第三章 研究方法
3.4 模擬模式建立流程
在模擬模式建置上，本研究將依據 Sterman(2000)與 Towill(1996)所提出之系 統動態模擬模式建構程序方式，透過三程序九步驟建構。
資料來源：Sterman (2000); Towill (1996) 圖 21 系統動態模擬模式建構程序
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圖 22 供應鏈運作系統動態因果迴路圖 資料來源：Towill (1996)
本研究首先會建立以 SCOR 模式流程為基礎之供應鏈運作流程的因果迴路 圖，供應鏈之整體廠商主要包含供應商、製造商、配銷商、零售商與客戶等成員。
本研究將參考 Towill(1996)之供應鏈系統動態因果迴路圖，調整及修正成為適合 本研究之供應鏈系統動態模擬模式因果迴路圖。本研究建置模擬模式，將採用 Powersim Studio 10 之系統動態模擬軟體；Powersim Studio 10 軟體包含許多建置 過程中所需利用的元件，而最主要是以圖形的方式描繪，另外配合公式的運用，
以下對於 Powersim Studio 10 的符號進行說明，如表 27 所示。
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表 27 Powersim Studio 10 符號說明
符號 名稱 描述
積量(Level) 指可累積和可輸出的量
輔助變數(Auxiliary) 依其它變數而計算出的變 數
常數(Constant) 有固定值的數
固定變數(Permanent variable) 在模式中固定變數的數 值，直到變數被改變
快照(Snapshot) 將模式中相同的變數名稱
以快照表示
流量(Continuous) 指單位時間內存量的改變
量
雲(Cloud) 指未知或未定義來源或輸
出
資訊連接線(Information link) 提供資訊至輔助變數 延遲連接線(Delayed link) 提供延遲時間至輔助變數 初始連接線(Initialization link) 提供初始值至變數
流量圖模式分為六個子模式，包含主要模式(Main Model)、製造中心模式 (Work Center Model)、訂單履行前置時間模式(Order Fulfillment Lead Time Model)、
單位成本模式(Unit Cost Model)、零售商訂單模式(Retailer Order Model)、績效模 式(Performance Model)，以下針對六個子模式做進一步介紹，包含模式特性、動 態模擬圖、參數定義與參數公式以及參數與函數設定，表 28 說明模式中使用單 位和定義。
(1) 主要模式：此模式包含供應商、製造商、配銷商、零售商與客戶五類元素，
動態模擬圖、參數定義與參數公式如圖 23 及表 29，建構原則採用 SCOR 模 式中的 MTO 策略，指製造商接單後才進行生產，製造商不需考慮庫存的問 題，而供應商原料採取直接配送方式至製造商，另外製造商將生產後之完成 品直接配送至零售商倉庫，零售商將產品上架以銷售至顧客手中，成為各廠 之流程。
Level
Auxiliary
Constant
Constant
Auxiliary
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(2) 製造中心模式：此模式需決定所需要的產能、員工數和工作時數，另外還有 機器製造時間、生產週期、生產的前置時間等，動態模擬圖、參數定義與參 數公式如圖 23 及表 30。
(3) 訂單履行前置時間模式：此模式是零售商在下訂單後，製造商需決定在規劃 製程方面的時間、品質檢測時間、包裝時間、內部運送時間等，大概需花費 多少時間，才能將商品運送至零售商，動態模擬圖、參數定義與參數公式如 圖 23 及表 31。
(4) 單位成本模式：此模式需決定製造商所花費的成本，包含員工薪資成本、原 物料成本和管理費用，其中員工薪資包含正常薪資和加班費，原物料成本則 為固定價錢，管理費用為包裝費用與品質檢測費用，此模式大部份成本較為 固定變動較，動態模擬圖、參數定義與參數公式如圖 23 及表 32。
(5) 零售商訂單模式：此模式使用五種情形以作為零售商訂單需求變化，包含增 加函數(Step Function)、隨機函數(Random Function)、遞增函數(Ramp Function)、
正弦函數(Sinwave Function)以及混合函數(Mix Function)，增加函數標表示在 某個時間點開始增加至給定的訂單數量值，隨機函數為某個固定範圍的隨機 變化量，遞增函數為某個時間點後開始呈線性遞增的變化量，正弦函數使訂 單情形呈現週期變化，混合函數則結合以上四種函數的訂單變化量，動態模 擬圖、參數定義與參數公式如圖 23 及表 33。
(6) 績效模式：此模式以六項衡量績效的方式，包含平均製造時間、平均訂單滿 足率、訂單週期時間、顧客滿意度、出貨品質良率和顧客實際訂單率六項衡 量基準，以作為供應鏈整體廠商之績效衡量模式，動態模擬圖、參數定義與 參數公式如圖 24 及表 34。
‧
Raw Material from Supplier Manufacturer Source
Manufacturer Inventory
Production Manufacture Shipment to
Retailer Incoming Material Quality
Desired Source Rate Adjustment for Raw Material
Desired Raw Material Inventory
Capacity Load
Capacity Utilization Resource Capacity
Desired Shipment Rate Release Product to
Delivery
Staging Time Quarantine Time Package Cycle Time In-Process Failure Rate
Raw Material Inventory Days of Supply
Order Fill
Supplier Lead Time Time to Adjust Raw Material Inventory
Schedule Interval
Order Fulfillment Lead Time
Staging Time
Quarantine Time
Package Cycle Time
Production Schedule Interval Order Fulfillment Lead
Time
Machine Wait Time
Production Lead Time
Production Cycle Time Set Up Time
Tear Down Time
Wait Time Queue Time
Transportation Time
Production Execution Time
Labor Hours Per Unit
Required Labor Hour
Overtime
Standard Labor Hour Productivity
Required Work Force
Labor Standard Workweek
Capacity Load
Total Plant-wide Salary Overtime Cost
Labor Cost
Required Labor Hour Overtime
Unit Cost Total Raw Material Cost Overhead Cost
Capacity Utilization
Package Cost Warranty Cost
Required Work Force Productivity
Production Lead Time
Retailer Inventory
Retailer Sale to Customer Customer Demand Rate
Aggregate Customer Demand
Customer Demand
Aggregate Customer Sale Customer Sale
StockOuts Return Product Customer Complaint
Exhibit for Product
Time to Exhibit Product Actual Sale Rate Supplier Inventory
Supplier Control Outgoing Quality control Defect Rate of Outgoing
Quality
Average Raw Material Cost Outgoing Rate
External Influence
Total Package Cost Package Error Rate
Retailer Order Rate
Input STEP Input RANDOM Input RAMP Input SINWAVE Order switch
Input MIX
Retailer Order Rate
Retailer Order Rate Retailer Order Rate
‧
In-process Quality Control
In-Process Failure Rate
Raw Material Quality Control
Incoming Material Quality
Product Quality
In-process Quality Control
Raw Material Quality Control
Unit Cost Rate
Labor Cost
Productivity
Warranty Cost
Overhead Cost Rate
Overhead Cost
On Time Delivery Rate
Manufacture Shipment to Retailer
Technological Capacity
Production Lead Time
Capacity Load Rate
Production Lead Time
Number of Labor
Labor
StockOuts Rate StockOuts
Customer Sale
Customer Cancel Order Rate
Customer Demand
Number of Customer Cancel Order
Order Fill Rate
Supplier Outgoing Quality Control
Supplier Inventory Control Retailer Sale to Customer
Manufacture Shipment to Retailer
Defect Rate of Outgoing Quality
Average Raw Material Cost
Outgoing Rate
Return Product Rate
Customer Sale
Return Product Total Package Cost
Retailer Order Rate
Average Production Time
Production
Average Order Fill Rate
Order Cycle Time
Order Fulfillment Lead Time
Customer Satisfaction
Customer Complaint
Yield Rate of Outgoing Quality
Supplier Outgoing Quality Control
Customer Actual Order Rate Production
Manufacture Shipment to Retailer Retailer Sale to Customer
Customer Cancel Order Rate
‧
7 Supplier Control 供應商控管 'Outgoing Quality control'*'Outgoing Rate' 8 Manufacturer Source 製造商原料採
購
'Desired Source
Rate'*(1-'Incoming Material Quality')
9 Production 製造商生產率 'Required Work
Force'*Productivity*(1-'In-Pro cess Failure Rate')
10 Manufacture Shipment to Retailer
出貨率 MIN('Desired Shipment Rate','Release Product to Delivery')
11 Retailer Sale to Customer
銷售率 'Actual Sale Rate' 12 Aggregate Customer
Demand
總需求率 'Customer Demand Rate' 13 Aggregate Customer
Sale
總銷售率 'Retailer Sale to Customer' 14 Desired Source Rate 目標原料需求
率
MAX('Adjustment for Raw Material'+'Capacity
Load',0<<ea/wk>>)
‧
15 Adjustment for Raw Material
原料庫存調整 率
('Desired Raw Material
Inventory'-'Raw Material from Supplier')/'Time to Adjust Raw Material Inventory' 16 Desired Raw Material
Inventory
目標原料庫存 量
'Capacity Load'*'Supplier Lead Time'
17 Raw Material Inventory Days of Supply
原料可滿足天 數
'Raw Material from Supplier'/Production Capacity'),'Schedule Interval') 19 Capacity Utilization 測量資源利用
情形
'Capacity Load'/'Resource Capacity'
20 Resource Capacity 最大產能 1/'Production Lead Time' 21 Order Fill 訂單滿足率 Production/'Manufacture
Shipment to Retailer' 22 Release Product to
Delivery
處理成品率 1/('Package Cycle Time'+'Quarantine Time'+'Staging Time') 23 Desired Shipment Rate 目標出貨率等
於顧客訂單量
DELAYPPL('Retailer Order Rate'/TIMESTEP,'Order Fulfillment Lead Time') 24 Customer Demand Rate 顧客需求率 RANDOM(1000<<ea/wk>>,3
000<<ea/wk>>)*(1-'External Influence')
25 Exhibit for Product 商品上架率 'Retailer Inventory'/'Time to Exhibit Product'
26 Actual Sale Rate 實際銷售率 MIN('Customer Demand Rate','Exhibit for Product') 27 StockOuts 缺貨量 'Customer Demand'-'Customer
Sale'
28 Return Product 退貨量 'Customer Sale'*'Customer Complaint'
29 Incoming Material Quality
Material Inventory
調整原料庫存 時間
初始值 34 Time to Exhibit Product 產品上架時間 初始值 35 Defect Rate of
Outgoing Quality
出貨品質不良 率
初始值
‧
'Queue Time'+'Wait Time' 2 Production Lead Time 製造的前置
時間
'Machine Wait
Time'+'Production Cycle Time'+'Production Execution Time'+'Transportation Time' 3 Production Cycle
Time
製造開始至 結束所需時 間
'Set Up Time'+'Tear Down Time'
4 Overtime 加班時數 MAX('Required Labor Hour'-'Standard Labor Hour',0<<hr*ppl>>) 5 Standard Labor Hour 一星期總工
作時數
Labor*'Standard Workweek' 6 Required Labor Hour 所需的總工
作時數
'Labor Hours Per Unit'*'Capacity Load'*1<<wk>>
7 Required Work Force 需要多少員 工
'Required Labor
Hour'/'Standard Workweek' 8 Labor Hours Per Unit 每一單位需 11 Transportation Time 製程內的運
送時間
初始值 12 Production Execution
Time 16 Standard Workweek 一星期工作
時數
初始值
17 Labor 員工人數 初始值
‧
表 31 訂單履行前置時間(Order Fulfillment Lead Time)之定義和公式
編號 變數名稱 定義 公式
1 Order Fulfillment Lead Time
平均訂單前置 時間
'Retailer Order
Rate'/Production+('Package Cycle Time'+'Quarantine Time'+'Staging Time')*'Retailer Order
Rate'+'Schedule Interval' 2 Schedule Interval 規劃製程所需
的時間
初始值
3 Staging Time 內部運送時間 1<<da>>/A<<ea>>) 4 Quarantine Time 品質檢測時間 1<<da>>/A<<ea>>) 5 Package Cycle Time 包裝為完成品
(('Total Plant-wide Salary'+'Total Raw Material Cost'+'Overhead Cost')/'Retailer Order
Rate')/'Capacity Utilization' 2 Total Plant-wide
Salary
薪資成本總和 'Labor Cost'*'Required Labor Hour'+Overtime*'Overtime Cost' 3 Total Raw
Material Cost
原料成本總和 'Average Raw Material Cost'*'Retailer Order Rate' 4 Overhead Cost 管理費用 ('Total Package Cost'+'Warranty
Cost')*'Retailer Order Rate' 5 Total Package
Cost
平均一單位總包裝 成本
'Package Cost'+'Package Cost'*'Package Error Rate' 6 Package Cost 平均一單位包裝成
Material Cost
每一單位平均原料
{'Input STEP','Input RANDOM','Input RAMP','Input SINWAVE','Input MIX'}[INDEX('Order switch')]
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2 Input STEP STEP 函數 INTEGER(A<<ea>>+STEP(B<<ea>>,ST ARTTIME+C<<wk>>),1<<ea>>)
4 Input RAMP RAMP 函數 INTEGER(A<<ea>>+RAMP(B<<ea/wk>
>,STARTTIME+C<<wk>>),1<<ea>>)
1 Average Production Time
(Production/'Manufacture Shipment to Retailer'+'Retailer Sale to
Customer'/'Manufacture Shipment to Retailer')/2
3 Order Cycle Time 訂單週期 'Order Fulfillment Lead Time' 4 Customer
Satisfaction
顧客滿意度 1-'Customer Complaint' 5 Yield Rate of
Outgoing Quality
出貨品質良 率
'Supplier Outgoing Quality Control' 6 Customer Actual
Order Rate
顧客實際訂 單率
1-'Customer Cancel Order Rate'
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