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配送中心規模算定・自動化設計

1-3. 物流設施規劃中的物流中心規模計算

在現代的物流設施規劃中,靠經驗與直覺進行動線佈局設計早已不再適用。配送中心的物流中心規模計算是一連串重複進行整箱與單件移動、保管的複雜加減運算組合,需要透過數理模型來解開這些謎團。

在計算過程中,根據目的(正在設計哪個區域),作為基準的單位會接連轉變為出庫次數、單件數、整箱換算、PL(棧板)換算、容積換算、重量換算。 Tera計算2 整合了各現場個別的計算邏輯,並以全數據平均值(Tera設定)為起點,理論計算庫存量與進貨量,從進貨到出貨空間面積與月台數出貨作業空間保管空間,乃至最終的廠房面積敷地面積,皆能邏輯性地推導出一連串的最適規模。

第1節 規模計算用數據加工與基本方針

在進行物流中心規模計算的數據加工時,Tera計算2 特別著眼於保管空間中的棧板保管效率,並積極採用「PL換算(棧板換算值)」作為設定等級的核心指標。

💡 出貨數據採用「整體平均」的2大重要理由

1. 完全防止計算遺漏: 若僅選擇特定出貨日(例如月底的繁忙日等)進行分析,剛好在該日沒有出貨實績的品項(如長尾商品等)將會整批從計算中遺漏。 採用整體平均能夠精準涵蓋所有品項所需的保管空間

2. 防止過度投資(Over-spec): 若以最高高峰日進行物流中心規模計算,將會計算出過於龐大的廠房與設備,導致需要持續支付無謂的折舊費用。 作為物流的基本原則,高峰期的超額物量應透過活用安全庫存或提早出庫等「營運手段」來補足,硬體的規模則鐵定應配合「平均且穩定的營運」。

基於此理念,Tera計算2 嚴格區分整箱出貨與單件出貨的動線進行計算,並在 Access 系統內部儲存與展開多達 32 個統計表格(含換算值),實現多角度且靈活的驗證模擬。

第2節 透過理論計算推估庫存量與進貨量

第1項 平均庫存與「穩定營運時庫存」的差異

物流設施規劃中最容易陷入的陷阱,就是「直接相信現有的庫存數據(WMS實績值)來進行面積計算」。由於實績值中包含了無謂的滯留庫存與缺貨狀況,因此從正確的出貨數據理論計算出適當的庫存量與進貨量,並與目前的實績值進行比對驗證是極其重要的。

  • 最大庫存: 物流中心內部可容許庫存的絕對上限值。物理上不會持有超過此數值的庫存。
  • 安全庫存: 為防止供應商進貨延誤或突發的大宗出貨導致缺貨,必須常時掌握在手邊的庫存量下限值。
  • 再訂購點(最小庫存): 自下單後至貨物實際進入物流中心為止的前置時間(Lead time)期間內所消耗的庫存門檻值。
  • 穩定營運時庫存(Tera計算採用): 多個品項的進貨日期被平勻分散管理,使整個物流中心庫存的高峰與低谷達到平準化的理想狀態庫存量。 保管空間的計算即以此數值為基準。
    [變動的庫存] = 出貨數 × (最大庫存期間 - 安全庫存期間)
    [穩定營運時庫存] = (變動的庫存 ÷ 2) + 安全庫存

第2項 推估庫存量的具體步驟

根據自出貨數據計算出的單品項所需庫存(PL換算),自動判定堆疊至棧板的型態。 細緻區分為單一品項即可放滿棧板的「單載PL」,或是將多個小批次品項合載的「2混載〜8混載PL」,藉此計算出極其貼近現場實態的精準所需棧板數,並連結至保管空間面積。

第3節 進貨量推估與分散效果

理論計算庫存量與進貨量時,如何設定「進貨時機」將會讓所需的面積產生劇烈變化。根據變動的庫存天數(例如以6天為週期的下單等),在系統上對各品項的進貨日進行刻意分散的模擬,即可壓抑配送中心整體總庫存的高峰(最大體積),結果能夠使所需的廠房面積極小化。

此外,自單品項進貨量(例如 0.5PL 以上則為棧板單位進貨,0.5箱以下則為單件單位的折疊箱進貨等)自動判定最佳外包裝型態,並精準推算自卡車卸下的總進貨量體積。

第4節 物流中心內的所需空間計算

第1項 進貨空間面積與月台數的計算

進貨業務與出貨不同,自家側相對容易進行下單控制(指定與分散進貨日期時間)。 因此,透過安排時間行程表,與出貨空間面積與月台數空閒的時段共用資源,即可大幅削減專用的進貨空間,直接連結至成本降低。

  • 高峰時段物量: 利用高峰比例算出1天之中卸貨物量最集中的1小時物量。
  • 卡車車型與裝載方式判定: 細緻設定交貨型態,如大型車、40呎海運貨櫃、人工卸貨的整箱直堆(自體積計算卸貨時間),或是堆高機用的棧板裝載(考量棧板厚度150mm空間損失的計算)等。
  • 進貨月台數: 推算出為了不讓卡車滯留、能在高峰1小時內完成靠泊與卸貨所需的碼頭(靠泊口)數量(靠泊時間累計 ÷ 60分鐘)。
  • 面積倍率應用: 不僅是貨物單純的體積,更加入棧板間隙、堆高機迴轉・作業通道、現場辦公室空間、處理單據與檢貨所需暫存時間,乘以實體積參考基準 120〜130% 的面積倍率進行計算。

第2項 出貨空間面積與月台數的計算

確保出貨空間面積與月台數是防止配送延誤的最後防線。這是自保管空間出庫的整箱商品,或是揀貨・播種後的單件商品按方向集中,並在完成出貨檢貨・包裝後,至裝載上卡車前進行「集貨備貨・暫存」的極重要空間。

  • 高峰物量比控制: 為提升出貨設備的設備稼動率並防止面積膨脹,將每小時高峰物量比參考基準控制在整體的 25% 以下,並將提早作業或出貨批次分割等營運對策納入模擬中。
  • 運輸設備與容器選擇: 選擇裝載至卡車的型態,如直堆、棧板、籠車(850×650mm、1100×800mm等)、板車等。 此外,若是自家專用車即可直接歸還籠車,但若利用共同配送或宅配便,則需要重新包裝(裝箱)至紙箱中,因此也會計算隨之產生的容積變化。
  • 出貨容器充填率計算: 將單件出貨物裝入 30型〜60型 的塑膠周轉箱(折疊箱)時,由於不可能無縫 100% 裝滿,因此以充填率參考基準 70〜90% 推算所需容器數量。 此外,歸還回來的折疊空周轉箱放置場(例如40型約 0.0118㎡/個)也會加算至面積中。

第3項 出貨作業空間面積的計算

出貨作業空間是物流中心內部配置最多人員、直接連結至生產力的核心心臟地帶。精細計算整箱商品的按方向分揀空間、單件出貨用的揀貨貨架(流動貨架・中型貨架),以及包裝產線的面積。

  • 無出貨實績品項的補救措施: 即使出貨數據上無實績,但存在於 WMS 庫存數據中的品項(例如918個品項的滯銷商品等),會強制加算至單件揀貨貨架的 D級區域,務必確保保管儲位數。
  • 流動貨架(面向高流動品・A級): 面向出貨頻率高的品項,設定為能充填 3〜5 天份的庫存。 計算出包含前方揀貨通道與後方補充通道的平面積,以及商品的有效儲位容積。
  • 中型貨架(面向低流動品・B〜C級): 面向出貨頻率低的品項,為省去補充工時而設定 7〜14 天份的庫存。 計算出包含作業員可交錯通過之揀貨通道的貨架平面積與容積。
  • 檢貨・包裝場線路計算: 將單件出貨的高峰處理數(件數)乘以每1件的檢貨・包裝時間(例如:1件3秒),計算出所需的作業線路數與設置面積(輸送帶長度與作業台面積)。

第4項 保管空間面積的計算

自物流中心整體的總庫存量中,扣除已補充至出貨作業空間(流動貨架或中型貨架)的庫存部分後,計算用以存放剩餘大批物量的預備區(保管空間)面積。

⚠️ 5公尺基準與消防法上的「虛擬樓板」規則

當放置於棧板貨架最上層的保管物底部超過高度 5,000mm(5公尺)時,在建築基準法與消防法上會被視為該處存在「虛擬樓板」,將產生增設自動噴水頭與嚴格防火牆的設置義務,因此在設定貨架高度時需要特別注意。

  • PL(棧板)固定貨架: 設定橫樑與雙通道(前移式堆高機等可迴轉的裝卸通道),管理單載與混載棧板。 棧板與橫樑之間會確保 100mm 用於插入叉齒的間隙(隙縫)來計算高度。
  • PL電動移動貨架: 貨架本身在軌道上滑動以共用通道,因此相比固定貨架能劇烈縮減設置面積。 但需要考量腳邊的電動馬達車高(增加 200〜250mm)與設置於邊緣的控制盤空間(+400mm)進行計算。
  • 高密度保管設備: 計算分配至壓入式貨架,或是活用高架堆垛機的 PL自動倉庫(AS/RS)等能極大化活用天花板淨高之高密度設備的面積。

第5項〜第6項 辦公室・福利設施及全物流空間的整合調整

除了至今計算出的進貨與出貨空間面積與月台數出貨作業空間保管空間等純粹業務區域的合計外,再加上營運物流中心不可或缺的下列附帶面積來確定總面積。

具體而言,加算物流中心長與內勤人員辦公的辦公室區域、作業員休息室・置物櫃室等福利設施區域、大量消耗的資材・副資材(紙箱展開前、膠帶、緩衝材、單據類)保管放置場,以及堆高機可安全雙向通行的主通道(寬度4公尺等的大動脈)。 此外,將依時段可在進貨與出貨間共用空間的重複部分列為扣減要素進行扣除調整,計算出精確且無浪費的總樓地板面積。

第5節〜第8節 廠房面積・敷地面積計算與考量事項

場內所需面積確定後,即可推進包覆該空間的建築物硬體計算,以及土地計算。

廠房面積及建築結構的設定

進行作為物流中心容器之廠房面積的模擬。配合土地限制與投資預算,決定最佳的建築物體積。

  • 建築規格基本設定: 將包含隔熱材的外牆厚度(200mm損失)、不妨礙貨架配置的柱距(10m〜12m跨度)、配合卡車車廂高度的1樓高床月台(1,000mm),以及考量巧固架(Nestainer)等堆疊的有效淨高(床上7,000mm)等設定為參數。
  • 通過建蔽率・容積率: 計算依據都市計畫法之土地利用限制。
    • 建蔽率: 以(廠房投影面積 + 卡車月台之巨型雨遮面積×50%)÷ 敷地面積 進行計算。
    • 容積率: 以各樓層樓地板面積總和(總樓地板面積)÷ 敷地面積 進行計算。
    • ※ Tera計算的標準設定中,會以一般物流據點的參考基準「建蔽率60%・容積率200%」發出警示。
  • 廠房模式最佳化: 配合可取得的土地面積,自約 40 種廠房模式模型中,自動計算出最高性價比的最佳規格,如樓層數(1樓單層建築〜5樓建築之多樓層)、是否有作為獨立棟的自動倉庫、是否有全天候型裝卸用的巨型雨遮等。

敷地面積及周邊法規・安全考量

最終的敷地面積,並非只要能剛好容納建築物即可。為了讓卡車能安全且順暢地進出,並與周邊環境和諧共存,廣大的外部空間是不可或缺的。

除了正上方俯瞰的廠房投影面積外,加上大型聯結車(16公尺級)無需倒車即可靠泊的迴轉通道(車寬+安全餘裕1公尺以上之確保)、月台滿車時供等候的卡車等候場空間、供數百名員工通勤用的自小客車停車場・機車單車停車場,以及依據工廠立地法等自治體條例規定的綠地率(將一定比例基地做為綠化的義務),全部加算後,方能確定所需的敷地面積

📌 現場設計時的必備考量事項(Tera計算外項目)

僅憑面積計算軟體的數值無法完全涵蓋,在繪製圖面動線佈局時,務必將下列「真實現場的營運空間」牢記於心:

・每天大量產生的廢紙箱打包機(Baling machine)放置場、廢棄物暫存場、洗去泥污的棧板清洗場
・場內作業員能快速使用的合理配置洗手間・洗手台、防止堆高機與行人碰撞事故的避難引導通道(完全的人車分離)
・具數年保存義務的法定單據・歷史帳冊專用保管空間
・顧及鄰近居民的噪音・廢氣協調、防犯保全(閘門警衛室)、依據航空法等的建築物高度限制、幹線道路左轉出庫等進出條件