RFID提升自動倉儲運作績效可行性之研究.doc

國立高雄海洋科技大學運籌管理系畢業專題報告題目RFID提升自動倉儲運作績效可行性之研究指導老師：徐賢斌學生：921237028吳春平 921243041 徐國晃 e-mail：.tw .tw中華民國九十六年五月十一日目錄1. 緒論 1.1動機1 1.2目的2 1.3範圍2 1.4方法2 1.5流程與架構32. 文獻探討 2.1 UML統一塑模語言4 2.2 RFID42.2.1 RFID介紹42.2.2 RFID技術演進42.2.3 RFID的特性52.2.4 RFID/EPC發展趨勢72.2.5 EPC系統架構7 2.3 AS/RS9 2.3.1 AS/RS定義與類別9 2.3.2 AS/RS的基本元件10 2.3.3 AS/RS控制11 2.3.4特殊的特性12 2.3.5應用123. AS/RS作業分析 3.1 系統管理者作業分析133.2作業員作業分析134. AS/RS UML模型建立 4.1需求分析13 4.2 使用案例16 4.3 活動圖17 4.3.1系統管理員分析17 4.3.2作業人員儲存物料19 4.3.3作業人員提取物料24 4.3.4作業人員盤查物料27 4.3.5 改變指令順序29 4.3.6 導入RFID後305. 結論34參考文獻35表目錄表1 條碼與RFID功能比較6表2 RFID頻譜比較分析表6表3 事件列表15表4 系統管理者建構S/R法則17表5 系統管理者改變S/R法則18表6 作業人員儲存物料19表7 作業人員設定儲存指令20表8系統分配儲存台車 21表9 作業人員儲存物料22表10 作業人員提取物料24表11 作業人員設定提取指令25表12系統分配提取台車26表13作業人員盤查物料(成功路徑)27表14作業人員盤查物料(失敗路徑)27表15改變指令順序29表16導入RFID後，作業人員儲存物料30表17作業人員提取物料32表18盤存作業(成功路徑)33表19盤存作業(失敗路徑)33圖目錄圖1 流程與架構圖3圖2 RFID系統架構圖5圖3 EPC網路圖9圖4 自動倉儲示意圖10圖5使用案例圖16圖6系統管理者建構S/R法則17圖7 系統管理者改變S/R法則 18圖8作業人員儲存物料19圖9 作業人員設定儲存指令20圖10 系統分配儲存台車21圖11作業人員儲存物料22圖12儲存活動圖23圖13 作業人員提取物料24圖14 作業人員設定提取指令25圖15系統分配提取台車26圖16作業人員盤查物料28圖17改變指令順序29圖18導入RFID後，作業人員儲存物料31圖19作業人員提取物料32圖20盤存作業33摘要本文的目的在確立出自動倉儲（Automated storage/Retrieval system, AS/RS）癥結所在後，將主要技術RFID導入於現有自動倉儲運作模式，於是本研究將目標歸類於以下三點：（1）了解自動倉儲的作業流程（2）進行RFID應用於自動倉儲系統中的可行性分析（3）設計RFID應用流程以提升自動倉儲系統作業之績效。本研究使用統一塑模語言（Unified Modeling Language, UML）作為系統分系的工具，研究中使用了需求擷取與分析、使用案例圖以及活動圖來說明自動倉儲的運作。透過需求擷取與分析我們可以了解自動倉儲所提供的功能，當了解自動倉儲的功能後，本文使用了使用案例圖以及活動圖來解釋該由誰去做、如何完成。本文完成了兩套系統的描述，導入RFID的自動倉儲系統、未導入RFID前的自動倉儲系統；藉以比較出改善的績效與差異。本文在進行兩組描述的對照後，發現不管是在盤查物料的方面、提取貨物，導入RFID技術並沒有在流程上有特別顯著的變動，在時間上，利用RFID的讀取快速、無空間障礙確實能夠加快流程的運作時間，能夠使效率大大的提升。關鍵詞：自動倉儲系統、自動倉儲運作模式、RFID、統一塑模語言1.緒論1.1動機由於我國經濟快速發展，現在物流概念的引入下，自動化立體倉庫為主配合倉儲、運輸、管理等多環節的物流系統工程運用，已全面提升综合物流能力。但是在提升成自動化立體倉庫後依然會出現出備品備件物資管理的許多議題，其中包含有(現代物流/物流技術與戰略2005年10月第17期 文/邵偉)：備品備件物料自身物理特性，解決不同物理特性物資合理存放與管理是自動化立體倉庫在備品備件物資管理工程應用的難點。多品種、小批量頻繁出入庫的訂單需求，滿足這類型頻繁出入庫訂單需求是備品備件物資管理部門的核心工作內容。JIT和準時化供應的物流能力挑戰，面對突發性的訂單物資需求往往需要供應部門24小時待命作業，即時應付出入庫訂單的下達，做到JIT準時化、即時化物資供應。物流管理精細化（低庫存、高效率）的要求，達到物流管理精細化是解決庫存膨脹、利用效率低下的基本要求。戰略性物資在庫管理，一定品種、數量的C類物資需要長期佔用倉庫資源的一部份，如何做到有效合理化的日常管理與即時突發出庫需求是備品備件物資供應需要解決的重要問題之一。物流管理訊息化的综合全面功能需求，整體物流資源利用率低，資源浪費嚴重；管理作業模式落後，影響作業質量；缺乏訊息化管理手段，制約整體物流管理水準提升。以及，在自動倉儲系統內所使用的快速分類系統的議題，主要是在尋求出運作及處理系統更快速、更具效益的途徑。採取高效能的分類系統無疑是邁向更具效益的關鍵，在機電控制、掃描與追蹤系統、電腦軟硬體系統等先進技術的支援下，快速分類技術已能達到超高物動量與近幾零失誤的運作，並能廣泛運用於各類應用之中，包括訂單執行、製程期間上棧版作業、郵遞和貨運及包裹搬運處理作業等。所以在其系統中產品的辨識能力就更加的突顯其重要性，若產品無法辨識出的包裹需額外處理也會降低系統物動量，所以將會提高原本不必要的營運成本，因此更加強調了可靠的辨識系統的重要性，為能快速而準確的自動分類出不同項目，系統必須能夠自動而準確的辨識出這些不同的項目。有鑒於目前自動倉儲所使用的系統雖然已大大改善以及提升原本舊式管理的許多問題，但是依然有許多的瓶頸無法突破，所提升的效能、效率也有限，在RFID技術商業化應用後，國際上廣泛的應用於物流、防偽等多功能用途上，以及RFID所擁有的特性：掃描快速，節省時間、標籤體積朝小型化、形狀多樣化發展、對環境變化的忍受度和抗污性較高、電子標籤可以重覆設定和使用、穿透性和無屏障閱讀、資料的記憶容量大、通訊距離較長。若能將RFID技術導入於自動倉儲的運作中，能夠突破目前所使用的系統瓶頸，更加的提升自動倉儲運作的績效。1.2目的目的如下：1. 了解自動倉儲的作業流程2. 進行RFID應用於自動倉儲系統中的可行性分析3. 設計RFID應用流程已提升自動倉儲系統作業之績效1.3範圍自動倉儲作業流程主要包括存取、提取和盤查主要三大部分。本文將對此三部分作系統分析，之後再考慮導入RFID技術應用的可行作業流程，經由流程分析，檢視改視之空間。 1.4方法本研究內容將藉由統一塑模語言（Unified Modeling Language, UML）來塑模自動倉儲系統，以進行可行性之研究分析。統一塑模語言是一組物件導向塑模圖形，由物件管理聯盟（Object Management Group, OMG）所標準化並提出（France etal, 1998）。UML定義了多種圖形已分別表達系統的靜態與動態觀點。其中，使用案例圖、類別圖、物件圖、元件圖和部署圖用以表達靜態觀點；而循序圖、合作圖、狀態圖和活動圖則用以表示動態觀1.5流程與架構圖1 研究流程本文的架構分為以下的五大部分，緒論，文獻探討，AS/RS作業分析，AS/RS的UML模型建立及結論。本研究依此研究架構進行。2.文獻探討2.1統一塑模語言（UML） 統一塑模語言（Unified Modeling Language, UML）是一組物件導向塑模圖形，由物件管理聯盟（Object Management Group, OMG） 所標準化並提出（France et al., 1998）。UML定義了多種圖型以分別表達系統的靜態與動態觀點。其中，使用案例圖、類別圖、物件圖、元件圖和部署圖用以表達靜態觀點; 而循序圖、合作圖、狀態圖和活動圖則用以表示動態觀點。應用時，可需要加以選用。本研究中僅用到需求擷取與分析、使用案例圖和活動圖，並將其相關的內容簡述如下，其他細節可另參考Saleh and El-Morr（2004）及Bauer and Odell（2005）。l 需求擷取與分析：計劃開始的首要工作在於需求的擷取與分析。根據許多的研究顯示，一個計畫之所以會失敗，常常是肇因於計劃初期，對於即將開發之系統所應提供的功能沒有確切的了解與掌握。因此需求的擷取與分析的重要性可想而知。l 使用案例圖（Use case diagram）：用來表達系統的使用案例，也就是系統提供的功能，它呈現出系統的靜態行為。使用案例圖中，另描述了使用者（角色）與使用者與使用案例的關係。l 活動圖：塑模出系統層級之處理邏輯以及執行流程。可用來檢視使用案例圖，幫助我們發覺使用案例中所可能產生的各種不同情節（scenario）。除了可以從高層次的觀點來塑模企業處理（business process），活動圖也可以用來捕捉使用案例的執行細節。從更微觀的角度來說，活動圖也可以用來塑模一個複雜運算的內部邏輯。2.2 RFID2.2.1 RFID介紹RFID的中文名稱為無線辨識系統（Radio Frequency Identification），是一種非接觸式自動識別系統，由於他是利用無線電波來傳送識別資料，一組射頻識別系統由標籤與讀取機組成。標籤上裝有電路，不需要電池。由於讀取機從一段距離外間歇發射能量給標籤時，標籤上的電路即可通電，與讀取機交換訊息。標籤基本上是在一塊矽晶片上加裝簡單的天線，然後以玻璃或塑膠組件封裝而成，所以進行識別工作時不需人工介入，可以在油漬、高塵量的惡劣環境中運用。短距離RFID可運用在工廠自動化、貨品銷售，長距離RFID可用在收費系統或車輛身分識別。2.2.2 RFID技術演進 RFID技術係由英國人於1948年發展出來，用以在戰爭時，機場辨別敵我戰機時使用，而後由世界各國引用於不同用途。直到21世紀才被列為十大重要技術項目之一，全球各大廠商開始積極投入研發與應用，包括：零售業龍頭Wal-Mart要求旗下前100大供應商，於2005年1月起開始採用RFID系統；同一時間德國METRO集團等公司、英國TESCO、Microsoft、IBM、日本三越百貨公司、Home Depot、CVS、Target 與Lowes等國際大廠亦發佈將使用高頻無線射頻識別系統，使得RFID應用市場日趨普及。波音公司在經過一連串的測試試用 RFID 後，於2005年上半年發布未來將用於該公司零組件上之 RFID 的規範。 RFID可以經由RF無線技術與ID辨識兩部分加以理解；其運用方式是利用RF射頻訊號以無線通訊方式傳輸資料，再透過ID辨識來分辨、追蹤、管理物件，甚至人與動物亦可被加以辨識。RFID由感應器（Transceiver，也稱為RFID Reader）與標籤（RFID Tag）兩部分所構成，透過無線傳輸，無須實體接觸即可進行資料交換，且資料交換時亦無方向性之要求。至於接收的距離遠近，則依據不同的技術而有差。圖2：RFID系統架構圖(蔡志宏，2005)2.2.3 RFID的特性 目前全球之商品，主要靠產品條碼來辨別產品身份。然而條碼只能記載著產品生產商和品項名稱，而且須透過紅外線接觸掃瞄才能讀取數據。目前全世界每年生產商品超過五億種，而全球通用的商品條形碼，由十二位排列出來的條形碼號碼已經即將用完。條形碼是只能被讀取、需要對準標的、一次只能讀一個、且容易破損；而RFID具有(1)數據的讀寫（Read Write）機能：只要通過RFID Reader即可不需接觸，直接讀取至資料庫內，且可一次處理多個標籤，並可以將處理的狀態寫入標籤，供下一階段物流處理的讀取判斷之用。(2).容易小型化和多樣化的形狀：RFID在讀取上並不受尺寸大小與形狀之限制，不需為了讀取精確度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質。(3).耐環境性：紙張一受到髒污就會看不到，但RFID對水、油和藥品等物質卻有強力的抗污性。(4).可重複使用：由於RFID為電子數據，可以反覆被覆寫，因此可以回收標籤重複使用。(5).穿透性：RFID若被紙張、木材和塑料等非金屬或非透明的材質包覆的話，也可以進行穿透性通訊。不過如果是鐵質金屬的話，就無法進行通訊。(6).數據的記憶容量大。其比較表如下表所示，因此Bar Code（條碼）未來將被RFID標籤所替代。為避免各國無線電頻率使用標準不一，造成使用上的混亂與困擾，國際上大多遵守國際電信聯合會（ITU）的規範。目前RFID使用的頻普有6種及應用範圍如下表所示：一般來說，RFID標籤分為主動式與被動式兩種（讀取器也不同），被動式又分成短距離與長距離，不同的應用要選擇不同的產品，同時還要配合環境。主動式標籤成本最高，經過後端運算，會自動執行某種通知，目前已應用在校園安全、醫院ICU加護病房等，可以主動通知，而被動式短距離標籤，主要應用於悠遊卡、門禁卡等，被動式長距離則是貨櫃、物料盤點等。標籤晶片價格差異性也很大，經營RFID硬體設備建置奈訊科技營運副總李長脩說，主動式標籤最貴，一個大約5060元美元（約折合台幣1600元1920元），而長距離被動式晶片一個大約100元台幣，至於短距離被動式晶片，以悠遊卡來說，目前可以壓低到30元上下。 (RFID風大戰時作分辨敵我戰機用未來將改變你我的生活 2006/01/05)2.2.4 RFID/EPC發展趨勢 RFID炒得那麼熱，最主要的原因是EPCglobal在2003年正式向世界宣告：跨產業的RFID標準EPC出爐了。Auto ID Center集合世界無數菁英在EAN.UCC與一些跨國公司的支持下，經過四年的努力，在2003年終於交出傲人的成績單，那就是包括RFID資料編碼標準與EPC Network機制的設計。 l EPC系統由來 EPC系統的構想為來自MIT麻省理工學院Auto ID Center的研究，研究人員在致力於供應鏈自動辨識系統研發下，為創造一個Internet of Things的環境，成功應用RFID科技開發EPC系統。在主張開放共用的原則下，該系統包含了許多科技設計，運用對物件賦予編號制度（Numbering scheme），結合硬體、軟體、協定以及描述物件資訊的語言，因而發展出一個物物相連的EPC標準系統。在科技設計裡，Auto ID Center自1999年起進行這項研發，期待促進供應鏈的績效改善，使得物件資訊更為透明化、準確。短短數年間，有關EPC系統的架構更為成熟，於2003年10月時，Auto ID Center結束其階段性任務，將EPC系統移轉給新成立的國際性組織EPCglobal Inc.，名義上Auto ID Center已經宣告終止，但其所屬的Auto ID Labs則納入EPCglobal，成為新組織的研究單位，延續Auto ID Center的研究任務。 新成立的EPCglobal Inc.為一非營利單位，為EAN International與Uniform Code Council, Inc.（UCC）於2003年所合資成立。EPCglobal接手所代表的意義為EPC科技正式由學術研究進入商業應用領域階段，將繼續EPC科技未完成的研發與全球推廣工作。 l EPC系統與Barcode系統之比較 EPC系統提出的時間點，正是條碼（Barcode）在全球成熟運用的階段，其施行至今已達25年之久，成功革新商業活動的效率。在比較上，各有其優缺點，例如Barcode使用成本較低，EPC較昂貴；條碼需由人力操作，易產生人為錯誤，而EPC屬於自動辨識科技，不需人為操作；條碼易遭受沾汙、剝落、撕裂，影響讀取品質，但EPC受到標籤外包裝保護，讀取品質佳。但如果要談誰取代誰，則抹煞當初Auto ID Center研發的宗旨-EPC系統可彌補傳統條碼之不足，而不是取代。基於這樣的考量，EPC系統內的EPC碼與EAN.UCC條碼系統是相容且可以轉換。基本上EPC編碼型態，可依照需要彈性增加或刪減號碼群的組成。依目前已公佈的EPC標籤規格書，標籤容量有96位元與64位元，視使用者需要選擇標籤容量，並隨容量大小，調整其編碼結構。2.2.5 EPC系統架構完整的EPC網路包括產品電子碼(EPC)、讀取器(Reader)、ONS(Object Name System)、PML(Physical Markup Language)以及Savant，搭配無線電波（Radio Waves）的應用，連接實體物件（Physical Objects）至虛擬的網路世界。 EPC架構乃是透過標準的商品識別碼和網路應用系統的整合，以連結商品資訊。目的是讓商品由上游廠商流通至下游廠商時，該項商品的相關資訊亦能透過網際路，隨著商品來到下游廠商的資訊體系中。透過EPC科技實現了單一品項的識別，EPC碼存放在標籤中，隨著物品的移動，沿途讀取器發射無線電波感應物品上的標籤（Tag），連結電腦傳輸物件相關資訊。以下針對ECP網路的五個構成要素分別介紹。 l EPC Tag and Reader：Tag為一資料載體，將識別號碼資料儲存在記憶體內；Reader為資料擷取裝置，資料經由它銜接到Savant或網路。EPC整個規格的訂定是為方便業界採用並達成最低成本支出，因此，在標籤的部分，主要是被動的設計，有Class0和Class1兩種規格，前者屬於重複讀取（Read Only）；後者可寫入一次多次讀取（Write Once, Read Many），適用頻率在13.56MHz以及800930MHz之間，會員依照產業需要選擇合適的標籤規格。 l Object Name Service （ONS）：ONS為全球的資料查詢服務，當標籤裡的EPC碼被讀取，找尋該號碼所對應的產品資訊即是ONS的功能，簡言之，ONS連結實體物件和相關資訊，猶如網際網路裡的區功能變數名稱稱伺服器（Domain Name Service，DNS），協助電腦找尋網際網路裡的網站一般。 l Physical Mark-up Language （PML）：在EPC系統中，PML是一個描述產品，實體流程和環境的語言，因此電腦可辨別接收進來的EPC碼是屬於哪家公司的產品，也可以確定該產品是在哪個工廠製造。延伸應用上，如當有瑕疵品出現時，可以很輕易的追溯問題發生點在何處。事實上，PML的作用，如同HTML一般，是用來統一包裝EPC資料，以便資料傳遞時，能以有一致的資料分類方式，方便系統查詢、或統計。例如定義讀取器類別下，應包含讀取器ID、地點 等屬性，或規定標籤關於尺寸的屬性名稱，應為”標籤尺寸”等。 l Savant：Savant是位於讀取器（Reader）和企業應用系統之間的仲介軟體，用來處理一連串讀取器讀入的標籤資料。Reader所收集的EPC碼會先傳送給Savant，依這樣的資訊，Savant向散落各處的ONS提出詢問，由ONS找尋對應該EPC 碼的產品資料位址，再回傳答覆給Savant。 l EPC Information Systems （EPC IS）：EPC IS位於EPC仲介軟體和EPC資料庫、應用系統之間，通常每家企業都建有自身的EPC IS。EPC IS負責接收及儲存以下資料Savant所接收的標籤讀取資料、樣例資料（如有效日期）、及物品分類（如產品目錄）。當外部向EPC網路系統進行資料查詢時，會先搜尋各企業的EPC IS，無法找到符合資料時，再向全球的資料庫系統查問。因此，EPC IS可以提高EPC網路系統運作效率。此外，EPC IS也會將接收的資料以PML格式包裝之後，再傳送至其他應用系統或資料庫。圖3：EPC網路構成五大要素圖 (資料來源：EPCglobal ,Inc.)2.3 AS/RS2.3.1 AS/RS定義與類別自動倉儲系統（automated storage/retrieval system; AS/RS）定義為：在一個界定的自動化程度下，準確、正確與快速地搬運、儲存、檢索物料，所需的設備與控制的組合。AS/RS系統可依據顧客之個別需求而設計，其包含的範圍下自由人工控制的小型機械化系統，上至工廠與倉庫作業完全整合的大型電腦控制系統。AS/RS係由一系列的儲存通道所組成，可提供一部或以上的儲存/檢索（S/R）機器的操作，而通常是一個通道是用一部S/R機器。通道設有儲存物料的儲存架。S/R機器則將物料搬運至儲存架上，並自儲存架檢索物料。AS/RS有一個以上的輸入/輸出站，可以作為運送儲存物的進口與出口。輸入/輸出站通常亦稱為夾取存放站（pickup-and-deposit stations; PD stations）。PD工作站可以人工方式操作，或將之與自動化搬運系統界面。有一些重要的AS/RS之類型，說明如下：l 單位負荷AS/RS這是一搬的大型自動化系統，係針對搬運儲存在托板或其他準容器內的物料而設計的。此系統是電腦控制的，且S/R機器亦是自動化的，用以搬運單位負荷容器。單位負荷系統是一般性的AS/RS。下面所介紹的各種系統乃單位負荷AS/RS的些變形。l 微小負荷SAS/RS 此種儲存系統用以搬運小型的負荷（個別零件或物料），它們皆有放在儲存系統內的小儲箱。其所設計的S/R機器用以檢索儲箱，並運送至PD工作站（通常為人工操作），然後小儲箱將運回道系統上原來的位置。微小負荷AS/RS系統，一般比單位附和AS/RS規模小，且通常需密閉以安全地存放物品。l 人在車上的AS/RS 人在車上（man-on-board）的AS/RS系統乃是另一種儲存與檢索物品的方式。微小負荷系統運送整個儲箱至通道末端的揀取站，而人在車上的系統則允許直接在儲存位置上揀取個別物品。此種方式有助於減媼系統的處理時間。l 自動化物品檢索系統 這些系統亦適用於檢索個別物品或小型單位負荷，諸如配送倉庫內的產品包裝箱。然而，在此系統中，物品係存放在單一巷道上，而非小儲箱內。當一物品被檢索時，它係取自巷道上的架子，然後放入輸送帶已運送至夾取站。每一巷道之商品的補充通常是由檢索系統的後面供應，由此所構成的物品流程可獲致先進/先出的存貨控制。l 深巷道AS/RS 深巷道（deep-lane）AS/RS是一種高密度的單位儲存系統，適用於大量儲存但物料種類少的場合。它並不做每一單位負荷的儲存以使得能直接自通道處裡（接近），相反的，深巷道系統儲存大約10件負荷，而下一負荷即在其後。每一貨架的設計，始得物品的流程係自一邊輸入，而自另一邊輸出。利用某一特殊的S/R機器自貨架系統的一邊夾取負荷，而另一種特殊的機器則在貨架系統的進口處執行輸入工作。2.3.2 AS/RS的基本元件圖4.自動倉儲圖(來源：網路搜尋) 所有的自動倉儲系統皆由某些基本的方塊所組成，這包括上面所述的各類型AS/RS。這些方塊元件為：l 儲存結構（storage structure）：是由鋼筋鐵架所構成，可承受存放在AS/RS內的重物。此結構必須具有足夠的強度與剛性，否則可能由於儲存重物或鋼架所受的的其他外力，而導致傾斜。結構上的個別儲存格間必須能存放儲存模組，用以存放儲存的物料。因此計算各種材質鋼筋的受力與強度，乃是工程機械所需重視的特殊問題。儲存結構亦須能支撐屋頂與建物的橫樑，此時必須考慮到建物的一些特性。儲存結構之一相關功能乃為支撐通道上的硬體設備，此與S/R機器相聯結，而構成AS/RS之個別的儲存閣間。硬體設備包括此結構頂端與與底部的導引軌道，以及末端停止站與為提供S/R機器安全作業上所需的其他特性。l S/R機器：S/R機器用以完成儲存楚，字輸入站載送負荷物至儲存站，或自儲存站檢索負荷物然後將之載送至輸出站。未完成這類處理作業，S/R機器必須能垂直與水平前進，與附有儲存隔間之載體聯合，此外亦須能自儲存隔間拉引重物或推重物至儲存隔間。S/R機器係由一直立鋼架所組成，並附有一鐵軌系統可提供載體做垂直移動。直立鋼價可能是單祪也有可能是雙祪的。附於鋼架底部的輪子，允許鋼架載體沿著鐵軌系統做水平移動。位於儲存結構頂端的平行鐵軌，可用以維持鋼架載體與結構之間的聯繫。載體係由某種形式的機械所構成，可存放重物至儲存隔間，亦可自儲存隔間擷取重物。而此種機械系統的設計，必須允許負荷物自S/R機器運送至PD工作站或其他與SAS/RS有介面的物料搬運系統。載體與梭片皆被定位，且在一般的AS/RS皆可自動地啟動。某些S/R機器可由操作員操作，而這些機器大都使用於人在車上的AS/RS系統。為完成S/R機器所需執行的動作，需有三種驅動系統；水平式、垂直式、往返移動式。水平式驅動在近代的S/R機器可沿著通道以高達500 ft/min的速率運動，垂直式可達100 ft/min左右。這些速率的決定在於載體自PD工作站前進到儲存通道上的某一特定地點所需時間。S/R機器之加速與檢肅在決定行程時間上具有重大的影響。l 儲存模組（storage madules）：儲存模組是所儲存的物料之容器。儲存模組之力子包括托板、鋼線為繞之籃子與容器、托盤、儲存箱以及特殊的抽屜。這些模組通常皆按一標準大小的基座製成，便於S/R機器的搬運。此外，標準的大小亦允許其存放在AS/RS結構上的儲存隔間。儲存模組乃嵌進隔間的架子上，便利於負荷物的進出。l 夾取存放（pickup-and-deposit）：工作站用以傳輸負荷物至AS/RS，並自AS/RS載送負荷物。他們通常是位於通道的末端，便利於S/R機器與外部搬運系統的作業。夾取站與存放站可能位於儲存通道的相反兩側，亦可能結合在同一位置上。這與進入的負荷物之起點與和輸出的負荷物之終點有關。PD工作站的設計，必須能與S/R機器和外部搬運系統相容。一般傳送負荷物離開PD工作站的AS/RS之方法，包括人工操作的裝/卸、叉舉式推車、輸送帶系統以及ACVS等。2.3.3 AS/RS控制 AS/RS作業之主要的控制問題是，S/R機器在存放或檢索一特定的負荷物之結構上的隔間之可容許的範圍內，加以定位。儲存在此系統內之物料的位置，必須加以確定以指出S/R機器製伊特定的儲存隔間。AS/RS的每一隔間皆可由其位置地址加以辨識，此地址包含了通道、水平位置、垂直位置等參數。以數字碼為依據的分法，乃符合此目的。利用這種位置辨識的方法，每一單位的物料接儲存在一特定的識別碼，而此碼乃指出此儲存系統之特定的位置。這些位置的記錄通通稱為物品位置檔（item location file）。每完成一次的儲存交易，便須將交易的記錄輸入物品位置檔。 給予一特定的儲存隔間，即需控制S/R機器至該位置，並對負載或檢索作業的梭片加以定位。其中一種定位方法是使用一計數程序，計數凹處個數，且為了決定定位須對前進方向加以記錄。另一種方法是採用數字辨識程序，即每一隔間皆賦予一二元編碼的位置識別碼。光學感測器可用來讀取存放與檢索一負荷物之梭片的標的與位置。 電腦控制與可程式化控制器，可用以決定所要求的地點，並導引S/R機器前進至目的地。電腦控制允許S/R機器的作業與支援資訊和記錄系統加以整合。每一筆儲存交易可及時的輸入電腦，存貨紀錄可正確地維護，系統績效可加以監控，並可與其它的工廠電腦系統連線。這些自動的控制在緊急的情況下，獲餘人在車上的機器操作上，由操作員執行人工方式控制。2.3.4 特殊的特性 除了上訴AS/RS之基本要素外，這些儲存系統亦具有某些其他特性及要素。這些特性包括：l 通道輸送車l 滿/空箱子偵察器l 估量大小的工作站l 負荷物辨識工作站 大多數的AS/RS系統再每一通道皆有一部S/R機器。然而，在某些系統中，即使負荷物的數目相當多，但每一通道的活動量可能相當低，因此要每一通道皆有一特定的S/R機器可能並不合適。通道輸送車（aisle transfer car）乃是用於這些場合，用以在通道間來回地搬運S/R機器，以執行其儲存和檢索的功能。這種通道輸送車係由一鋼架所組成，可容納S/R機器並使之在儲存通道上移動。輸送車係沿著AS/RS通道的末端軌道運動。 滿/空箱子偵察器（full-empty bin detectors）裝設在S/R機器載體上，用以判別某一隔間是否存有負荷物。這種偵察的方法通常是利用光學或聲納感測器來擔任。如果沒有負荷物存在隔間，則感測器將接收不到任何訊息。這種功能可避免將一物輸入一已存有負荷物的隔間，或者卸載空的隔間。 估量大小的工作站（sizing stations）可確保防止過大的負荷物進入AS/RS。過大（重）的負荷物輸入的危險是，S/R機器將此過大的附和輸入容量不夠的隔間，結果造成負荷受損或掉落地上。估量大小的工作站會檢查負荷物的長度、寬度與高度。如果任何一維超過最的可容許大小，則將負荷物送往其他地方另作處理或重新估量大小。 負荷物辨識工作站（load identification stations）用以輸入負荷物之事當的辨識資料給電腦系統，以追蹤AS/RS上的負荷物之位置。辨識負荷物的方法包括，人工方式、半自動式或自動式。人工方法乃一操作員讀入物料的辨識號碼，並將之輸入系統內。條碼可用做這種辨識。半自動式的方法乃以操作員使用一讀碼器掃描條碼，並進行辨識。這種辨識工作亦利用一固定的掃瞄設備來讀取通過辨別工作站的條碼。2.3.5 應用 大多數的AS/RS技術的應用皆與倉儲及類似的配送作業有關。AS/RS系統在製造業中用於儲存物料的事例越來越多，有關自動化儲存與檢索系統在這方面的應用，大約可分為三種類型：1.單位負荷儲存與搬運2.訂單揀取3.在製品儲存系統 單位負荷儲存與檢索的應用，乃以前面討論過的單位負荷AS/RS與深巷道儲存系統為代表。這些應用類型通常運用於配銷中心之製成品倉庫中，而深巷道系統則應用在食品工業上。 訂單揀取式使用在儲存與檢索較少量之單位負荷的物料。微小負荷、人在車上以及物品檢索系統，皆屬這類型的應用領域，此時係針對個別物品作儲存與檢索。 第三類型的應用領域乃是更近代的的自動化儲存技術的應用。3.AS/RS作業分析3.1系統管理者作業分析l 建立S/R法則（Establish S/R rule）：為了模擬系統管理者輸入S/R法則（包括儲存法則和提取法則）至系統中。l 改變S/R法則（Change S/R rule）：系統管理者要求改變S/R法則而商業法則控制器回應所有可用的S/R法則，然後系統管理者選擇一個新的S/R法則，商業法則控制器回應被選擇與使用的新S/R法則。3.2作業員作業分析l 儲存物料（Storage stocks）：根據存入單（storage sheet），作業人員輸入物料的品項號碼（item number）並給予一個預設的執行優先權（execution priority），然後自動倉儲系統回應作業人員一個倉號以及由儲存法則分配的台車號碼（crane number），隨後產生一個儲存指令以待執行。當台車抵達進出站時，作業人員將物品裝載於棧板上利用台車移動至建議的儲位執行儲存作業。l 提取物料（Retrieve stocks）：根據提取單（retrieval sheet），作業人員輸入被提取的物料品項並給予一個預設的執行優先權，然後自動倉儲系統回應作業人員一個倉號以及由提取法則（retrieval rule）分配的台車號碼，隨後產生一個提取指令（retrieval command），培對以待執行。當物料被提取至進出站時，由作業人員卸下物料。l 盤查物料（Query stocks）：為了盤查物料，作業人員輸入一個特定的品項號碼然後系統會回應所有持有此項目的儲位；另一個情節假如作業人員選擇輸入一個特定的倉號而不是一個品項號碼，則此儲位所持有的所有物料將會被顯示。l 改變指令順序（Change command sequence）：作業人員藉由台車號碼選擇一架台車，台車號碼隨後傳送至指令控制器（command controller），指令管理器顯示此台車的指令清單（command list）（包刮提取指令和儲存指令），作業人員隨後選擇一個特定的儲存/提取指令並且調整它的執行優先權。4.AS/RS UML 模型建立4.1需求分析描述性項目l 系統管理者作業分析建立S/R法則（Establish S/R rule）1. 系統管理者需要事先歸類出物料的分類編號，供作業員輸入存貨單時能夠清楚的分類出物品物料種類進行儲放。2. 系統管理者需要建構出具有儲存、檢索、提取法則的系統，提供作業員操作系統時能夠依照作業員給的指令確實的去完成作業員的需要。改變S/R法則（Change S/R rule）1. 系統管理者可以從已建構好的S/R法則中，選取最符合倉儲系統的運作法則，並挑出該項法則將它儲存入系統內。l 作業員作業分析儲存物料1. 作業員依照進貨的存入單將物料的品項號碼輸入系統資料庫。2. 作業員給予一個預設的執行優先權讓系統回應作業人員一個可供儲存倉號。3. 系統依照系統管理者所設定的儲存法則以及作業員給予的指令，分配台車到進出貨站供作業員進行物料儲存。4. 系統依照作業員給予的儲存指令進行儲存工作提取物料1. 作業人員根據提取單輸入被提取的物料品項編號。2. 作業員給予一個預設的執行優先權讓系統進行搜索物料儲位。3. 系統依造系統管理者所設定的提取法則以及作業員給予的指令，分配台車到儲位提取物料。4. 系統依照作業員給予的提取指令執行提取法則，將取出的棧板以台車送至進出貨站供作業人員提取。盤查作業1. 執行盤查作業時，作業人員輸入一個特定的品項號碼進行查詢，系統依照作業人員輸入的品項號碼進行搜索回應作業人員需求。改變指令順序1. 作業員因突發的事件需要改變順序提早進行提取或儲存，因此手動操作車台。將台車車號輸入系統進行手動操作，隨後選擇要提取或是儲存的指令讓系統去完成這項工作。由以上需求描述, 可以歸納出以下幾個事件/處理:1. 系統管理者建構S/R法則2. 作業人員輸入存入單3. 作業人員設定儲存執行指令4. 系統分配儲存台車5. 作業人員儲存物料6. 作業人員輸入提取單7. 作業人員設定提取執行指令8. 系統分配提取台車9. 系統提取物料10. 作業人員輸入品項號碼11. 系統搜索品項12. 作業人員改變指令順序13. 改變S/R法則表3 事件列表事件觸發器來源活動回應目的地系統管理者建構S/R法則S/R法則系統管理者產生S/R法則系統完成S/R法則建構的儲存系統管理者作業人員輸入存入單存入單作業人員檢索存入單空儲位倉號作業人員作業人員設定儲存執行指令執行指令作業人員執行儲存指令產生儲存指令等待執行作業人員系統分配儲存台車S/R法則作業人員分配台車儲存台車號碼作業人員作業人員儲存物料S/R法則作業人員儲存物料入庫成功訊息作業人員作業人員輸入提取單提取單作業人員檢索提取單物料物品放置倉號作業人員作業人員設定提取執行指令執行指令作業人員執行提取指令產生提取指令等待執行作業人員系統分配提取台車S/R法則作業人員分配台車提取台車號碼作業人員作業人員提取物料S/R法則作業人員執行提取物料成功訊息作業人員作業人員輸入品項號碼品項號碼作業人員檢索輸入品項號碼檢索明細作業人員系統搜索品項品項號碼作業人員產生檢索明細檢索明細作業人員作業人員改變指令順序突發提取單或存入單作業人員執行改變指令順序成功訊息作業人員改變S/R法則S/R法則系統管理者改變S/R法則系統完成改變後的S/R法則儲存系統管理者4.2使用案例圖5 使用案例圖說明： 從需求分析文件，我們知道自動倉儲主要係由系統管理者和作業人員在操作使用。系統管理者主要是在系統的建構和管理，系統管理者必須要建構S/R法則讓自動倉儲能夠去運作，而改變S/R法則是可讓從已建立的法則中，取選取最符合倉儲型態的法則來讓系統運作。作業人員負責的部份則有四個部份，儲存、提取、盤查物料和改變指令順序。作業人員所負責的這四個使用案例又可以將之分化成許多的小動作，本文將在下一章節詳述。作業人員可以區分出許多的小活動，那為什麼不把每個動作都區分出一個使用案例呢？那是因為本文認為完成儲存、提取、盤查物料和改變指令順序，這都是一連串且一次完成的動作，所以集合成一個使用案例說明可以讓作業人員該做什麼，系統管理者該做什麼很明確的表示出來，它們所需要負責的就是那些部份、那些動作。4.3活動圖4.3.1系統管理員分析l 系統管理者建構S/R法則 系統管理者要建構自動倉儲的運作模式S/R法則，在這之前必須要事先建構出系統的資料庫，系統管理者將建立起的資料庫內容輸入進系統完成了系統資料庫的建立。當資料庫建立後，系統管理者依照自動倉儲的需求來建立S/R法則，系統管理者建立了法則之後需要輸入系統，讓系統依造這個法則去完成作業人員所下達的指令。表4 系統管理者建構S/R法則系統管理者系統1.系統管理者歸類物料編號2.系統管理者設定編號儲位3.系統管理者輸入資料4系統建立資料庫5.系統管理者建立S/R法則6.系統管理者輸入程式5.系統儲存建立法則圖6 系統管理者建構S/R法則l 系統管理者改變S/R法則 系統改變S/R法則的時候，前提是必須已經先架構好多種的S/R法則在系統，當自動倉儲運作的時候，系統管理者會將系統內所有建構的S/R法則資料列出來看，在依照自動倉儲運作最符合的型態選取S/R法則，提供作業人員和系統去運作。表5 系統管理者改變S/R法則系統管理者系統1.改變S/R法則2.顯示已建立的所有S/R法則3.選取更改S/R法則4.系統儲存選取的S/R法則5.回應成功訊息圖7 系統管理者改變S/R法則4.3.2作業人員儲存物料l 作業人員輸入存入單作業人員領取到存入單後，依照存入單將物料的資料輸入進系統，系統將會進行檢索存入單的動作。當系統檢索完後將會依照系統管理者所建構了S/R法則去分類該存入單裡面的物料該進行哪裡的儲放，當系統完成這個動作後，會回應儲位的倉號，讓作業人員去操作進行將物料儲放進這個倉號的動作。表6 作業人員儲存物料作業人員系統1.作業人員輸入存入單2.系統檢索存入單3.系統依S/R法則分類存入單4.系統回應空儲位倉號圖8作業人 員儲存物料l 作業人員設定儲存指令 作業人員得到了系統回應空儲位倉號後，需要設定儲存指令讓系統去完整作業人員儲存物料的工作。當作業人員設定儲存指令完後需要輸入系統內，等輸入完後就等待系統去完整進行這個指令。表7 作業人員設定儲存指令作業人員系統1.作業人員設定儲存指令2.系統接受指令3.產生儲存指令等待進行圖9 作業人員設定儲存指令l 系統分配儲存台車 這時候的作業人員在等待系統的執行作業人員所下達的指令，等系統開始進行儲存指令，系統會依照系統管理者所制定的S/R法則進行運作，系統會依照之前所發配給作業人員的空儲位倉號安排台車讓作業人員去完成儲存指令，作業人員等待台車到了之後，將物料放置棧板上，以棧板的方式做儲放到倉架上，這時候作業人員等台車到後，就將棧板放上台車準備完成儲放的工作。表8 系統分配儲存台車作業人員系統1.作業人員等待系統指令進行2.系統進行儲存指令3.系統分配台車執行指令4.作業人員將物料放置所分配的台車圖10 系統分配儲存台車l 作業人員儲存物料 作業人員完成將要儲存的物料棧板放置台車後，就可以對系統下達最後的儲存指令，讓台車將棧板放置一開始系統依照S/R法則所提供的空儲為倉號，等待台車將棧版儲存至目的地後，系統也會完成記此倉號的儲存物料紀錄，並依系統管理者所設定的S/R法則將物料儲存倉號的資料儲存入資料庫。表9 作業人員儲存物料作業人員系統1.作業人員確定完成儲存指令2.系統依指令將物料放置儲存的目標倉號3.完成儲放動作4.系統完成資料庫的更改儲存5.回應倉儲目前最新的儲放資料圖11 作業人員儲存物料圖12 儲存活動圖 圖12為儲存物料的所有步驟整合後流程，從此流程中我們可以了解到要完成儲存物料工作的整理路徑以及流程，雖然本研究之前已經有做個別事件的介紹，但是將整體作業集合起來，可以讓我們在作RFID導入後的比較更加方便，從整體步驟來看，也可以讓我們一次就很快速的明瞭儲存物料的流程，在藉由之前的小步驟詳述，就可以讓我們完全瞭解自動倉儲在儲存物料的每一點。4.3.3作業人員提取物料l 作業人員輸入提