第一節 世界工具機產業概況
工具機是用來生產製造各種設備零組件的加工機械，因此素有「機械之 母」的稱號，綜合國際標準組織 (ISO)，和美國工具機博覽會 (IMTS) 對工 具機的解釋:「一種動力驅動且無法以人力任意攜行的設備，透過切削與衝 擊等物理、化學或其他方法，用以達到加工原材料目的之機器」，評斷一個 國家工業化程度的高低，也常會用這個國家所擁有的工具機家數為方案之一，
對於工具機的分類，若以加工方式來區分，可區分為三大類(卓佳慶，2012):1.
金屬切削工具機 (metal-cutting machine) :將多餘材料以碎屑、放電去除，雷 射蝕刻、灰粉等方式去除，而留下欲得的部分，這些工具機有具圓形加工的 車床，鑽孔功能之鑽床，平面加工的銑床，磨床(研磨功能)、放電加工機等。
2.金屬成型工具機 (metal-forming machine) :利用剪力裁斷或施以壓力促使 材料變形的加工方式，此類機器有沖床、剪床、鍛造床等。3.特殊加工機:
此類機器例如線切割機或自動焊接機等，其加工方式不同於切削或成型機 器。2016 年世界 56 個主要工具機生產國的工具機產值(切削+成形)，金額是 809 億 5,850 萬美元，比 15 年減少 3.2%。國家別的生產金額來看，中國連 續 9 年世界第一位。雖然 15 年產值減少 10.3%，但 16 年增加 3.1%。第二位 是德國，日本從 15 年的第二位，跌落到第三位。16 年德國比前一年減少 0.2%, 日本比 15 年大幅度減少 9.9%。
2015 年排名第 6 位的美國，2016 年排名到第 4 位，但產值比 2015 年稍 微減少 0.4%。能夠見到原本不振的美國製造業，有恢復的徵兆。排名第 5 位的是義大利，16 年比前一年增加 5.0%。排名前 5 位國家，比前一年增加 的只有中國和義大利這兩個國家。韓國 16 年產值比前一年大幅度減少 20.4%，
使得排名從第五位，後退到第六位。台灣也是後退到第七位，韓國、台灣都 比 15 年後退，包含日本在內，都是受到中國經濟不振影響。
資料來源: 翻譯自生產財 2017 年 6 月號 大阪機械服務中心提供
第二節 台灣工具機產業概況
期待九年，機械業終於在 2017 成為繼半導體、面板之後，台灣的第三 個兆元產業，去年產值達 1.1 兆元。台灣在全世界的工具機產業中，以台灣 中部縣市為首，附近擁有非常特殊的一個產業聚落，聚集了台灣大部分的工 具機及零組件廠商，產業供應鏈和地理位置如此緊密的結合，讓台灣工具機 的生產效能大大的提升，因此有足夠的能力滿足全球工具機市場的需求，這 些優勢是台灣工具機產業所特有的。商業週刊(2011)曾以「影響全世界的 60 公里-大肚山下的黃金縱谷」為題，報導位居台中大肚山的台中精密機械聚 落，從神岡到南投，以大肚山為中心方圓 60 公里的距離內，高達新台幣 9 , 0 0 0 億 的 機 械 業 產 值 ， 提 供 台 灣 工 具 機 產 業 重 大 的 支 持 力 量 ， 讓台灣成為世界主要工具機的出口國之一。
資料來源：經濟部統計處 機械工會 吳馥馨 2018
第三節 MTS 與 MTO 混合生產相關研究的起源
Arreola-Risa and DeCroix(1998)針對如何選擇 MTS 或 MTO 的生產模式，
提出一個具體的判斷方法。在單一機台、多種產品，且需求的到達率為卜氏
Kogan et al.(1998)之研究設定為一個單階多機台的生產系統，觀察原料、
在製品與成品的流率，目標為最小化總存貨持有成本。Adan and Wal(1998) 提出在MTO 的環境下，須結合 MTS 生產來縮短生產的週期時間。此研究認為在
兩種模式來縮短生產前置時間：(1)多種產品之中，標準化產品以 MTS 的模式 生產，非標準化產品以 MTO 的模式生產；(2)單一產品，其前半段標準製程以 MTS 的模式先行生產，後半段客製化製程以 MTO 的模式生產。研究在單一機台、
卜氏隨機需求以及指數隨機生產時間之下建立馬可夫鏈模型，並得到上述 兩種模型皆能縮短前置時間的結論。
Federgruen and Katalan(1999)參考 William(1984)的想法，在單一機台、多 種產品、有限產能、不確定的需求、有生產時間、有設置時間，且產品分別
Tsubone and Kobayashi(2002)之研究設定為單一機台，單一標準化的 MTS 產品，以及多種因應客戶需求的 MTO 產品，生產優先權可以用預約取 得，這個研究特別的地方在於，無論 MTS 或 MTO 的生產，都可以訂位的模式 取得未來的生產權利，在業界中常見於產能滿載時，例如台積電的產能利用 率高達 100%之後，客戶若無法立即轉單，可能就必須付出較高的代價去預約 稍 後 的 產 能 ， 且 此 研 究 牽 涉 到 較 為 複 雜 的 排 程 問 題 。 以 下 是 Tsubone and Kobayashi(2002)所繪之排程設置圖。
圖 2-1 排程設置圖
Cattani et al.(2003)之研究設定為單一標準化的產品，在需求確定之後進行 MTO 的生產，其他時間進行 MTS 的生產，運用這種模式來規避需求的不確定 性。接著考慮兩種產品的情況，此時設置個別的產能進行兩種產品的 MTS 生產，並有一個獨立的彈性 MTO 產能。最後發現如何決定 MTS 與 MTO 的 配置對於因應需求的不確定性有相當大的影響。Soman et al.(2006)之研究設定 為單一機台、有限產能與多種 MTS 與 MTO 產品，且均為隨機需求。目標是避免 MTS 產品的缺貨，以及降低 MTO 產品的交期，並盡可能降低整個生產系 統的總成本。
第四節 以生產成本最小化為目標
生產線上幾乎隨時面臨著生產成本最小化的問題，這裡所謂的生產成 本，包括了存貨持有成本、虛擬或根據與顧客簽訂的合約所設定的缺貨成本，
還有相對較不重要的運送成本。存貨的定義，係指將可用於未來而儲存，具 有經濟價值但暫時閒置的資源，是一種包括各式型態(自原料至成品)之集合
體(顏憶茹、張淳智，1998)。Fogarty (1991) 認為存貨的目的是為彌補「需 求」與「供給」在時間及數量上不確定性的因應行為。企業保有存貨的主要 原因，是為能保持商務的持續運作，或是為避免缺貨造成的銷售機會流失，
Martinich (1997) 認為企業持有存貨的主要原因有四項:
1.作業效率的提升。
2.顧客需求的快速回應。
3.對未來不確定性的安全保障。
4.價格機會的利用及企業風險的保障。
Zeng and Hayya (1999) 提出企業保有存貨的主要功能為，支持和提供生 產製造的需求，保護企業對抗不確定的因素，如需求和生產的不一致、機器 的損壞、人員的錯誤等。賴士葆(1991)對於企業持有存貨的論述主要有，尋 求規模經濟、供需的平衡、環境不確定性的預防、物流流通的緩衝介面。
第五節 MTS 與 MTO 混合生產管理策略
機械加工的 MTS 與 MTO 混合生產模式生產管理策略，實證研究者不多，
吳佩勳(2004)提出協同規劃預測作業，配合工具機產業的生產特性，和供應鏈 相關的理論，歸納出影響工具機預測的主要因子，藉以提高工具機業者和供 應鏈的連結，同時研究亦指出市場景氣、前置時間、產品成本是三項最重要 的影響因子，並提出一套工具機業進行協同預測的流程架構。黃運金(2010) 利用限制理論，從現場的作業流程抑制在製品庫存，改善現場的生產效率和 庫存金額，對於前置期過長的存貨策略，並無提出相關策略，並且也認知到，
工具機生產影響最大的原因來自物料供應。
生產前置時間的縮短對於生產來說是一個相當重要的議題，因為安全存 貨量與生產前置時間息息相關，而安全存貨量又影響整個生產系統的製造成 本，綜合以上對生產管理提出眾多的方法。
本研究以 S 個案公司的實際經營資料來做生產策略的探討，以機械加工本 身內部的生產管理策略和思維，提出以下三點：
1. 產能利用率的提升
2. 材料成本及存貨成本的控制 3. 交期的影響性
研究結果將是實際解決企業問題的方案，對經營實務的貢獻具有價值性。