物流业之存货管理信息系统分析.docx

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物流业之存货管理信息系统实做

陈世兴 王宏文 王裕仁 林钰杰
义守大学工业工程与管理学系
高雄县大树乡学城路一段一号
联络人：[e-mail]

摘要
物流业的重要性随着企业的全球的布局而越来越高，能否正确、实时的将客户所需要的产品，运送到他们所指定的地方，并保持整个供应链的顺畅，除了实体物流的创新外，并取决于其中信息的流通，所以如果能将此整合，必能发挥出物流的功效以达到降低成本的目的。本专题乃针对物流中心之存货管理进行研讨，在此专题中，首先使用一些存货模式作为运作核心，并使用模拟退火法进行储位指派，运用排程方法如R&M heuristic降低流程时间。系统实做方面先使用信息分析方法如延伸个体关联模型(eERM) 、IDEF 等，来厘清信息流之间的传递并建构数据模型，接着依照此数据模型及利用网页程序JSP(Java Server Pages)加上关连式数据库来建构出一套跨平台的存货管理系统，以作为本研究内容成果之展示。
关键词：存货管理、模拟退火法、R&M heuristic、个体关联模型、IDEF

1. 前言
1.1 研究动机
任何一种企业，原则上都需要某种程度的库存来运用，例如制造业进行生产时，如果有存货可以运用，就可以让生产过程更加平顺。但若库存过多，也会增加持有成本，造成资金的积压，而容易陷入资金周转不灵的情况。反之若库存不足的情况发生，则会影响到生产进度，并且也会增加订货的次数而提高制造成本。
由以上的讨论，可以知道存货管理主要是找出存量与订购量之间的平衡，适量的存货一来能使生产能够正常运行，二来可以增加企业可运用的资金。另外，因为从存货着手来改善成本，所减低的相等于直接利润的回馈，不像依靠提高产量并增加销售来获利，而增加生产与管销的成本。因此，企业如果能运用存货得当，必定能增加营运的绩效。
除了适当的管理存货外，物流中心每天的营运作业里包含了许多的流程也需要信息系统完成。例如订单处理的作业成效深深影响着后续的拣货
、进出货与配送等作业；以及为了配合日趋严格的交货时间（如983），因此如何能提供快速的服务，将产品实时送到客户手上，便成为企业竞争力的重大考验。
1.2 研究目的
现在消费者的需求模式已经朝向多样少量的情况来发展，为了满足消费者的需求，生产模式必定无法实行大量生产的模式来提供服务。企业与企业间产品对市场的情况，传统的孤军奋战对抗形式也不再适应，取而代之的是上下游厂商间供应链的整合，使得物流中心（Distribution Center）的重要性提升，就像洞庭湖般吸纳供货商所生产的产品，形式上可能为少样多量的形式，经过物流中心的配送给下游零售商而转换为多样少量的型态，并沟通上游制造商与下游零售商信息的传达，让整条供应链所需要的讯息能够畅行无阻。
本研究之目的，是希望结合库存管理与供应链的整合，规划出一套物流中心之存货系统来符合消费者的需求，提高满意度，并达到讯息快速的传递交换，以期提高服务率并降低存货水平及成本。
对于物流中心而言，也期能在众多的方法中找出一套提供学者一个从学术理论到实际的信息架构建立的参考。
1.3 研究方法
首先针对存货管理、订单、拣货、作业排程等内容加以深入了解，并收集相关参考书籍与论文来阅读。归纳整理出一套适合运用于实务的架构，最后实际建构一存货管理信息系统。
建立此信息系统的的步骤为先了解存货管理的内容及理论依据；接下来进行流程分析，从中删减不良进而改善，完成流程分析后，从流程分析之模型中萃取所需资料。以eERM 、IDEF1X为工具建立数据模型及数据间的关联，最后撰写程序完成系统之建置。

2. 文献探讨
2.1 物流中心的功能
物流中心，它是一种设施，在配销过程中处理商品的集中分配，它具备有订单处理、仓储管理、流通加工、拣货配送，甚至扩大至兼具寻找客源、拥有最终通路、采购、产品设计及开发自有品牌等之功能。在产销垂直整合方面，物流中心具有缩短上、下游产业流通过程，减少两方产销差距之中介机能，亦可进行水平关系之同业、异业交流整合支持，以合理降低成本。（现代化商业流通物流w.org.tw）

2.2 存货制度
物流中心或是一般制造业都会使用一些方法管理他们的存货，存货制度管理在物流中心里协助其顾客管理存货会发生的问题不外乎订定何时该进货及该订多少量的货物。在理论上有下列几种模式：
1、固定批量模式（fixed-order quantity system）
2、固定期间存货制（fixed-time period system）
3、混合模式（hybrid inventory system）
4、（s , S）model

2.3订单排程
无论是进货订单或是出货订单都是需要排定这些工作何时来做，例如对进货订单货物上架排程与出货订单货物拣取的先后次序等，因此需要一些方法来解决这方面的问题。因为订单处理是物流中心中一切流程的起始，因此整个物流中心运作的核心都会围绕于此，所以如果能搭配良好的方法加上处理得宜，便可发挥营运上的绩效，因此目的是希望能降低流程上的延迟，或是整个流程的时间，使得到较好的绩效。以下是用于进货时指定可以采用的方法有：
1. SPT（Shortest Processor Time）法
2. EDD（Earliest Due Date）
3. WSPT（Earliest Due Date）权重法
4. R&M heuristic（或称ATC method）：前三种排程方法都是属于静态的排程方法，R&M heuristic则是属于动态排程的方法，R&M heuristic考虑工作权重值wi处理时间pi以及交期、处理时间与目前时间的关系，每次都计算出i之后，选出最大值为所有工作中优先排定先做的，剩下的工作在重新计算出i，选出新的数列中的最大值为第二个指派的工作，以此类推到每项工作都被指派完毕，i公式为：
i= （1）
wi：该工作之权重
pi：该工作之处理时间
di：该工作之交期
t：目前时间
：即目前所计算工作之平均处理时间
2.3物品储位指派
在储位指派问题的应用，是对有相依需求的物品加以分析，将相似的物品划分放在同一区域，不相似放在不同的区域。本研究使用模拟退火法进行储位之指派。

2.3 系统分析方法论
进行系统的建立需要使用一些方法来建构此系统，因此我们运用了个体关联模型与IDEF方法论来进行将物流中心的流程分析转化为我们需要的信息架构。ER model是说明实体间关系表示的方法，为系统建立实时数据分析的工具然后还需要把这些实体可串接在一起，而构成一个完整的数据模型。IDEF方法论为在企业改造的领域中，企业功能与流程的整合化是目前发展的主要趋势势，因此传统功能作为区别的运作模式将转变为以流程为基础的运作模式，而IDEF方法正是针对企业流程与工作流程（workflow）改善之促发性（enabler）信息技术工具。（张世芳，2000）

3. 物流中心的运作流程
本章针对物流中心的运作流程做一探讨，订单流程式企业中触发所有活动的起源，因此订单管理流程包含进货流程、出货流程等活动。
3.1出货流程：
在出货订单上首先即是由客户先下订单，最大条件取决于存货是否充足，检查后如果存货充足就可进行下一步，即客户指定交期，而此时系统进行内部物流中心的产能规划，并计算产能是否充足来处理这一笔订单，就将订单内容转为拣货单进行拣货，之后进行拣货排程。
3.2进货订单：
进货订单要考虑客户租用之储位的充足与不充足。我们把客户所下订单计算其所需储位容量是否超过了物流中心所能承受的空间单位，如果够，即不做任何改变进行进货的后续动作，如果不够，则将客户提出合约上的规定增收适当的收费，进行进货的后续流程作业。

4. 存货系统的建立
在探讨完相关理论架构后，就要开始进行系统的建立。主要的环节就是由所了解的存货管理的观念后，转化为数据模型的关联，再由这些数据模型为基础，撰写程序来执行这方面的运作。而实际建立起一套系统并不是一件很容易的事情，即做起来必定是充满挑战性，因为牵涉的范围除了要先了解存货蕴藏的理论架构，并且还需明了如何运用现有的信息科技来做出一套系统。故藉由报告的说明，希望能提供一个建立起理论与实际应用间的桥梁。系统建构内容分成三大部分：
1、信息基本架构的建立
2、系统信息技术
3、功能说明
这三大部分将分别到各小节说明。第一节是系统分析的内容，我们了解到一个信息系统不外乎输入、处理及输出这三个程序。分析方法使用eERM（extension Entity-Relation model）与IDEF1X来解释模块之间的关联主要的架构内容，藉由此方法则可以定义出建立起一套信息系统。
第二节则是说明系统架构与使用的信息技术，例如网页伺程序服器、数据库与程序的使用，这些信息技术的使用影响到我们的存货管理系统是否能正常的运作，最后一节为所建置之系统功能说明。
4.1 基本架构的建立
完成拣控作业后的接续作业即为进货，所以进货信息会接收拣控作业的信息如进货项目和进货数量等。此部份所能提供的功能有每天进货的清单、进货数量的查询、运送此批货物入库的人员，最后，最重要的就是要提供现有存货量的查询及货物所储放的地点。下图为进货的基本信息模型：

图4.1 进货对象ERM（来源：本研究）
表4.1 进货对象类别辞典
对象类别名称类别性质、叙述
STORAGE
进货信息
相关部门作业
物管
属性
货物流水号、原物料编号、客户编号、进货数量、进货负责人、位置编号、处理状态、进货时间
下图4.2为系统中以IDEF1X方法论所绘制出之系统关连图：
图4.2 存货管理系统IDEF1X数据模型（来源：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
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4.2系统架构与信息技术
本组是以web base为基础的三层式(3-tier)网络架构系统，所谓三层式网络架构的意义为系统可分为客户端、伺服端与数据库端这三种架构层级，与过去Client-Server架构比较起来好处是使用者不需要再多安装任何软件，只要在可连上网络之计算机使用浏览器，及可使用该系统；而另一项好处则是系统需要更新时，只要将该修改好或新增之程序上传至于服务器，就可以完成此项工作，但是Client-Server架构需要更新的，就是每一台使用者的计算机。因此三层式网络架构系统效益上可以保证使用者所执行的程序将会是最新的。下图为三层式网络架构系统运作的表示图：

图4.3 系统运作表示图（来源：本研究）
本专题研究所使用的工具与说明如下：
1、系统开发语言： JSP（Java Server Pages）
2、Database Management System：微软SQL Server2000
3、作业平台(Linux与win2000)
5. 系统实做结果
系统功能主要分成六大类：
1. 人力资源模块：该模块主要为定义出物流中心内人员之职责。
2. 物料管理模块：需先对每项物料进行编码，并设定其属性如订购点、订购周期等。
3. 储位设定模块：储位的信息除了包括长、宽、高等信息外，最重要要提供该储位之最大载重限制以及与出口的距离。
4. 机器设定模块：设定机器的属性例如搬运车之数量及运作速度。
5. 进货管理模块：进货时要输入物料品号、进货批号、数量，并指定其储存之储位；可由待进货项目转入。
6. 出货管理模块：客户于系统下单取出所需要的货物后，之后指定该批货物之交期，并先预估是否能如期到达；之后物流中心将进行拣货作业，使用R&M heuristic对需要拣货之物品排程后拣货。
系统自动化是本组所强调的重点之一，于进货时系统依照仿真退火法指派适当的储位；在客户下单后系统会自动检查该货物是否低于再订购点存量或是已到达需检查货物存量的时间，系统会自动检验，若符合上述条件将发e-mail通知该客户，使用者不仅可以马上了解该品项是缺料的情况外，也知道需补多少的数量，最后，该功能可以成为窗体签核，达成电子化流程；物流中心进行拣货时使用R&M heuristic产生拣货的顺序。以下是货物储位指派、进货窗体和存量不足显示与拣货排程清单于下图5.1至5.4：

图5.1 货物储位指派

图5.2下单情形

图5.3 存货不足通知

图5.4 拣货排程清单
6.结论
本组所建立起的信息系统为架构于网络上的，期望能物流中心与其客户能做到迅速反应、资源规划与执行的目的，达到降低流程时间与增加作业上的效率。因此，可以分成物流中心的运作流程管理，以及对客户所做的订单管理，例如本存货管理系统达成能提供正确的存货信息、快速得到所需信息、虚拟整合、系统自动化等，这些也是物流中心对其客户所需扮演好的角色。以下是各功能的说明：
1、正确的存货信息：
物流中心每天进出的货物无论是品项及数量繁多，因此信息的正确度影响物流中心的绩效相当深远，否则这对于存货提领与准确的预估订购量有相当大的影响，这些信息都要正确且适当的纪录。目前系统中确保可以保持数据的一致性、完整性，而不会发生数据漏填或重复的地方。
2、快速的响应：
无论是物流中心的管理人员或是托管货物于物流中心的厂商，只要经过登入的动作即是检查过账号及密码后，就可浏览他们想要的信息例如「存货进出的清单」、「显示出目前存货的多寡」，并且于「低于安全存量的货物」会马上通知相关负责人员处理，藉由这个系统达到迅速地达到迅速的反应，而不是藉由人工的方式逐步清点，因此可以提高这方面的效率，并且做出后续的处理。
另外，客户指定交期时也能提供预估时间，因此能降低委外运送的不确定性，并且也能由系统中看到该批出货订单目前处理的情形，例如未处理、完成拣货待出货或是已出货等情形。
3、提升进出货流程效率：
因为客户需求往往是多样少量的情况，需要领出的量可能分布在仓库的个个角落，且需要行走的点也会很多，因此对拣货负担就会很大。因此，在进出货时就先要对这些货物进行储位上的规划以及使用排程方法。货物的进出特性通常是有相关性的，且物流中心存货特性是属于动态的，因此于进货时使用模拟退火法来规划物品的储位，如此可减少物品搬运的距离及提高将来拣货的效率；出货订单使用R&M 启发式解法降低订单延迟的时间。
4、虚拟整合：
物流中心所需要提领出来的货物多是单一需求的而相依需求的就是要配合厂商的生产MPS的计划；生产计划的产生是由生产预测到MPS再展开物料需求计划MRP的部分，需求展开后数据传送至物流中心系统，之后物流中心送货至该客户，因此物流中心就像是该生产单位的虚拟仓库般，能够快速的配合顾客生产所需物料。
5、系统的自动化与安全性：
在系统程序中设定检核是否存量低于订购点的或是抵达需订购之时间周期，系统将自动发出存货e-mail通知相关的人员来处理，如此可省下许多的人力来去注意这方面的情形，维持高效率低成本的运作方式。使用者登入系统后依照其职责在赋予各个使用者所拥有的权限，因此数据仅提供有使用权限者使用藉此提高系统的安全性。
参考文献
1. 周春芳（2000），「流通业现代化与电子商务」，五南图书出版社。
2. 张世芳（2000），「制造业资源规划系统之核心流程建构与其静态信息流分析」，清华大学。
3. 邓世祯（1999），「库存管理实务」，国家出版社。
4. 潘昭贤、林国杰（1999），「物流中心物品储位指派之研究」，6：2，页131-150，管理与系统。
5. 周宣光、辜静玟（1996），「物流中心捡货作业管理决策支持系统」，3：2，页45-58，信息管理学报。
6. 潘昭贤（2000），「供应链最适服务水平之研究」，台湾科技大学。
7. 商业现代化丛书（1994），「物流中心操作系统」，经济部商业司。
8. Douglas C. Montgomery（1997），「INTRODUCTION TO STATISTICAL QUALITY CONTROL」，John Wiley＆Sons,Inc。
Implementation of the Inventory System for Distribution Center
1Hshi-Hsing Chen, Hom-Wing Wang, Wu-Ren Wang, Wu-Jei Lin
I-Shou University
[e-mail]
ABSTRACT
Global 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

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