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自動化立體倉庫何時值得投資？可行性及成本分析
介紹
隨著工廠規模的擴大，許多製造商開始考慮 自動化儲存和檢索系統為了提高儲存效率並減少土地佔用，在決定是否建造自動化立體倉庫（AS/RS）之前，了解其真正的價值並進行可行性分析至關重要，以確認專案是否必要且可行。
本文從五個面向分析了一個自動化倉庫專案：AS/RS 價值、標準化工作、技術要求、業務要求和成本。
自動化立體倉庫的價值
減少堆高機使用是自動化立體倉庫（AS/RS）的直接優勢之一。系統引入後，入庫和出庫操作主要由堆高機完成。 堆疊起重機貨物可自動輸送至指定區域，減少對堆高機的依賴。這降低了堆高機維護成本、人力成本、交通擁堵和事故風險。
自動化立體倉庫（AS/RS）還能減少佔地面積。透過垂直存儲，它充分利用了倉庫的高度。與傳統的平面倉庫相比，在相同的佔地面積下，它可以提供更高的儲存容量。
庫存週轉率和入庫/出庫效率也可以提高。 堆疊起重機借助傳送系統，貨物可以快速且準確地儲存和提取。該系統能夠根據需求調度貨物，從而減少等待時間和搬運時間。
節省人力成本是另一個重要價值。自動化立體倉庫系統自動化程度高，所需的監控及維護人員較少。這使得工廠能夠將人力資源分配到更有價值的工作。
該系統還支援精細化管理。借助WMS和WCS，工廠可以追蹤貨物、監控庫存狀態、分析倉庫營運並優化供應鏈決策。
最後，自動化立體倉庫系統（AS/RS）降低了安全風險。自動化設備減少了人工直接參與重型物料搬運。安全閘、感測器和控制邏輯有助於偵測和預防潛在風險。
AS/RS實施前的標準化
業務流程、操作規程和文件在實施前應進行標準化。此外，軟體標準化對於確保系統穩定性、一致性和可維護性也至關重要。
包括自動化立體倉庫（AS/RS）設計標準、儲存標準、入庫和出庫操作標準以及庫存管理標準。系統設計應考慮貨物類型、尺寸、容量和重量。儲存位置和儲存方法應明確定義，以便快速定位和提取貨物。
包括施工流程、入庫和出庫流程以及日常營運流程。專案階段、負責人、操作規程和職位職責都應清楚明確。
包括設計文件、操作手冊、記錄和報告。佈局圖、結構設計、設備選用、操作標準、安全預防措施、庫存報告和異常記錄均支援未來的運作和維護。
業務需求分析
在本案例中，專案需求非常明確。場地尺寸為 72,000 x 32,000 x 13,500 毫米。貨物為成品，包裝形式為紙箱及紙袋。倉庫處理 300 個 SKU，每個托盤存放一個 SKU，且不允許混裝。
貨物尺寸（含托盤）為1.35米 x 1.35米 x 1.5米，每個托盤重量為500公斤。最大儲存需求為3700個儲存位。安全庫存週期為15天。每日運轉時間為6小時，入庫及出庫流量均為每小時80個托盤。
根據設計方案，自動化立體倉庫（AS/RS）採用六層貨架設計，可提供3744個托盤位，滿足15天的安全庫存要求。
傳統平板倉庫比較
該項目的最大可用建築面積為 72 米 x 32 米，即 2304 平方米。扣除堆高機通道和收貨區後，一個傳統的平層倉庫採用 4 層堆疊設計可提供 1600 個托盤位。
庫存容量計算為 800 噸除以每天 120 噸，即 6.7 天。
相較之下，自動化立體倉庫（AS/RS）可支援15天的庫存，而傳統平板倉庫僅能支援6.7天的庫存。這將造成嚴重的庫存壓力，並可能影響生產的穩定性。
如果不採用自動化立體倉庫系統（AS/RS），要達到相同的儲存位數量，倉庫需要5158平方公尺的土地。因此，AS/RS系統可以在解決儲存容量不足問題的同時，節省2854平方公尺的土地。
技術需求分析
AS/RS專案採用WMS和WCS進行管理。 WMS指的是倉庫管理系統，而WCS指的是倉庫控制系統。
透過使用WMS和WCS系統，工廠可以減少揀貨、尋找和處理異常貨物所需的人員數量。在實現每小時80托盤的入庫和出庫流量的情況下，與傳統的平板倉庫模式相比，至少可以節省四名工人。
該系統還支援集中式資訊管理和統一調度。工作人員可以更方便地查看庫存、位置狀態和入庫/出庫流量，使倉庫運作更加透明，更易於管理。
成本分析與比較
成本分析
倉庫建築面積為2304平方公尺。傳統平房倉庫的建造費用以每平方公尺人民幣1000元計算，而AS/RS倉庫的建造費用則以每平方公尺人民幣2750元計算。
在不採用自動化立體倉庫（AS/RS）的情況下，若要達到相同的儲存容量，平面倉庫的建造成本約為人民幣515.8萬元；而採用AS/RS的倉庫建設成本則為人民幣633.6萬元。與AS/RS方案相比，平面倉庫需要佔用更多土地，額外土地成本約為人民幣64.2萬元。
就設備而言，平板倉庫需要四台3噸電動堆高機和價值約60萬元人民幣的貨架，設備總成本約為120萬元。自動化立體倉庫（AS/RS）需要620萬元人民幣的初始投資，外加兩台價值約30萬元的3噸電動堆高機。
因此，平板倉庫的固定投資為人民幣635.8萬元，自動化立體倉庫的固定投資為人民幣1,283.6萬元。就固定投資而言，自動化立體倉庫比平板倉庫多需要人民幣647.8萬元。
營運成本比較
對於平面倉庫，一台堆高機和一名操作員每小時大約可以搬運 20 個托盤。要完成每小時 40 個托盤的入庫和出庫流程，則需要四台堆高機和四名工人。
對於自動化立體倉庫（AS/RS），入庫作業需要一台手動堆高機，出庫作業也需要一台。因此，此自動化立體倉庫模式需要兩台堆高機和兩名堆高機操作員，並由輸送系統提供支援。
計算標準為：勞動成本每人每年人民幣 10 萬元，電力成本每千瓦時人民幣 0.4 元，設備維護成本為設備投資的 2.5%，每台叉車人民幣 15 萬元。
平面倉庫的年度總營運成本約為人民幣445,840元。 AS/RS的年度總營運成本約為人民幣459,700元。根據此計算模型，AS/RS的營運成本每年高出約13,860元。
十五年綜合成本
平板倉庫的年折舊額計算為人民幣 279,900 元，而 AS/RS 的年折舊額計算為人民幣 818,200 元。
在15年期間，平板倉庫的綜合總成本為人民幣1292.55萬元，自動化立體倉庫的總成本為人民幣1930.15萬元。根據此模型，自動化立體倉庫的成本比平板倉庫高出約人民幣637.6萬元。
然而，如果需要租賃外部倉庫，成本比較就會改變。假設倉庫租金為每托盤位每天5元人民幣，且每年租賃300天，則彌補產能缺口的年租金成本為321.6萬元人民幣。
從這個角度來看，AS/RS 變得更有吸引力，因為它避免了長期的外部儲存成本，並支援穩定的生產庫存。
總結與結論
概括
從安全庫存的角度來看，6.7天的普通倉庫容量無法滿足正常的生產需求。而自動化立體倉庫（AS/RS）可以支援15天的庫存，有效解決倉儲缺貨問題，並提升精細化管理水準和安全性。
從直接成本角度來看，在基本計算模型下，自動化立體倉庫（AS/RS）在固定投資或營運成本方面並不具備優勢。 15 年下來，它所需的額外成本反而高於傳統平面倉庫。
然而，從倉庫租賃的角度來看，自動化立體倉庫系統（AS/RS）可以帶來顯著價值。如果企業必須租賃外部儲存空間來滿足安全庫存需求，那麼長期租賃成本可能會使AS/RS解決方案更具經濟效益，也更具戰略必要性。
結論
自動化儲存和檢索系統（AS/RS）並非一定是最便宜的選擇。它的價值取決於儲存容量壓力、土地限制、安全庫存要求、勞動力可用性、管理需求以及外部倉儲成本。
對於能夠以低成本使用普通倉庫滿足儲存需求的專案而言，自動化立體倉庫（AS/RS）可能並非具有直接的成本優勢。但如果產能不足影響生產穩定性，或需要租賃外部倉庫，那麼自動化立體倉庫就可能成為一項實用且有價值的投資。
常問問題
不。自動化儲存和檢索系統（AS/RS）可能需要更高的固定投資和更高的折舊。其商業價值取決於儲存容量、土地限制、安全庫存、勞動力壓力、租賃方案以及管理要求。
在相同的場地和操作條件下，AS/RS 可支援約 15 天的庫存，而傳統的平面倉庫僅能支援約 6.7 天的庫存。
當空間有限、安全庫存不足、外部倉庫租賃、人工搬運風險高、庫存可見度差等因素開始影響生產穩定性時，它就變得更具吸引力了。
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