
根據出貨折疊物流箱的大小,來調整每條生產線面積 6m2。

出貨空間面積倍率
出貨空間的面積倍率,因為存在多項作業內容不同的作業,所以會依各項作業設定面積倍率。

出貨作業空間計算結果顯示
前面提到在計算散裝出貨時,會一邊檢視貨架的庫存天數一邊決定貨架規格,而這張表的「庫存」——流動式貨架3.5天份、中型貨架12.8天份,就是所著眼的貨架庫存天數。

這個作業空間庫存物量將成為:保管空間庫存 = 總庫存 - 作業空間庫存,並會對保管空間庫存造成影響。

第7項 檢驗包裝散裝揀貨流程圖

Tera計算2的配送中心規模計算,是假設採用無檢驗運作。

以下說明能實現無檢驗作業的運作方式。

檢驗包裝散裝揀貨流程圖

1. 揀貨前的資訊處理,將出貨數據「記錄」與儲位管理「貨架編號」進行關聯,以出貨地為單位進行統計並依貨架編號排序。
計算出貨地單位的容積,並分配最佳的出貨紙箱。

2. 發行揀貨表(包裝明細,揀貨時不使用)與出貨單。

3. 將指定的出貨紙箱(折疊狀態)組裝成型。

4. 使用掌上型終端機或數位揀貨系統開始揀貨作業。
(需要能保證無檢驗作業的資訊系統與運作管理)

5. 被指定為抽樣檢驗的紙箱在出貨檢驗後,從第6步重新開始。

6. 掃描記載於揀貨表上的條碼,並發行寄件單。

7. 將揀貨表、出貨單放入出貨紙箱並封箱後,將寄件單貼在出貨紙箱上。
(如果是出貨容器則不需要包裝)

8. 裝載至出貨地指定的籠車上。

9. 重複1-8,確認指定出貨地的揀貨結束後,將籠車搬送至出貨區域。

心得
若要實施無檢驗作業,就必須具備容積管理與出貨紙箱分配的資訊處理,以及高度的作業(運作)管理。


第8節 保管空間計算

本資料解說了在物流中心內「保管空間」的算出方法,以及主要保管設備(貨架)的特徵。

在設計保管空間時最重要的,是根據「出貨型態(整箱或散裝)」來劃分庫存,以及「透過棧板(PL)換算精確掌握容積」

1. 保管物量的分配邏輯

並非將所有庫存直接分配到保管空間,而是會配合工作流程來進行計算。

2. 保管設備的分配與法規限制

在Tera計算2中,可以配合品項的等級分配5種儲存設備。

3. 主要保管設備的特徵

設備名稱 特徵・計算的重點
PL固定貨架 用橫樑支撐棧板的最一般貨架。 隨時都能存取所有棧板(雙向貨架)。 會考量與建築物之間的間隙(100-200mm)或貨物之間的空隙(100mm)來算出。
PL電動貨架1 將固定貨架放置在電動台車上移動的設備。 透過共用通道(單一通道化),可以縮小設置面積。 計算時會加計台車的高度(200-250mm)與控制面板的寬度(400mm)。
PL電動貨架2 在固定貨架之間配置2台電動貨架,使通常需要3個通道的區域,能以1個通道來運作。
後推式貨架 將棧板往深處推入進行保管的高密度儲存設備。
PL自動倉庫 使用起重機等自動進行入出庫的設備。

4. 提高算出精確度的「PL裝載數」

在保管空間的計算中,不使用單純的容積換算,而是使用「棧板(PL)換算」

因為光靠容積無法算出準確的儲存數,所以會使用設定在出貨數據中的「每箱的PL裝載數(堆疊模組)」,來導出符合現實所需的棧板數量。

保管空間的計算畫面 保管空間的詳細畫面

第1項 保管空間面積的計算

整箱出貨品項會從保管空間直接出庫,因此總庫存即為保管空間庫存。 散裝出貨品項會從保管空間補充到出貨作業空間,再從出貨作業空間(流動式貨架或中型貨架)進行揀貨出庫。

在這個流動式貨架或中型貨架上,會保管一定數量的散裝出貨品項。 因此,保管空間中散裝出貨品項的庫存將會是:散裝出貨品項總庫存量 - 出貨作業空間庫存。

保管空間與出貨作業空間物量分配計算
分頁標籤「保管物量分配畫面」,展示了從總庫存減去出貨作業空間庫存以算出保管空間物量的計算過程。

值得注意的是,正在計算散裝出貨品項D等級的商品,有多少品項數是僅在出貨作業空間貨架上就完結,而不保管在保管空間貨架上的。

散裝D等級全品項數 = 2847
散裝D等級總容積 = 118
散裝D等級散裝貨架容積 = 241
散裝貨架容積比 = 204%
散裝貨架完結品項數 2847 = Int(散裝D等級全品項數 *((散裝貨架容積比 / 100) * 0.6) + 0.5)

在散裝出貨品項等級D等級(包含無出貨庫存數)的3082個品項數中,有2847個品項數是保管在出貨作業空間的貨架上,而不保管在保管空間的貨架上。 保管在保管空間貨架上的散裝出貨品項等級D等級商品,將為235個品項數。

另一個要注意的點是,出貨作業空間的貨架計算使用的是容積換算,而保管空間的貨架則是使用PL換算。 棧板的儲存數量無法透過容積換算進行準確的計算。 這就是為什麼在出貨數據項目中,會為各個品項設定紙箱的PL裝載數(堆疊模組)的原因。

出貨等級與保管設備分配
出貨等級與保管設備分配畫面,是將保管機器分配給品項等級的畫面。

在各個等級的下拉式選單中,可以分配PL固定貨架・PL電動貨架1・電動貨架2・後推式貨架・PL自動倉庫等5種儲存設備。

各設備都有著消防法所規定的共通守則。

保管在貨架最上層的保管物,其底部必須在5000mm以下。

當超過5000mm時,會被追加虛擬樓板;例如200m2的設備就會成為200m2的虛擬樓板(每5000mm的間距就會加算虛擬樓板)。

通常建築物每1500m2就需要防火牆,但被加算了200m2虛擬樓板的建築物,則在樓面面積1300m2時就需要防火牆。

所謂虛擬樓板,是指即使實際沒有樓板,也被視為有樓板以求符合法規的計算上樓板。

PL固定貨架的計算結構

第2項 PL固定貨架

Tera計算在所有的計算中,棧板裝載形式均以1100W 1100D 1350H(包含PL高150mm)來計算。

保管裝載形式的種類中,將1個棧板上放置1個品項稱為單一裝載儲存(單載PL),將1個棧板上放置2個品項稱為2混合裝載儲存(2混載PL)。 混合裝載儲存會將混合裝載的品項數標記在開頭字元來進行混合裝載區分。

棧板上的商品是將相同的商品以垂直方向堆疊(稱為柱狀堆疊),並管理以避免與其他商品混合。 因此,混合裝載PL的保管效率會低於單一裝載。 PL固定貨架是大部分配送中心都有導入的貨架,由於是用橫樑支撐棧板,所以能在貨架之間設置貨物搬運通道(稱為雙向貨架),確保隨時都能對任何棧板上的商品進行貨物搬運。

不會像直接堆放那樣將商品疊在商品上面,可防止商品破損,且由於棧板上的商品排列整齊,因此儲位管理(將商品與貨架編號建立關聯進行管理,使入出庫輕鬆準確的機制)很容易。

貨架需距離建築物100-200mm(依高度・與建築物的協調而變化)使用錨栓(地腳螺栓)進行固定,以防止搬運貨物・搬運機器在搬運時接觸到建築物,並保持可防止地震時建築物與貨架接觸的距離(稱為間隙)。

被保管的貨物之間的空隙(間隙),在貨架支柱・橫樑,以及棧板貨物上皆為100mm。

1. 以貨架設置部A與貨架輔助通道B作為計算單位,A部貨架為2列*5組*3層*2PL=保管60PL所需的13.1m*5m=65.5m2;當選擇加算B部通道時,會有5m*2m=10m2被追加到計算中。

但是,因為是由1個貨架2PL*3層所構成,所以是6PL的整數倍,如果是130PL就會當作132PL來計算。

舉例來說,當需要保管132PL時,132PL/6PL=22個貨架,而A部是10個貨架構成,所以=需要2.2倍的面積:65.5m2*2.2=67.7m2的設置面積。

貨架輔助通道則需要2.2倍*10m2=22m2。

後推式貨架

後推式貨架

第3項 PL電動貨架1

PL電動貨架1

PL電動台車是導入案例很多的設備。

PL電動貨架是將PL固定貨架放置在電動台車上,透過移動電動台車貨架來共用貨物搬運通道(2個通道),藉由減少通道(變成1個通道)來縮小貨架設置面積。

在電動貨架商品化的初期,必須在地面埋設軌道軌條,但最近越來越多是無軌道的。

無軌道電動貨架因為不需要地板工程,這點成為導入案例變多的要因。

計算方法與PL固定貨架相同。

要注意的是因為電動台車的高度有200-250mm,所以位於電動台車上的PL貨架高度方向尺寸,會比PL固定貨架墊高200-250mm的尺寸。 電動台車組方向的單側安裝有控制面板400mm,所以組方向會是PL固定貨架尺寸+400mm。

由於承受巨大負荷的貨架會移動,且貨架會偏向集中,因此需要注意地板的強度。

第4項 PL電動貨架2

PL電動貨架2

PL電動貨架2是在PL固定貨架之間放置2台PL電動貨架,讓原本需要3個通道的地方,變成可以只用1個通道進行貨物搬運。

PL自動倉庫

PL自動倉庫

照片說明

其他設備

各保管設備面積比

空間面積倍率


第9節 辦公室・員工福利空間

要計算辦公室・員工福利空間,就需要進行配送中心的人員計算。

由於人員計算軟體尚未完成,Tera計算2將其作為暫定面積納入Tera設定中。

未來預計會將人員計算軟體整合進去。


第10節 物流空間統計

本資料解說了關於物流中心設計最終階段的「物流空間統計」,這是一個統整各區域的面積,並配合實際運作進行調整的過程。

不僅僅是單純將各小節的面積合計,透過加入空間的共用及附屬的設備區域,來導出更具現實性且有效率的建築基礎數值。

1. 全物流空間的統整與調整

統計的對象為以下5個區域。

在分別統計這些區域之後,會考量各個時段的作業重疊情形,並探討透過空間的「共用」來縮減面積。

2. 透過空間共用達到最佳化

在不發生特定作業的時段,將該區域利用於其他用途,就可以抑制總面積。

3. 額外需要的空間

將未包含在個別統計中,但運作上不可或缺的區域加入計算中。

4. 未包含在統計中但需要檢討的項目

在實務上,作為對法規限制及周邊環境的考量,也必須驗證以下項目。

物流空間統計的活用

在這個步驟中算出的最終統計值,將被活用作為「建築規格設定」的基礎數值

物流空間統計

第1項 全物流空間面積與面積調整

物流空間面積是將出貨空間面積・入庫空間面積・出貨作業空間面積・保管空間・辦公室_員工福利面積分別進行統計。

這些面積可以在沒有進行作業的時段,或是透過作業運作的巧思來共用空間。 能夠共用並縮減物流空間面積的空間是入庫與整箱分揀。 此外,必須追加到上述計算中的空間,包含了資材・副資材放置處與主要通道。

第2項 入庫空間共用

通常,入庫的物量會集中在出貨前的上午。 如果上午入庫物量的60%,能夠100%使用出貨空間作為入庫空間,那麼入庫空間的負載就能減少60%。 因為面積計算還有其他的計算要素,所以不能單純地說縮減了60%,但面積減少是肯定的。 雖然在Tera設定中並未將其編入空間計算,但請各位將其納入考量。

第3項 整箱分揀共用

在作業運作上,整箱分揀被預想為是與從保管空間出庫分揀連續進行的作業。 整箱出貨的物量多,且分揀作業前的出貨空間是空著的;主要通道的一部分使用頻率低;保管空間的一部分有使用頻率低的貨物搬運通道;如果是在從保管空間到出貨空間的動線上,即使分揀空間分散,作業效率也不會下降等。 存在著分揀空間與其他空間可能共用的要素。 雖然在Tera設定中並未將其編入空間計算,但請各位將其納入考量。

第4項 資材・副資材面積

對象為出貨用的紙箱或其包裝用的膠帶、未使用的寄件單・各種傳票類。 由於出貨用紙箱的保管比率很高,紙箱的出貨量(用於散裝出貨)就成為了決定面積的要素。 在Tera設定中,若保管空間保管了1000PL的商品,則設定為20PL(保管空間PL數*2%)。

第5項 主要通道設定

當入庫空間與保管空間沒有相鄰時,或是保管空間與出貨作業空間沒有相鄰時,就需要搬送通道。 在Tera設定中是計算配送中心的4m*橫向尺寸,但作為參考標準,可以想成是前述計算的50%。

第5項 物流空間統計

物流空間最終調整,以及加計了主要通道的物流空間統計,將作為建築規格設定的基礎數值來使用。

第6項 出貨日物量與配送中心規模比較

出貨日物量與配送中心規模比較

照片說明

第7項 未納入Tera計算2的面積與檢討項目

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