物流业之存货管理资讯系统实做.docx

物流業之存貨管理資訊系統實做陳世興 王宏文 王裕仁 林鈺傑義守大學工業工程與管理學系高雄縣大樹鄉學城路一段一號聯絡人：turbomanlinux.im.isu.edu.tw摘要物流業的重要性隨著企業的全球的佈局而越來越高，能否正確、即時的將客戶所需要的產品，運送到他們所指定的地方，並保持整個供應鏈的順暢，除了實體物流的創新外，並取決於其中資訊的流通，所以如果能將此整合，必能發揮出物流的功效以達到降低成本的目的。本專題乃針對物流中心之存貨管理進行研討，在此專題中，首先使用一些存貨模式作為運作核心，並使用模擬退火法進行儲位指派，運用排程方法如R&M heuristic降低流程時間。系統實做方面先使用資訊分析方法如延伸個體關聯模型(eERM) 、IDEF 等，來釐清資訊流之間的傳遞並建構資料模型，接著依照此資料模型及利用網頁程式JSP(Java Server Pages)加上關連式資料庫來建構出一套跨平台的存貨管理系統，以作為本研究內容成果之展示。關鍵詞：存貨管理、模擬退火法、R&M heuristic、個體關聯模型、IDEF1. 前言1.1 研究動機任何一種企業，原則上都需要某種程度的庫存來運用，例如製造業進行生產時，如果有存貨可以運用，就可以讓生產過程更加平順。但若庫存過多，也會增加持有成本，造成資金的積壓，而容易陷入資金週轉不靈的情況。反之若庫存不足的情況發生，則會影響到生產進度，並且也會增加訂貨的次數而提高製造成本。由以上的討論，可以知道存貨管理主要是找出存量與訂購量之間的平衡，適量的存貨一來能使生產能夠正常運行，二來可以增加企業可運用的資金。另外，因為從存貨著手來改善成本，所減低的相等於直接利潤的回饋，不像依靠提高產量並增加銷售來獲利，而增加生產與管銷的成本。因此，企業如果能運用存貨得當，必定能增加營運的績效。除了適當的管理存貨外，物流中心每天的營運作業裡包含了許多的流程也需要資訊系統完成。例如訂單處理的作業成效深深影響著後續的揀貨、進出貨與配送等作業；以及為了配合日趨嚴格的交貨時間（如983），因此如何能提供快速的服務，將產品即時送到客戶手上，便成為企業競爭力的重大考驗。1.2 研究目的現在消費者的需求模式已經朝向多樣少量的情況來發展，為了滿足消費者的需求，生產模式必定無法採行大量生產的模式來提供服務。企業與企業間產品對市場的情況，傳統的孤軍奮戰對抗形式也不再適應，取而代之的是上下游廠商間供應鏈的整合，使得物流中心（Distribution Center）的重要性提昇，就像洞庭湖般吸納供應商所生產的產品，形式上可能為少樣多量的形式，經過物流中心的配送給下游零售商而轉換為多樣少量的型態，並溝通上游製造商與下游零售商資訊的傳達，讓整條供應鏈所需要的訊息能夠暢行無阻。本研究之目的，是希望結合庫存管理與供應鏈的整合，規劃出一套物流中心之存貨系統來符合消費者的需求，提高滿意度，並達到訊息快速的傳遞交換，以期提高服務率並降低存貨水準及成本。對於物流中心而言，也期能在眾多的方法中找出一套提供學者一個從學術理論到實際的資訊架構建立的參考。1.3 研究方法首先針對存貨管理、訂單、揀貨、作業排程等內容加以深入了解，並收集相關參考書籍與論文來閱讀。歸納整理出一套適合運用於實務的架構，最後實際建構一存貨管理資訊系統。建立此資訊系統的的步驟為先了解存貨管理的內容及理論依據；接下來進行流程分析，從中刪減不良進而改善，完成流程分析後，從流程分析之模型中萃取所需資料。以eERM 、IDEF1X為工具建立資料模型及資料間的關聯，最後撰寫程式完成系統之建置。2. 文獻探討2.1 物流中心的功能物流中心，它是一種設施，在配銷過程中處理商品的集中分配，它具備有訂單處理、倉儲管理、流通加工、揀貨配送，甚至擴大至兼具尋找客源、擁有最終通路、採購、產品設計及開發自有品牌等之功能。在產銷垂直整合方面，物流中心具有縮短上、下游產業流通過程，減少兩方產銷差距之仲介機能，亦可進行水平關係之同業、異業交流整合支援，以合理降低成本。（現代化商業流通物流http:/www.materialflow.org.tw）2.2 存貨制度物流中心或是一般製造業都會使用一些方法管理他們的存貨，存貨制度管理在物流中心裡協助其顧客管理存貨會發生的問題不外乎訂定何時該進貨及該訂多少量的貨物。在理論上有下列幾種模式：1、固定批量模式（fixed-order quantity system）2、固定期間存貨制（fixed-time period system）3、混合模式（hybrid inventory system）4、（s , S）model2.3訂單排程無論是進貨訂單或是出貨訂單都是需要排定這些工作何時來做，例如對進貨訂單貨物上架排程與出貨訂單貨物揀取的先後次序等，因此需要一些方法來解決這方面的問題。因為訂單處理是物流中心中一切流程的起始，因此整個物流中心運作的核心都會圍繞於此，所以如果能搭配良好的方法加上處理得宜，便可發揮營運上的績效，因此目的是希望能降低流程上的延遲，或是整個流程的時間，使得到較好的績效。以下是用於進貨時指定可以採用的方法有：1. SPT（Shortest Processor Time）法2. EDD（Earliest Due Date）3. WSPT（Earliest Due Date）權重法4. R&M heuristic（或稱ATC method）：前三種排程方法都是屬於靜態的排程方法，R&M heuristic則是屬於動態排程的方法，R&M heuristic考慮工作權重值wi處理時間pi以及交期、處理時間與目前時間的關係，每次都計算出i之後，選出最大值為所有工作中優先排定先做的，剩下的工作在重新計算出i，選出新的數列中的最大值為第二個指派的工作，以此類推到每項工作都被指派完畢，i公式為：i=（1） wi：該工作之權重 pi：該工作之處理時間 di：該工作之交期 t：目前時間 ：即目前所計算工作之平均處理時間2.3物品儲位指派在儲位指派問題的應用，是對有相依需求的物品加以分析，將相似的物品劃分放在同一區域，不相似放在不同的區域。本研究使用模擬退火法進行儲位之指派。2.3 系統分析方法論進行系統的建立需要使用一些方法來建構此系統，因此我們運用了個體關聯模型與IDEF方法論來進行將物流中心的流程分析轉化為我們需要的資訊架構。ER model是說明實體間關係表示的方法，為系統建立即時資料分析的工具然後還需要把這些實體可串接在一起，而構成一個完整的資料模型。IDEF方法論為在企業改造的領域中，企業功能與流程的整合化是目前發展的主要趨勢勢，因此傳統功能作為區別的運作模式將轉變為以流程為基礎的運作模式，而IDEF方法正是針對企業流程與工作流程（workflow）改善之促發性（enabler）資訊技術工具。（張世芳，2000）3. 物流中心的運作流程本章針對物流中心的運作流程做一探討，訂單流程式企業中觸發所有活動的起源，因此訂單管理流程包含進貨流程、出貨流程等活動。3.1出貨流程：在出貨訂單上首先即是由客戶先下訂單，最大條件取決於存貨是否充足，檢查後如果存貨充足就可進行下一步，即客戶指定交期，而此時系統進行內部物流中心的產能規劃，並計算產能是否充足來處理這一筆訂單，就將訂單內容轉為揀貨單進行揀貨，之後進行揀貨排程。3.2進貨訂單：進貨訂單要考慮客戶租用之儲位的充足與不充足。我們把客戶所下訂單計算其所需儲位容量是否超過了物流中心所能承受的空間單位，如果夠，即不做任何改變進行進貨的後續動作，如果不夠，則將客戶提出合約上的規定增收適當的收費，進行進貨的後續流程作業。4. 存貨系統的建立在探討完相關理論架構後，就要開始進行系統的建立。主要的環節就是由所了解的存貨管理的觀念後，轉化為資料模型的關聯，再由這些資料模型為基礎，撰寫程式來執行這方面的運作。而實際建立起一套系統並不是一件很容易的事情，即做起來必定是充滿挑戰性，因為牽涉的範圍除了要先了解存貨蘊藏的理論架構，並且還需明瞭如何運用現有的資訊科技來做出一套系統。故藉由報告的說明，希望能提供一個建立起理論與實際應用間的橋樑。系統建構內容分成三大部分：1、資訊基本架構的建立2、系統資訊技術3、功能說明這三大部分將分別到各小節說明。第一節是系統分析的內容，我們瞭解到一個資訊系統不外乎輸入、處理及輸出這三個程序。分析方法使用eERM（extension Entity-Relation model）與IDEF1X來解釋模組之間的關聯主要的架構內容，藉由此方法則可以定義出建立起一套資訊系統。第二節則是說明系統架構與使用的資訊技術，例如網頁伺程式服器、資料庫與程式的使用，這些資訊技術的使用影響到我們的存貨管理系統是否能正常的運作，最後一節為所建置之系統功能說明。4.1 基本架構的建立完成揀控作業後的接續作業即為進貨，所以進貨資訊會接收揀控作業的資訊如進貨項目和進貨數量等。此部份所能提供的功能有每天進貨的清單、進貨數量的查詢、運送此批貨物入庫的人員，最後，最重要的就是要提供現有存貨量的查詢及貨物所儲放的地點。下圖為進貨的基本資訊模型：圖4.1 進貨物件ERM（來源：本研究）表4.1 進貨物件類別辭典物件類別名稱類別性質、敘述STORAGE進貨資訊相關部門作業物管屬性貨物流水號、原物料編號、客戶編號、進貨數量、進貨負責人、位置編號、處理狀態、進貨時間下圖4.2為系統中以IDEF1X方法論所繪製出之系統關連圖：圖4.2 存貨管理系統IDEF1X資料模型（來源：本研究）编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第8页 共8页4.2系統架構與資訊技術本組是以web base為基礎的三層式(3-tier)網路架構系統，所謂三層式網路架構的意義為系統可分為用戶端、伺服端與資料庫端這三種架構層級，與過去Client-Server架構比較起來好處是使用者不需要再多安裝任何軟體，只要在可連上網路之電腦使用瀏覽器，及可使用該系統；而另一項好處則是系統需要更新時，只要將該修改好或新增之程式上傳至於伺服器，就可以完成此項工作，但是Client-Server架構需要更新的，就是每一台使用者的電腦。因此三層式網路架構系統效益上可以保證使用者所執行的程式將會是最新的。下圖為三層式網路架構系統運作的表示圖：圖4.3 系統運作表示圖（來源：本研究）本專題研究所使用的工具與說明如下：1、系統開發語言： JSP（Java Server Pages）2、Database Management System：微軟SQL Server20003、作業平台(Linux與win2000)5. 系統實做結果系統功能主要分成六大類：1. 人力資源模組：該模組主要為定義出物流中心內人員之職責。2. 物料管理模組：需先對每項物料進行編碼，並設定其屬性如訂購點、訂購週期等。3. 儲位設定模組：儲位的資訊除了包括長、寬、高等資訊外，最重要要提供該儲位之最大載重限制以及與出口的距離。4. 機器設定模組：設定機器的屬性例如搬運車之數量及運作速度。5. 進貨管理模組：進貨時要輸入物料品號、進貨批號、數量，並指定其儲存之儲位；可由待進貨項目轉入。6. 出貨管理模組：客戶於系統下單取出所需要的貨物後，之後指定該批貨物之交期，並先預估是否能如期到達；之後物流中心將進行揀貨作業，使用R&M heuristic對需要揀貨之物品排程後揀貨。系統自動化是本組所強調的重點之一，於進貨時系統依照模擬退火法指派適當的儲位；在客戶下單後系統會自動檢查該貨物是否低於再訂購點存量或是已到達需檢查貨物存量的時間，系統會自動檢驗，若符合上述條件將發e-mail通知該客戶，使用者不僅可以馬上瞭解該品項是缺料的情況外，也知道需補多少的數量，最後，該功能可以成為表單簽核，達成電子化流程；物流中心進行揀貨時使用R&M heuristic產生揀貨的順序。以下是貨物儲位指派、進貨表單和存量不足顯示與揀貨排程清單於下圖5.1至5.4：圖5.1 貨物儲位指派圖5.2下單情形圖5.3 存貨不足通知圖5.4 揀貨排程清單6.結論本組所建立起的資訊系統為架構於網路上的，期望能物流中心與其客戶能做到迅速反應、資源規劃與執行的目的，達到降低流程時間與增加作業上的效率。因此，可以分成物流中心的運作流程管理，以及對客戶所做的訂單管理，例如本存貨管理系統達成能提供正確的存貨資訊、快速得到所需資訊、虛擬整合、系統自動化等，這些也是物流中心對其客戶所需扮演好的角色。以下是各功能的說明：1、正確的存貨資訊：物流中心每天進出的貨物無論是品項及數量繁多，因此資訊的正確度影響物流中心的績效相當深遠，否則這對於存貨提領與準確的預估訂購量有相當大的影響，這些資訊都要正確且適當的紀錄。目前系統中確保可以保持資料的一致性、完整性，而不會發生資料漏填或重複的地方。2、快速的回應：無論是物流中心的管理人員或是託管貨物於物流中心的廠商，只要經過登入的動作即是檢查過帳號及密碼後，就可瀏覽他們想要的資訊例如存貨進出的清單、顯示出目前存貨的多寡，並且於低於安全存量的貨物會馬上通知相關負責人員處理，藉由這個系統達到迅速地達到迅速的反應，而不是藉由人工的方式逐步清點，因此可以提高這方面的效率，並且做出後續的處理。另外，客戶指定交期時也能提供預估時間，因此能降低委外運送的不確定性，並且也能由系統中看到該批出貨訂單目前處理的情形，例如未處理、完成揀貨待出貨或是已出貨等情形。3、提升進出貨流程效率：因為客戶需求往往是多樣少量的情況，需要領出的量可能分佈在倉庫的個個角落，且需要行走的點也會很多，因此對揀貨負擔就會很大。因此，在進出貨時就先要對這些貨物進行儲位上的規劃以及使用排程方法。貨物的進出特性通常是有相關性的，且物流中心存貨特性是屬於動態的，因此於進貨時使用模擬退火法來規劃物品的儲位，如此可減少物品搬運的距離及提高將來揀貨的效率；出貨訂單使用R&M 啟發式解法降低訂單延遲的時間。4、虛擬整合： 物流中心所需要提領出來的貨物多是單一需求的而相依需求的就是要配合廠商的生產MPS的計畫；生產計畫的產生是由生產預測到MPS再展開物料需求計畫MRP的部分，需求展開後資料傳送至物流中心系統，之後物流中心送貨至該客戶，因此物流中心就像是該生產單位的虛擬倉庫般，能夠快速的配合顧客生產所需物料。5、系統的自動化與安全性：在系統程式中設定檢核是否存量低於訂購點的或是抵達需訂購之時間週期，系統將自動發出存貨e-mail通知相關的人員來處理，如此可省下許多的人力來去注意這方面的情形，維持高效率低成本的運作方式。使用者登入系統後依照其職責在賦予各個使用者所擁有的權限，因此資料僅提供有使用權限者使用藉此提高系統的安全性。參考文獻1. 周春芳（2000），流通業現代化與電子商務，五南圖書出版社。2. 張世芳（2000），製造業資源規劃系統之核心流程建構與其靜態資訊流分析，清華大學。3. 鄧世禎（1999），庫存管理實務，國家出版社。4. 潘昭賢、林國傑（1999），物流中心物品儲位指派之研究，6：2，頁131-150，管理與系統。5. 周宣光、辜靜玟（1996），物流中心撿貨作業管理決策支援系統，3：2，頁45-58，資訊管理學報。6. 潘昭賢（2000），供應鏈最適服務水準之研究，台灣科技大學。7. 商業現代化叢書（1994），物流中心作業系統，經濟部商業司。8. Douglas C. Montgomery（1997），INTRODUCTION TO STATISTICAL QUALITY CONTROL，John WileySons,Inc。Implementation of the Inventory System for Distribution Center1Hshi-Hsing Chen, Hom-Wing Wang, Wu-Ren Wang, Wu-Jei LinI-Shou Universityturbomanlinux.im.isu.edu.twABSTRACTGlobal logistics concentrated on right time and right place to satisfy their customer need. Besides innovation of physical distribution, it also depended on information technology. If we can attain this goal, it can provide efficient operation with low cost. Core of our project was inventory management, and it involved not only quantity control but the schedule of operation and location assignment of stock. We adopted simulated annealing and R&M heuristic to solve those problems. Finally, by using eERM and IDEF to form a relational data model, we construct an information system based on the data model with JSP. Key words: Inventory Management, Simulated Annealing, R&M heuristic, eERM, IDEF第 8 页 共 8 页