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第五章 最佳化模式建構及案例分析

5.3 案例分析

5.3.1 單次抽樣驗收計畫成果說明

單次抽樣驗收較為單純簡單,只有n1、c1兩個變數,其排列組合有 3721 組,以回溯搜索演算法可快速求解,由成果可以得知,所輸出的 100 組皆能求出最佳解,如表5.1 所示。計數型單次抽樣驗收計畫最終收斂之 計畫變數(n1,c1)均為(28,5),生產者冒險率α=5.5%、消費者冒險率 β=11.28%、Deviation=1.886、目標函數值則為 F=29.886。

表5.1 單次抽樣驗收計畫成果彙整表(1/2)

組數 n1 c1 α β Σn Deviation F 1 28 5 5.50% 11.28% 28 1.886 29.886 2 28 5 5.50% 11.28% 28 1.886 29.886 3 28 5 5.50% 11.28% 28 1.886 29.886 4 28 5 5.50% 11.28% 28 1.886 29.886

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表5.1 單次抽樣驗收計畫成果彙整表(2/2)

組數 n1 c1 α β Σn Deviation F

5 28 5 5.50% 11.28% 28 1.886 29.886 6 28 5 5.50% 11.28% 28 1.886 29.886 7 28 5 5.50% 11.28% 28 1.886 29.886

: : : : : : : :

: : : : : : : :

100 28 5 5.50% 11.28% 28 1.886 29.886

依據上述之成果,可得知總抽樣樣本數為28,允收之不良品個數 c1

5,而允收條件 d1≤c1d1≤5 即該產品通過驗收予以允收,反之則拒收。

而依據上述最佳單次抽樣驗計畫成果,可依下列流程進行該批玻璃 之抽樣檢驗。由1000 片玻璃中抽取 28 片(n1=28)進行測試,依照檢驗 結果若不良品個數小於或等於 5(c1=5),該批玻璃允收,反之則拒收。

將參數導入檢驗流程如圖5.1 所示。

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圖5.1 單次抽樣驗收計畫流程圖 5.3.2 雙次抽樣驗收計畫成果說明

雙次抽樣驗收計畫有n1、n2、c1、c2、R1共五個變數,其排列組合有 2,863 萬組,,由成果可以得知,所輸出的 100 組中(附錄一),有 78 組 求得最佳解、次佳解有2 組、第三佳解則有 20 組(表 5.2)。最佳解F=29.826、

生產者冒險率α=5.88%、消費者冒險率β=11.03%、Deviation=1.826;次 佳解 F=29.875、生產者冒險率α=6.04%、消費者冒險率β=10.89%、

Deviation=1.875;第三佳解 F=29.886、生產者冒險率α=5.5%、消費者冒 險率β=11.28%、Deviation=1.886,站在消費者立場的話,選擇次佳解的 抽樣驗收計畫較有保障,因為消費者冒險率更接近原預設值。

表 5.2 雙次抽樣驗收計畫成果彙整表

組數 n1 n2 c1 c2 R1 α β Σn Deviation F 78 16 12 0 5 5 5.88% 11.03% 28 1.826 29.826

2 17 11 0 5 5 6.04% 10.89% 28 1.875 29.875

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20 22 6 0 5 6 5.50% 11.28% 28 1.886 29.886

依據上述之成果,可得知最佳雙次總抽樣樣本數為28,第 1 次抽樣 樣本數 n116、允收之不良品個數 c10、拒收之不良品個數 R1為 5,

而第一次抽樣即允收條件d1≤c1,d1≤0 即該產品通過驗收,若第 1 次抽樣 不良品個數c1 d1 R10 d15,則進行第 2 次抽樣,第 2 次抽樣樣本 數n212,允收之不良品個數 c25,當累積抽樣不良品個數(d1+ d2

 c2,即(d1+ d2)5 則此玻璃產品允收,反之則拒收。

依據上述最佳雙次抽樣驗計畫成果,可依下列流程進行該批玻璃之 抽樣檢驗。由1000 片玻璃中抽取 16 片(n1=16)進行第一次抽樣,依照 檢驗結果若不良品個數小於或等於 0(c1=0),該批玻璃允收,若不良品 個數大於0 且小於 5(R1=5)則進入第二次抽樣,但當不良品個數大於 5 實則整批產品拒收;進入第二次抽樣將抽取12 片(n2=12),依照檢驗結 果若累積不良品個數小於或等於5(c2=5),該批玻璃允收,反之則拒收。

導入檢驗流程如圖5.2 所示。

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圖5.2 雙次抽樣驗收計畫流程圖

5.3.3 三次抽樣驗收計畫成果說明

三次抽樣驗收計畫有 n1、n2、n、c1、c2、c、R1、R共八個變數,

其排列組合有3,782,296 萬組,由成果可以得知,所輸出的 100 組中(附 錄二),有5 組求得最佳解、次佳解有 11 組、第三佳解則有 1 組(表 5.3)。

最佳解 F=29.9、生產者冒險率α=5.75%、消費者冒險率β=11.16%、

Deviation=1.908;次佳解 F=30.091、生產者冒險率α=5.64%、消費者冒 險率β=11.29%、Deviation=2.073;第三佳解 F=30.097、生產者冒險率α

=5.64%、消費者冒險率β=11.30%、Deviation=2.099,站在消費者立場的 話,選擇第三佳解的抽樣驗收計畫較有保障,因為消費者冒險率更接近 原預設值。

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表 5.3 三次抽樣驗收計畫成果彙整表

組數 n1 n2 n3 c1 c2 c3 R1 R2 α β Σn Deviation F 5 15 7 6 0 0 5 5 6 5.75% 11.16% 28 1.908 29.900 11 14 8 6 0 0 5 5 6 5.64% 11.29% 28 2.073 30.091 1 14 8 6 0 1 5 5 7 5.64% 11.30% 28 2.099 30.097 1 15 8 6 0 3 5 6 7 5.98% 10.45% 29 1.159 30.160 11 14 9 6 0 3 5 7 8 5.96% 10.51% 29 1.886 30.195 16 12 10 7 0 2 5 6 8 6.18% 10.05% 29 1.385 30.385 5 11 11 7 0 2 5 6 8 6.11% 10.40% 29: 1.395 30.395

: : : : : : : : : : : : : :

依據上述之成果,可得知最佳三次總抽樣樣本數為28,第 1 次抽樣 樣本數 n115、允收之不良品個數 c10、拒收之不良品個數 R1為 5,

而第一次抽樣即允收條件d1≦c1,d1≦0 即該產品通過驗收,若第 1 次抽 樣不良品個數c1 d1 R10 d15,則進行第 2 次抽樣,第 2 次抽樣樣 本數n27,允收之不良品個數 c20,當累積抽樣不良品個數(d1+ d2

 c2,即(d1+ d2)0 則此玻璃產品允收,若第 2 次抽樣不良品個數 c1

(d1+ d2) R20(d1+ d2)0 則進行第 3 次抽樣,第 3 次抽樣樣本數 n36,允收之不良品個數 c35,當累積抽樣不良品個數(d1+d2+d3 c3,即(d1+d2+d3)5 則此玻璃產品允收,反之則拒收。

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依據上述最佳三次抽樣驗計畫成果,可依下列流程進行該批玻璃之 抽樣檢驗。由1000 片玻璃中抽取 15 片(n1=15)進行第一次抽樣,依照 檢驗結果若不良品個數小於或等於 0(c1=0),該批玻璃允收,若不良品 個數大於0 且小於 5(R1=5)則進入第二次抽樣,但當不良品個數大於 5 實則整批產品拒收;進入第二次抽樣將抽取7 片(n2=7),依照檢驗結果 若累積不良品個數小於或等於 5(c2=5),該批玻璃允收,若累積不良品 個數大於0 且小於 6(R2=6),則進入第三次抽樣,依照檢驗結果若累積 不良品個數小於或等於 6(c3=6),該批玻璃允收,反之則拒收。導入檢 驗流程如圖5.2 所示。。導入檢驗流程如圖 5.3 所示。

圖5.3 三次抽樣驗收計畫流程圖

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5.3.4 計數型抽樣驗收計畫案例成果

以回溯搜索演算法所建立的最佳計數型單次、雙次、三次抽樣驗收 計畫案例分析如下,單次抽樣驗收計畫最少(最佳)樣本數n1=28、生產 者冒險率α=5.5%、消費者冒險率β=11.28%、Deviation=1.886、目標函 數值則為F=29.886;雙次抽樣驗收計畫最少(最佳)總抽樣樣本數為 18、

1 次抽樣樣本數 n116、第 2 次抽樣樣本數 n2為 12、生產者冒險率 α=5.88%、消費者冒險率β=11.03%、Deviation=1.826、目標函數值則為 F=29.826;三次抽樣驗收計畫最少(最佳)總抽樣樣本數為 18、第 1 次 抽樣樣本數n115、第 2 次抽樣樣本數 n27,、第 3 次抽樣樣本數 n3

6、生產者冒險率α=5.75%、消費者冒險率β=11.16%、Deviation=1.908、

目標函數值則為F=29.900,其整理輸出成果如表 5.4 所示。

依據上述成果,可以得到:

一、 依照成本考量的話,雖然三種抽樣驗收計畫總抽樣樣本數皆為28,

但實際分析後可發現,單次抽樣樣本數為28,雙次抽樣第 1 次抽 樣樣本數為16,而三次抽樣第 1 次抽樣樣本數則為 15,若第一次 抽樣即允收的話,以三次抽樣之樣本數為最少、雙次成本又較單 次少,即:單次抽樣成本>雙次抽樣成本>三次抽樣成本;若是雙 次及三次抽樣皆在第 2 次抽樣即完成允收,則三次抽樣的第 1 次 抽樣加第 2 次抽樣樣本數為 22 較雙次抽樣樣本數 28 少,其成本 也會較少,即:雙次抽樣成本>三次抽樣成本。有此可得知,多次 抽樣驗收若在前次即允收,有成本較低的優勢。

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二、 由三種抽樣驗收計畫中可得知,本研究同時達到抽樣總樣本數最 少和冒險偏差率小,而計算之生產者冒險率與消費者冒險率均較 預設值高一點,但觀察三次抽樣驗收計畫輸出成果中(附錄二), 仍有少數組別之冒險率較原預設值低,但應不屬於常態現象。

三、 應用回溯搜索演算法建立之計數型抽樣計畫,無論是單次、雙次 或是三次抽樣驗收計畫,皆能有效的求解各項參數,整體收斂也 非常快速,其輸出成果也極佳。

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表 5.4 本研究最佳抽化抽樣驗收計畫成果 單次抽樣驗收計畫成果

組數 n1 c1 α β Σn Deviation F

100 28 5 5.50% 11.28% 28 1.886 29.886 雙次抽樣驗收計畫成果

組數 n1 n2 c1 c2 R1 α β Σn Deviation F 78 16 12 0 5 5 5.88% 11.03% 28 1.826 29.826

2 17 11 0 5 5 6.04% 10.89% 28 1.875 29.875 20 22 6 0 5 6 5.50% 11.28% 28 1.886 29.886

三次抽樣驗收計畫成果

組數 n1 n2 n3 c1 c2 c3 R1 R2 α β Σn Deviation F 5 15 7 6 0 0 5 5 6 5.75% 11.16% 28 1.908 29.900 11 14 8 6 0 0 5 5 6 5.64% 11.29% 28 2.073 30.091 1 14 8 6 0 1 5 5 7 5.64% 11.30% 28 2.099 30.097 1 15 8 6 0 3 5 6 7 5.98% 10.45% 29 1.159 30.160 11 14 9 6 0 3 5 7 8 5.96% 10.51% 29 1.886 30.195 16 12 10 7 0 2 5 6 8 6.18% 10.05% 29 1.385 30.385 5 11 11 7 0 2 5 6 8 6.11% 10.40% 29: 1.395 30.395

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5.3.5 本研究與其他文獻成果之比較

於文獻(王, 2003)中,以基因演算法建立計數型三次抽樣驗收計畫,

其研究所設條件為:允收品質水準AQL 為 10%、拒收品質水準 RQL 為 30%,承包商所能負擔的生產者冒險率α為 5%,業主所能負擔的消費者 冒險率β為10%。並利用窮舉法運算得到之最佳抽樣個數為 28,而已基 因演算法之運算結果共擷取了三組建議解,最佳解抽樣個數為 29,次佳 解為30、第三佳解為 32,如表 5.5 所示。而表中α、β為參照其參數額 外計算補充,以便與本研究結果比較。

表 5.5 文獻(王, 2003)之三次抽樣驗收計畫建議解

組別 n1 n2 n3 c1 c2 c3 R1 R2 α β Σn 建議解1 10 13 6 0 4 5 4 6 5.03% 15.71% 29 建議解2 10 13 7 0 4 5 4 6 5.26% 15.30% 30 建議解3 12 12 8 1 4 7 4 7 3.84% 19.29% 32

而文獻(胡, 2013)中,以蟑螂演算法建立最佳單次、雙次、三次抽 樣驗收,其研究所設條件為:允收品質水準AQL 為 10%、拒收品質水準 RQL 為 30%,承包商所能負擔的生產者冒險率α為 5%,業主所能負擔 的消費者冒險率β為 10%,並採用二項式分配計算其允收機率,在此只 比較三次抽樣驗收計畫,以蟑螂演算法之運算結果為最佳總抽樣個數為 28、F 為 29.905,次佳解為 29、F 為 30.159,如表 5.6 所示。

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表 5.6 文獻(胡, 2013)之三次抽樣驗收計畫解

組數 n1 n2 n3 c1 c2 c3 R1 R2 α β Σn F 2 15 7 6 0 1 5 2 6 5.75% 11.16% 28 29.905 2 15 8 6 0 3 5 4 6 5.98% 10.45% 29 30.159 2 13 10 6 0 3 5 4 6 5.94% 10.63% 29 30.284 17 12 9 8 0 2 5 3 6 6.12% 10.24% 29 30.302 6 12 10 7 0 2 5 3 6 6.18% 10.05% 29 30.385 5 11 11 7 0 2 5 3 6 6.11% 10.40% 29 30.395 4 11 12 6 0 2 5 3 6 6.14% 10.31% 29 30.402

本研究應用回溯搜索演算法所求解之三次抽樣驗收計畫,取最佳解 等前 7 組,其最佳抽樣個數為 28、F 為 29.900,次佳解抽樣個數為 28、

F 為 30.091,如表 5.7 所示。

表 5.7 本研究三次抽樣驗收計畫之建議解

組數 n1 n2 n3 c1 c2 c3 R1 R2 α β Σn Deviation F 5 15 7 6 0 0 5 5 6 5.75% 11.16% 28 1.908 29.900 11 14 8 6 0 0 5 5 6 5.64% 11.29% 28 2.073 30.091 1 14 8 6 0 1 5 5 7 5.64% 11.30% 28 2.099 30.097 1 15 8 6 0 3 5 6 7 5.98% 10.45% 29 1.159 30.160 11 14 9 6 0 3 5 7 8 5.96% 10.51% 29 1.886 30.195 16 12 10 7 0 2 5 6 8 6.18% 10.05% 29 1.385 30.385

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組數 n1 n2 n3 c1 c2 c3 R1 R2 α β Σn Deviation F 5 11 11 7 0 2 5 6 8 6.11% 10.40% 29: 1.395 30.395

從本研究與其文獻建議解結果比較可得到

一、 應用回溯搜索演算法所求得最佳總抽樣樣本數為28,較基因演算 法之最佳總抽樣樣本數29,更為精簡;雖然蟑螂演算法所求得最 佳總抽樣樣本數也是28,但本研究之目標函數 F=29.900,相較於 蟑螂演算法的目標函數 F=29.905,還要更精確,且蟑螂演算法於 100 組中僅有 2 組數達到總抽樣樣本數 28,本研究 100 組中有 17 組達到總抽樣樣本數28,足以顯現回溯搜索演算法之運算效能及 為強大。

二、 就總抽樣樣本數28 而言,於文獻(胡, 2013)中只有 1 種,本研 究有3 種,可提中管理者更多選擇。

三、 計算生產者α與冒險者冒險率β數值,本研究與蟑螂演算法皆接 近原預設值,可符合業主與承包商所預期之結果。

5.4 再論冒險率與總抽樣次數間之關係

為了額外探討冒險率與總抽樣次數之間的關係,本研究以單次驗收 及雙次驗收分別施作之,首先將消費者冒險率固定為 10%,而生產者冒 險率依序調整為0%、1%、2%…20%以觀察總抽樣次數的變化。研究結 果分別顯示於圖5.4 與圖 5.5 中,圖中各數據點係為 100 組數據中之最佳

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解,由圖5.4 與圖 5.5 可看出總抽樣次數會隨著生產者冒險率增加而下降,

因為生產者冒險率增加則所承擔之風險就會隨著升高,在風險提高的情 況下,總抽樣次數下降使得驗收成本下降。

將生產者冒險率固定為5%,而生產者冒險率依序調整為 0%、1%、

2%…20%以觀察總抽樣次數的變化。研究結果分別顯示於圖 5.6 與圖 5.7 中,圖中各數據點係為100 組數據中之最佳解,由圖 5.6 與圖 5.7 可看出 總抽樣次數會隨著生產者冒險率增加而下降,因為生產者冒險率增加則 所承擔之風險就會隨著升高,在風險提高的情況下,總抽樣次數下降使 得驗收成本下降。

由此可知,冒險率越高,總抽樣個數越小使得成本越低。而冒險率、

由此可知,冒險率越高,總抽樣個數越小使得成本越低。而冒險率、

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