彈性製造系統

第5.1 節討論的自動導引車輛為小型的可達圖分析，包含未刪除的鎖死狀態一共 18 個 狀態。因此本節以2003 年 Uzam 所提出的論文為例[34]，討論同樣具有鎖死狀態的彈性製 造系統，在未經簡化法則簡化前後，運用規範測試路徑軟體的產生路徑的時間。在彈性製 造系統內，可以同時生產製造多種產品，因此需要分享系統內的機台、機器手臂、暫存區、

設備等等資源。彈性製造系統如圖 5.9(a)，包含兩個機械手臂，三個機器工作檯，機台一 一次加工一個元件，機台二、三可一次加工兩個元件，並且同時製造加工兩種產品。圖5.9(b) 為此系統可生產兩種產品的製造程序，產品一有兩種製造方式，其一由 1 號機械手臂從 1 號輸入區(Input 1)拿起原物件後，經由機台(Machine)一加工；其二為 1 號機械手臂由 1 號 輸入區拿起原物件後，經由機台二加工，再由2 號機械手臂將物件由機台二運送至機台三 加工。產品二由2 號輸入區進入機台三加工，再由 2 號機械手臂將物件由機台三運送至機 台二加工。兩產品在製造程序中共用機台二、機台三與2 號機械手臂，當產品一在機台二 加工，等待2 號機械手臂將物件由機台二運送至機台三，而此時產品二在機台三加工，也 等待2 號機械手臂將物件由機台三運送至機台二，此時就會發生兩方機台互相等待對方釋 出資源以便加工，但又無法釋出機台資源，會有鎖死問題的產生。

(a) 彈性製造系統設置 (b) 產品製造程序 圖5.9 彈性製造系統運作情形

彈性製造系統設置繪成斐氏圖模型以圖5.10 表示之，其斐氏圖中暫存點與轉移點說明 以表5.3 表示。

圖5.10 彈性製造系統之斐氏圖模型

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表5.3 彈性製造系統斐氏圖模型之暫存點與轉移點說明

暫存點意義 轉移點意義

Place1 1 號輸入輸出區 Transition1 1 號機械手臂夾取原物料 1

Place2 1 號機械手臂運送 Transition2 1 號機械手臂運送物料 1 至機台一，機械手臂空

閒，機台一開始加工

Place3 1 號機械手臂空閒 Transition3 1 號機械手臂運送物料 1 至機台二，機械手臂空

閒，機台二開始加工

Place4 機台一空閒 Transition4 物料1 於機台一加工完成

Place5 機台一加工 Transition5 機台二加工完成，2 號機械手臂運送物料 1

Place6 機台二加工 Transition6 2 號機械手臂運送物料 2 至機台二，機台三開始加

工

Place7 機台二空閒 Transition7 物料1 於機台三加工完成

Place8 機台二加工 Transition8 物料2 於機台二加工完成

Place9 2 號機械手臂運送至機台

三

Transition9 2 號機械手臂運送物料 2 至機台二，機台二開始加

工

Place10 2 號機械手臂空閒 Transition10 機台三加工完成，2 號機械手臂運送物料 2

Place11 2 號機械手臂運送至機台

二

Transition11 機台三開始加工 Place12 機台三空閒

Place13 機台三加工 Place14 機台三空閒 Place15 2 號輸入輸出區

在斐氏圖基本性質分析中，可將複雜的斐氏圖模型簡化，簡化過後的斐氏圖模型依然 保留原斐氏圖的基本性質。以此彈性製造系統為例，可達圖多達 261 個，並存在 29 個鎖 死狀態，運用第 2.1.5 簡化法則簡化後的斐氏圖模型如圖 5.11，可大幅減少系統狀態數，

縮減可達圖的複雜性。圖 5.12 為簡化後的彈性製造系統之可達圖，系統狀態 26 個，鎖死 狀態縮減為7 個。

圖5.11 彈性製造系統之斐氏圖簡化模型

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圖5.12 彈性製造系統斐氏圖簡化模型之可達圖

圖 5.13 為彈性製造系統簡化模型將可達圖 RP.gra 檔案讀入開啟。開啟成功，檔案資 料於程式左方顯示RP.gra 檔案存在與檔案內容。

圖5.13 載入彈性製造系統簡化模型範例之可達圖檔案

開啟檔案成功，點選活可達圖模組按鈕如圖5.14，系統列出彈性製造系統簡化模型範 例中共27 個狀態，擁有 7 個鎖死狀態，其中為 S14、S15、S16、S20、S21、S22、S23。

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圖5.14 彈性製造系統簡化模型範例之鎖死狀態分析

活可達圖模組分析完成後，系統自動刪除所有鎖死狀態，點選歐氏有向圖模組按鈕如 圖5.15，進行運輸模式分析，找出所有需要加邊的路徑，使得彈性製造系統簡化模型範例 可達圖具有對稱性。系統列出彈性製造系統簡化模型範例中六個供應點為S6、S7、S8、S17、

S18、S19，六個需求點為 S4、S5、S12、S24、S25、S27，以及其路徑成本矩陣。求出最 小加邊路徑成本為 46，代表需要增加 46 條路徑，需要多增加的線段為 S6S5 路徑為 S6→S7→S8→S9→S13→S2→S3→S4→S5 ， 以 及 S7S27 路 徑 為 S7→S8→S9→S13→

S2→S27，以及 S8S12、S17S12、S18S25、S19S4、S19S24 等總共七組路徑。

圖5.15 彈性製造系統簡化模型範例之運輸模式分析

具有對稱性的彈性製造系統簡化模型範例可達圖，即可求得此歐依勒路徑。如圖5.16 按下測試序列模組按鈕，系統即可顯示彈性製造系統簡化模型範例可行經所有邊界的歐依

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勒路徑以及狀態間轉移所需觸發的轉移點。共需行經 90 條路徑。其規範測試歐依勒路徑 顯示於圖5.16。完成一筆畫路徑後，選取生產循環頁面，點選循環分析模組按鈕，如圖 5.17 所示。在彈性製造系統簡化模型範例的可達圖，存在 16 組具有相等效果的生產循環，因 此系統將會顯示如圖5.17，列出所有相同的生產循環。

圖5.16 彈性製造系統簡化模型範例之規範測試路徑

圖5.17 彈性製造系統件化模型範例之生產循環分析

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第六章 結論與未來發展