物流中心作业系统─贰、搬运作业

二、搬运作业

搬运即是将不同形态之散装、包装或整体之原料、半成品或成品，在平面或垂直方向加以提起、放下或移动，可能是要运送，也可能是要重新摆置物料，而使货品能适时、适量移至适当的位置或场所存放。搬运活动的主要目的整理如表2-1。

表2-1 搬运活动主要目的

目的	内容
1.提高生产力	顺畅的搬运系统，能够消除瓶颈以维持及确保生产水准，使人力有效利用，设备减少闲置。
2.降低搬运成本	减少每位劳工及每单位货品之搬运成本，并减少延迟、损坏及浪费。
3.提高库存周转率，以降低存货成本	有效率的搬运，可加速货品移动及缩减搬运距离，进而减少总作业时间，使得存货存置成本及其他相关成本皆得以降低。
4.改善工作环境，增加人员、货品搬运安全	良好的搬运系统，能使工作环境大为改善，不但能保　物品搬运的安全，减少保险费率，且能提高员工的工作情绪。
5.提高产品品质	良好的搬运可以减少产品的毁损，使产品品质水准提升，减少客户抱怨。
6.促进配销成效	良好的搬运，可增进系统作业效率，不但能缩短产品总配销时间，提高客户服务水准，亦能提高土地劳动生产力，对公司营运成效助益很大。

就配销系统而言，搬运作业包括自运输系统装上和卸下货物，从卸货点搬运至物流中心、物流中心内的搬运和从物流中心内取出货物等之作业均属之。物流中心的搬运活动发生时机如图2-1所示。

图2-1 物流中心搬运活动发生的时机

上述物流中心之搬运活动，不一定包括所有的搬运作业，但已可使我们　解到货品搬运除了增加成本外，无法增加产品的¤值，因此我们必须尽可能地减少货品搬运次数，以降低成本。以下将针对搬运作业各项主要课题(如图2-2)作进一步的说明。

1. 搬运的改善

考虑货品搬运成本时，有两个很重要的基本原则：

(1) 距离的原则－距离越短，移动越经济。

(2) 数量的原则－移动的数量越多，每单位移动成本越低。

因此，搬运工作的改善，可针对下列五项因素检讨考虑：

(1) 搬运的对象。

(2) 搬运的距离。

(3) 搬运的空间。

(4) 搬运的时间。

(5) 搬运的手段。

以下就上面五项因素分别说明及讨论其相对於搬运之重要性，并将其改善原则与方法整理於表2-2。

(1) 搬运的对象：
搬运的对象是指搬运物的数量、重量、型态，就是要保证在整个作业过程中各点都要能不断收到正确且适量、完好的货品，同时要使搬运设备能对应好搬运的货品量，以免徒增设备产能耗费。

(2) 搬运的距离：
此距离指搬运的位移及长度，搬运的位移包括水平、垂直、倾斜方向的移动，而长度则指位移的大小。因而良好搬运即是要设法运用最低成本、最有效方法来克服搬运位移、长度，以尽速将所　物件送到指定的场所。

(3) 搬运的空间：
物料、搬运设备皆有其所占空间，所以在系统规划时必　预留足够适当的搬运空间，才能达到搬运目的。然而，空间的　求受搬运系统之效率影响很大( 一个无效率的搬运系统为防拥塞其所　空间必大)，因而搬运要有效才能使厂房空间愈充份利用。

(4) 搬运的时间：
时间的意义包括两种：搬运过程所　的总耗费时间及完成任务的预期时间。要使这两项时程控制在规划之内，就必　配合适当的机具及运作方式，才能使物件在恰好的时间到达确实的地点，以避免「过快」(会影响後续作业效率)或「不及」( 往往增加仓储成本)的情形发生。

(5) 搬运的手段：
前已提及，针对搬运的对象，要使搬运达到有效的移动，利用有效的空间，掌握有效的时间，都必须要采用适当的搬运手段。而对於手段的运用，应遵循经济、效率两大原则，并在其中谋求一平衡点，才能满足对内、对外高度的　求。

表2-2 改善搬运的原则与方法

物料　　搬运	因素	目标	想法	改善原则	改善方法
	搬运对象	减少总重量、总体积	减少重量体积	尽量废除搬运	调整厂房布置
					合并相关作业
				减少搬运量
	搬运距离	减少搬运总距离	减少回程	废除搬运	调整厂房布置
				顺道行走
			回程顺载	掌握各点相关性	调整单位相关性布置
			缩短距离	直线化、平面化	调整厂房布置
			减少搬运次数	单元化	栈板、货柜化
				大量化	利用大型搬运机
					利用中间转运站
	搬运空间	降低搬运使用空间	减少搬运	充份利用三度空间	调整厂房布置
			缩减移动空间	降低设备回转空间	选用合适、不占空间、不　太多辅助设施之设备
				协调错开搬运时机	时程规划安排
	搬运时间	缩短搬运总时间	缩短搬运时间	高速化	利用高速设备
				争取时效	搬运均匀化
			减少搬运次数	增加搬运量	利用大型搬运机
		掌握搬运时间	估计预期时间	时程化	时程规划控制
	搬运手段	利用经济效率的手段	增加搬运量	机械化	利用大型搬运机
					并用机器设备
				高速化	利用高速设备
				连续化	利用输送带等连续设备
			采用有效管理方式	争取时效	搬运均匀化
					循环、往复搬运
			减少劳力	利用重力	使用斜槽、滚轮输送带等重力设备

2. 搬运的分析技术

货品搬运可由四方面来分析，以掌握搬运流程的情况：(1) 过程(2) 起迄点(3) 流量(4)搬运高度。

(1) 过程分析(过程图)

过程分析主要目的在於观察并　集一件产品由进货到出货的整个过程中有关的资料，或是一项作业进行过程中的所有相关的资讯及相配合的实体资源设备。此种手法由於须考虑整个过程，所以一次只能分析一种产品，或一类材料，或一项作业。过程分析主要凭藉过程图的运用将作业情况表示出来，而後再针对现况进行改善的动作，以下即为过程图( Process Chart )的制作方法。

为能简化货品之流动过程以及一些相对应的资讯情况，基本上可利用用六个符号来代为叙述每一步骤发生的事情。此六符号是：

而一般采行的过程分析可以采用「现成表格」或「作业流程图」来表达，如图2-3及表2-3举例所示。

图2-3 物流中心省力化拣货过程图

表2-3 榨汁机进货入库过程图－现成表格

货品名称及单位	活动之符号	描述	每载重量(磅)	每次运送次数	距离 (　)
1.榨汁机 (整栈)		进货存放於码头月台
2.榨汁机 (整栈)		以堆高机搬运至暂存区	360	3	5
3.榨汁机	○	卸栈、拆箱
4.榨汁机 (每盒)	□	数量、品质检验
5.榨汁机 (每盒)		由输送机运送至加工区	2	540	20
6.榨汁机 (每盒)	○	流通加工
7. 榨汁机	○	重包装
8.榨汁机 (箱)		由输送机运至储区	12	90	30
9. 榨汁机(整箱)		入库储存

但除此两方式外，如今亦有使用结构化分析设计技术(SADT)将整个作业现况以IDEFO架构流程来叙述的方式，也可作为　解搬运情况的过程分析。IDEFO是一项国№标准流程示意图，如今为美国183号国家标准(USA#183)，其手法是将每一作业活动以方块表示，而其基本结构是由每一活动的方块以阶层式的连接方式将所有活动的先後顺序串联起来，如图2-4。

图2-4 IDEFO 阶层式展示图

而在方块间再将其关系元件：
每个作业活动的输入(Input)、资源(Mechanism)、控制(Control)及产出(Output)都作清楚描述，如图2-5。在图2-5中每一方块的定义为：

活动的“资源”为：
进行此活动　要的资源配合。

活动的“输入”为：
进行此活动所　输入的物件原料及所　存在的表单资讯，无此输入元件活动即无法进行。

活动的“控制”为：
活动要有产出就须在活动进行过程中满足既定的控制条件，因而活动的控制即为进行活动所　遵循的原则、标准或限制。

活动的“产出”为：
进行每项活动後所得之产出，此产出往往是另一项活动的输入元件。

图2-5 IDEF0 关系元件图

除了能由其中看出搬运的过程外，最主要的特点在於能让员工很清楚、详细地　解每一作业活动的运作方式，知道每个作业应由谁负责，每个作业执行时机是何时，每个作业　要什堋输入物件及表单，以及每个作业的产出是什堋...等等。图2-6将以一个物流中心的装箱作业，以IDEF0表达方式来让读者概略地　解IDEF0的型式及用途。

(2) 起迄点分析(Origin-Destination Analysis)

与过程分析不同的，起迄点分析并不须观察过程中的每一状况，而是由每一次搬运之起点及终点，或是以各站固定点为记录目标，来对搬运状况作分析检讨。因而此项分析有两种不同的采行方式：

(a) 路线图表示法─每次分析一个流通路线，观察并　集每一移动的起迄点资料，及在这路线上各种不同货品流通的状况。

(b) 流入流出图表示法─观察并　集流入或流出某一地区的各种移动状况。

起迄点分析中的路线图是探讨每一路线中货品移动的状况，其一般格式如下：(图2-7)

图2-7 路线图

路线图适用於路线不多的场合。一旦路线繁多将反而成为管理上的一项负担，因此若路线很多时，最好使用流入流出图( Flow-in，Flow-out Chart )来描绘不同货品在某一区域的流入流出情形，其格式如下：(图2-8)

图2-8 流入流出图

(3) 货品流量分析

货品在部门单位间移转往往呈现极不规则之方向，为追求时效，规划管理者必须尽量使所有移转工作都能以最简捷方向、最短距离方法完成。而货品流量分析便是将整个移转路径概略绘出，来观察货品移动的流通型态。

货品流量分析主要之目的在於：

(a) 计算各配送计画下可能产生之货品流量以作为设计搬运方法，选择搬运设备之参考。

(b) 评定布置方式之优劣。

(d) 调整货品搬运路径之宽窄。

(e) 掌握作业时间，进而预测各阶段时程。

而货品流量分析的方法，多半藉分群或各组织下所设立的部门单位作为分析之基础，使用之方法可分两类：

(a) 部门间直线搬运法(图2-9) ：
此情况是假设各部门间之直线流通并无　碍，以直线距离来作流量分析。此法与实№状况将多少有些差距。

图2-9 以部门间直线搬运法分析之货品流量

(b) 最短路径搬运法：
此法为模拟实№搬运作业的方法，通常　藉电脑来协助处理，运用此法分析可得出：
1. 各单位间之最短搬运路径，2.各路径之货品流通量，3.在各配送计画下之总搬运量( 图2-10 ) ，此三项结果将能协助管理者达到改善搬运的目的。

图2-10 最短路径搬运法模拟之货品流量

此外为求更精确之计算，在进行货品流量分析时，也可以表2-4之货品流量分析表之形式来协助计算：

表2-4 货品流量分析表

起迄	货品	搬运	各路径流	量计算
分群	流量	路径	路径代号	流量
___至___
___至___
___至___
___至___
___至___
___至___
___至___
___至___

(4) 搬运高度分析－现状展开图分析法

搬运高度在上下变动时必须要有动作，像是将物品提高、倾斜、拉下等等，很容易导致时间与体力的消耗，因而，厂房、建屋、设备等的配置，应尽可能水平地规划。因此在搬运高度分析上，我们可先依目前设备、设施、搬运用具等的配置，画出现状的展开图表，如图2-11(a)。在这张展开图表里，最好能将各有关事项逐一记载，像是搬运手法、人员、场所的情形、设备名称等，以含括全部的调查，尤其在高度方面。而後再由此图进行调整改善，施予水平配置计画，图2-11(b)便是改良後的高度展开图。其中最简单的水平调整方式是使用台子的设计将机械设备垫高，让货品能依大体上一致的高度移动，使上下坡的搬运情形减少。

(a)现状的搬运高度展开图

(b)改善後的搬运高度展开图

图2-11 搬运高度展开图

3. 搬运型式

搬运型式直接影响物流中心的作业效率，是否重覆行走？是否货品应合并运送？都是管理者作决策的必要考量因素。因而配合设备的使用及动线的规划，决定货品究竟要采用何种型式的搬运。以下即分别就搬运移动方式与运送单位进行探讨：

3.1 搬运移动方式－移动系统(Movement System)

此移动系统依货品搬运的移动型态划分成两种不同运行体系： (1)不同货品各自由原点直接向终点移动，称为直流体系(Direct Move System) (2)统合不同区域的各类货品共同搬运，使这些货品运用相同的设备依照相同的路线移动，称为间接移动体系(Indirect Move System)，而间接移动体系由其移动特性又可分为通路体系(channel System)及中间转运体系(Central Move System) 。兹将这些体系图示於图2-12。由於任何搬运皆无法提高货品的附加¤值，因而各个体系的移动系统依经济效率原则各有其适用情况，分析於後。

图2-12 货品移动系统

(1) 直流体系

方式：货品由起点到终点以最短的距离移动。
适用情况：若物料流程密度较高，且移动距离短或适中，应用此法较为经济。尤其在处理紧急订单时最为有效。　

(2) 通路体系

方式：物料经一事先订定的路线到达目的地，而路径相关的不同物料都能共同使用这条路线。

适用情况：当搬运密度不高，距离较长，且厂房布置不规则甚或扩散时，此一系统是最经济的搬运方法。

(3) 中间转运体系

方式：物料由起点至终点，往往要经由中间转运站加以分类或指派，而後才送达目的地。因而此方式也就是由原点移到中心点再移往终点的方式。

适用情况：当流量不高，距离很长，厂房区域是方型，或者控制功能特别重要时，此一系统是较经济的搬运方法。

将上三系统的适用情况整理归纳，可绘如图2-13的时象表达方式。

图2-13 距离、流量与移动系统之时象关系图

此外，若配合距离、流量考量成本来选择机器设备，其选择依据如下：

	高密度流量	低密度流量
短距离	复杂搬运设备，如叉举车、抓举设备	简便搬运设备，如手推车
长距离	复杂运输设备，如无人搬运车、输送机等不　人操控的设备	简便运输设备，如动力托板车

而在上述三系统中，有时须考虑各工作场所及各机器间之位置，因此在其任两点之间一般又可有以下几种流程型式：

(1) 直线式

此适用於广大之操作区域，生产程序较短，且相当简单，此种布置适合於每人只作一种工作，或兼做数种工作。

图2-14 直线式流程型式

(2) 双线式

适於大量生产，一线不能容纳，则采用双线。

图2-15 双线式流程型式

(3) Z 字形或锯齿形

又称缩短路线法，适用於长度有限时，或受到厂房空间之限制。此法可节省厂房之面积，且可有效的利用空间。

图2-16 锯齿形流程型式

(4) U型

此法适用於多数操作必须集中於一处，而场地又受到限制，或生产线之起点与终点必须在同一通道之旁，其成品接近运输设备。此种排列可节省厂房之面积，且监督较易，中间又可利用作为暂存区域及检验区。

图2-17 U型货品流程型式

(5) 圆形

此种排列乃起终点相接，成为无终止之线形运动。其最大之优点，即工作可回到起点，如工作物之钳具或容器必　送回起点时，可用此形，且每一单位连结若干工作站及同一系列之作业，同一台机具可重复使用。

图2-18 圆形之流程型式

(6) 奇角形排列法

此法适用於短距离之输送或　平稳输送者，或空间受限制者。特别是在制造小零件时，可用不规则式之布置，如图2-19所示。

图2-19 奇角形之布置流程型式

以上之各项流程型式，可单独或合并运用，以配合实№之　要。

3.2 搬运单位(Transport Unit)

货品移动的基本单位有三种型式：散装、个装或包装。散装是最简单且最廉¤的货品搬运方法，每次的运送量较大，但散装的搬运较容易破坏货品或造成边缘的损坏，应特别注意。

个装往往是体积很大的物品，大部份的移动　要大型搬运机或补助设施来移运。个装也可累积到某些单元数量後再运，如栈板、笼车、盒子与篮子等都是单元载重。单元载重的好处在於可以保护货品并降低每单位的移动成本及装卸成本。让搬运作业运行地更加完善、经济。

而多数量的单元包装是标准化的型式，其大小、型态与设计都要一致，才能节省成本。

4. 搬运作业运算

有关搬运作业的运算，讨论如下：

4.1 货品搬运设备数量的决定

(1) 作业过程中货品搬运设备的　要数量，要事先计算，最简单的公式是：

　(使用系数是指一部机器每天使用时间的百分比，这必须考虑机器可能的停顿时间。)

(2) 另外一种计算方式是采用「等候线理论」。要估计所　设备数时，必须要考虑很多相互影响的复杂因素。譬如搬运设备因故　而停顿的分配特性、搬运的时间、搬运的时机、要搬运而未能搬运等所费的成本。若将这些复杂的因素列入考虑，等候线理论是一项很有用的分析工具。

4.2 搬运系统能量计算

(1) 总运送能量计算

运送能量＝物流速率×运送长度

总运送量＝Σ运送能量

物流速率：每单位时间搬运的货品量

运送长度：搬运的距离

(2) 搬运效率的计算

RF：物流速率

LD：运送长度

VC：搬运设备之速度

LE：空运长度－搬运设备空转的长度

TH：装卸时间

FT：交通因素－搬运流通或阻碍的因素

EH：搬运效率

则EH＝{(LD/VC)/(LD/VC＋TH＋LE/VC)}×FT

(LD/VC：负载时间)

(3) 搬运系统能量计算

货品搬运系统能量＝总运送能量/搬运效率

4.3 购置设备的成本效益考量

在购置搬运设备时，尚　考虑设备的购置成本、每年折旧额、维护修理费用、利息、税捐、操作员薪资及设备残值等。若有关的成本因素可预先估计，则对於不同类型的设备，可以利用下面计算投资现值的模式，选择最佳之设备，公式如下：

式中：

PW：在使用年限n年中的现值

I：最初投资额

C：每年之营运成本

PWF：按期定额支付之现值因素

PWF'：一次支付之现值因素

S：在n年时设备的残值

r：投资报酬率

n：设备使用年限

5. 通道布置

通道的正确安排及尺寸是影响仓库效率的一个关键。作为储区与进出货区的通路，通道的设计应能提供存货的正确存取、装卸设备的进出及必　的服务区间。影响通道位置及宽度的因素在於：

·通道型式

·搬运设备－型式、尺寸、产能、回转半径

·储存货品的尺寸

·与进出口及装卸区的距离

·储存的批量尺寸

·防火墙的位置

·行列空间

·服务区及设备的位置

·地板负载能量

·电梯及斜道位置

·出入简易的考虑

而仓库中通道的种类一般包含下列几种：

(1) 工作通道(Working aisles)：货品放入或移出储区的通道。又可分为：

(a) 主要(Main)通道－沿著厂房的长度，允许两方面的交通。

(b) 交叉(Cross)通道－横跨厂房的廊道，通常可达仓库的对门。

(2) 人行通道(Personnel aisles)：只使用於员工进出特殊区域的场合，应维持最小数目。

(3) 服务通道(Service aisles)：为存货或检验提供大量物品进出的通道。应尽可能的限制。

(4) 贮藏室通道(Bin aisles)：为库存的选择及补充而　的通路。

(5) 电梯通道(Elevator aisles)：提供出入电梯的通道，不应受任何通道阻碍。通常，此通道宽度至少与电梯一样，距离主要或交叉通道约10￣15 ft(约3￣4.5m)。

(6) 其他各种性质的通道(Miscellaneous aisles)：为公共设施、防火设备等所　的进出通道。

空间分配最重要的因素是通道的设置及宽度，因此，良好通道的设计　注意以下考量重点：

(1) 流量经济：让所有厂房之通道的人、物移动皆形成路径。

(2) 空间经济：通道通常　占不少空间，因此仔细地设计能带来直接的利益。

(3) 设计的顺序：主要通道(Main aisles)，像出入部门及厂房间的通道必　首先设计，而後服务设施之通道，最後次要通道才被设计。

(4) 大规模厂房的空间经济：一个6公尺宽的厂房可能有一个宽约150公分或180公分的通道，约占有效地板空间的25％￣30％；而一个180公尺宽的厂房可能有3 个宽3.5公尺的通道，只占所有空间的6％，即使再加上次要通道，亦只占10％￣12％左右。因此，大厂房在通道设计上可达到大规模空间经济性。

(5) 危险条件：必须随时要求通道要够空旷以因应危险时尽快逃生的目的。

(6) 通道宽度：在大厂房中，主要通道可能是3.5￣6公尺，一般来说，3公尺能容纳lift truck通过，再加上人员的步行；而人行通道及内部通道最低限度亦要有76￣91公分。

(7) 楼层间的交通：电梯是通道的特例，其目的在於将主要通道的物品运至其他楼层，但又要避免阻碍到主要通道的交通。

因此要满足上述的考量，最好的通道型式，应属中枢通道(Backbone aisle)，中枢通道的型式如图2-20，指主要通道经厂房中央，且尽可能直穿，使开始及结束在出入口，且连接主要交叉通道。

图2-20 中枢通道

一般不同储区布置形式有不同通道空间比例，下图(图1-21)即指出在 50×200英　及100×100英　之区域下，通道与整厂空间(或储存区域 )的比率关系。

图2-21 通道空间相对於整厂空间的比率

(整厂空间：50×200英　及100×100英　)

6. 特殊搬运应用例

(1) 节省空间的搬运

2F以上拣取出货的商品，除使用垂直升降机下楼外，若使用输送机，应尽量使用靠墙边通过的输送机，以节省作业空间。

另外，1F的输送机亦可沿著天花板运行，等到了指定的出货作业场所，再以升降机降下，不但节省空间，亦可做自动分类至指定出货码头。

(2) 提高效率的搬运

流动棚与输送带间，以及相邻两流动棚之间，若能设置滚轮输送机，用来传递拣取用的箱子，在搬运速率上将有很大提升。如图2-22。

图2-22 提高效率的搬运例

7. 国内厂商现况探讨

(1) 搬运动线规划

一旦企业进出库频率多，以致於物流中心内同一时段同时作业的搬运设备众多时，应将各搬运车辆之行走路线事先作好规划，以免造成存取货搬运时拥挤或阻碍的情形。

(2) 栈板标准化

什堋样的栈板　使用什堋样的设备(堆高机)搬运，而如今由於上下游栈板太多未标准化，导致有时上游进货无法使用现有堆高机等工具搬运，经常耗费过多的人力及时间。而本院已综合研拟出栈板的标准化规格(参考附件1)，若各企业能共同下决心将栈板标准化，则在进出货及搬运效率都能有很大的增进。当然若能引进输送机等自动化工具更能提高搬运效率。

(3) 叠栈方式的决定

如今由於栈板仍未标准化，往往一个物流中心各式各样的栈板皆有，因而许多公司都得在每次进出货或移仓补货搬运时再针对所使用栈板重试堆叠方式，非常没有效率。对此有些公司会概略地绘制各栈板相对各物品的堆叠方向及排列方式，但在此仍有两项建议：

1.若栈板尺寸真的过多，建议仍要区分规格栈板的最适承载货品，及以後只要进什堋货品就使用固定规格的最适栈板，不　再作尝试即可马上堆叠。

2.若区分各规格栈板之承载货品也有困难，则可使用工研院研发的一套「弹性叠栈技术软体」(参考附件2)，电脑会自动规划出栈板承载货品的最好堆叠方式。叠货前只要登录进货品箱子尺寸(若已建立商品基本资料档，则只　登录货品代号即可)及准备承载的空栈板规格，则电脑会马上出示堆叠方式建议，让栈板空间发挥最大的效益。

(4) 收缩膜捆包减少碰撞损耗

除了正确的叠栈方式可增加货品叠栈的稳定度外，在包装作业上采取以收缩膜捆包的方式也是一强化堆叠强度的方法，减少搬运过程可能发生的倾倒损坏。