多廠規劃

2.3.1 多廠規劃之定義

對於「多廠」（multi-site）的定義，各家學者都有不同的說法，如 Frederix[14]將多廠視為如同供應鏈般的前後關係，即是將從上游到下游不 同功能的各廠視為多廠規劃的主體，是屬於垂直整合的多廠關係。而 Thierry et al.[34]則將多廠定義為「當一個公司的生產設備位於不同的地理 位置即為多廠生產」，即是將散佈在各地且功能類似的工廠視為多廠規劃 的主體，是屬於水平整合的多廠關係。在本論文中將純粹的垂直多廠關係 視為供應鏈管理的一部份，安排在2.2 節供應鏈管理的部分介紹，因此 2.3 節多廠規劃的部分所提到的多廠規劃文獻都是在探討水平的多廠關係。

除了對多廠的定義有不同的看法，各家學者對於多廠規劃的目的雖然 大同小異，但也有些微的差異，如Thierry et al.[34]認為多廠規劃的目的在 於決定各產品在各生產單位的生產分配量，和在不同時段中各生產單位間 的運輸。Sauer et al.[30]認為多廠規劃的目的在於產生一穩健的排程，也就 是此排程要使各單廠的排程人員有足夠的彈性去處理各自的變異，並且不 會影響到其他工廠。Guinet[15]則認為多廠生產規劃的目的在於找出「誰該 生產」與「什麼時候產品和工件必須生產」這兩個相關問題的答案。

就本質上來說，多廠規劃問題和一般單廠規劃問題不同，Sauer et al.[29]

指出，當規劃問題由單廠提升到多廠的層級，將會面臨下列的特性：

1. 不同廠間的生產流程有複雜的相依關係。

− 中間產品到最終產品的先後關係。如上游廠的產品可能是下 游廠需要的物料。

− 相同工件可以由不同的廠製造（成本可能不同）

− 不同廠間的運輸問題。

2. 整體排程使用的資料類型為一般性的資料，而非精確的資料。

− 以機台群組的產能資訊代替單一機台的產能資訊。

− 中間產品或最後產品的製造時間多為估計值。

3. 各單廠之既存排程系統的整合

4. 在變動且分散的生產環境下，所有單廠之分散的排程活動，其協 調合作的必要性。

5. 各單廠實際情況的不確定性。

多廠規劃的困難度即在於該如何克服上述的各廠間相依之關係，並求 得一穩健有彈性的規劃結果。

在Sauer et al.[29][30]的研究中，將多廠規劃的層級分為整體（多廠）

和區域（單廠）兩層，並將其差異如列成表2 - 3：

表2 - 3 區域排程與整體排程之比較 [29][30]

區域排程 整體排程

資源 機台 機台群組

可生產產品 由多道生產步驟組成的中間 產品

由多個中間產品組成的最終 產品

實際訂單 中間產品的內部訂單 最終產品的外部訂單

硬性限制 對所有訂單排程

考量生產的需求（如先後順 序限制等）

對所有外部訂單排程

考量生產的需求（如產能限 制）

軟性限制 機台利用率最佳化 符合交期

在製品成本最小化

符合交期

運輸時間或成本最小化 生產負荷平準化

減少存貨成本

2.3.2 多廠規劃相關研究

Thierry et al.[34]將用於限制滿足問題（Constraint Satisfaction Problem）

領域的滿足限制方法應用於多廠規劃之線性規劃模式的求解。並同時考慮 到有些生產單位在切換生產產品時需要較長設置時間的特性。限制滿足問 題的求解法是藉由限制來一步步縮小求解空間，等到無法再縮小時，就利 用各種啟發式方法來快速找到好的解。此研究有考慮到當某些生產單位在 切換生產產品時需要較長設置時間的特性，所以各生產單位在規劃時的時 間區間大小不同。而此研究的情境中，需要較常設置時間的生產單位都是 位於原物料的最上游。

Sauer et al.[29]使用模糊理論的概念來處理傳統上會用固定值代替或 是忽略不記的一些不確定因素如產能和運輸時間等。使得整體排程規劃能 夠更穩健且具有彈性。

Sauer et al.[30]則是進一步的將各廠間的運輸排程問題納入多廠規劃 的求解中，藉由將運輸排程問題轉換成類似於生產排程的問題，之後和其 餘各廠一起規劃求解。

Guinet[15]指出多廠規劃問題可以被建構成受限於變動和固定成本的 流動問題（flow problem），或者是以提早和延遲總和最小化為目標的非相 關平行機台排程問題。而其在考量產能限制和機台設置特性，以及生產、

設置和運輸等成本最小化的情形下，提出了一個「主要-對偶線性規劃法」

來求解多廠規劃問題。

王氏等人[37]以存貨式生產的 TFT-LCD 產業為研究對象，藉由 ATP、

CTP 和 SCP 三個模組來規劃多廠區訂單分配。ATP 模組用來查詢新訂單

（ATP 訂單）能否由存貨和預計產出來滿足，並由預定好的法則來決定由 哪些廠的存貨或預計產出來滿足。如果存貨和預計產出無法滿足需求時，

則必須要開立新製令，並由CTP 模組依照多條準則將其中大部分的製令分 配給各廠區生產。最後將未被分配廠區的製令透過SCP 模組讓各廠依自身 情況來競標爭取。

鄭氏等人[48]以物料的觀點提供了一多廠區整體物料規劃的線性模 式。該模式分為四個子模式，各自負責物不同的功能。多廠訂單分配模式 會根據各廠物料存或來分配訂單。多廠物料需求展開模式會依據各廠非配 到的訂單，而將所需的物料項目和數量展開。跨廠物料規劃模式會將適用 於跨廠規劃的物料進行跨廠規劃，求得最佳的採購決策與各廠間物料互相 支援決策。跨廠安全存量設定模式會考量各廠可互相支援的情況下的各廠 安全存量。。但此研究是建立在各廠現階段產能都充足的前提上，只單純 以物料作為判斷的基礎。

呂氏等人[40]提出了適用於半導體產業的一個以先進規劃排程系統為 基礎之全球產能規劃模式。該研究將規劃分為兩階段：第一階段讓需求規 劃和生產規劃協同合作，第二階段則讓生產規劃和物料需求規劃協同合 作。而所提出的產能分配流程可分三階段：第一階段是依照工廠數來將訂 單分組，並希望每一組的訂單為同一產品族或擁有相似的製程。第二階段 是求解一線性規劃模式，希望在利益最大化的目標下將每一組訂單分配給 適當的工廠生產。第三階段是求解一線性規劃模式，來將各廠分配到的訂 單再分配到各適當的時間區間生產，其中可以依策略的不同而選用不同的 目標式。

賴氏[49]提出了一晶圓製造廠多廠間生產規劃模式。其中包括了產出 規劃模組和訂單規劃模組。產出規劃模組首先會考量企業的整體獲利目 標、各廠產能狀況、製程能力和同族產品數量限制，利用限制滿足規劃的 方法篩選出多個指定各廠應生產產品及數量的可行解，之後再依瓶頸是否 會飄移及生產週期時間是否符合市場預期來進一步篩選，最後在剩下的可

行解中挑選創造獲利最大的解。訂單規劃模組會以預排程的方法，建立一 可交貨日規劃表以輔助接單決策和回應顧客，並且將允收訂單依其在各廠 的邊際貢獻，快速指派到可使企業獲利最大的單廠生產。

而本文對於各個製程階段中的多廠間產能分配，將會在考量產能限 制、生產週期時間、製程規格能力和其他相關限制的情況下，採用線性規 劃模式來求算出各廠所需生產的產品種類、工單等級別和生產數量。