機台數量新增機制

本文所設計之「機台數量新增機制」，將基於「初始機台數量估算機 制」所求得之初始機台數量配置，以及將此初始機台組合輸入「生產週期 時間估算模組」所得之估算結果，進行各工作站機台數量之新增微調。此 外，由於黃光工作站之機台購置成本格外昂貴，須充分利用其產能，因此，

「初始機台估算機制」中所計算之黃光機台最小數量，即為黃光機台最終 之數量配置，故在此「機台數量新增機制」中並不考慮黃光機台數量之新 增微調。

在此機制中，吾人評估機台組合所產生之生產週期時間，將以 X-factor 為替代指標進行判斷。X-factor 為實際生產週期時間與理論週期時間之比 値，在業界往往被用來作為生產週期時間之評估指標。當系統產能過剩 時，X-factor 會維持在一個相當低的水準；當系統產能呈現飽和或不足之 狀態時，X-factor 將大幅成長。吾人將設定一業界可接受之 X-factor 上限 值，並利用此值於機台數量新增機制中，作為是否繼續新增機台數量之判 別條件。

吾人觀察各屬性別工件之製程順序，發現各屬性別工件在每一層級中 之加工步驟皆相當一致，因此，吾人在調整機台數量時，將以層級為單位 進行評估，計算各屬性別工件於每一層級中，層級週期時間與層級純製程 時間之比值，即各屬性別工件於各層級之 X-factor 值，並限制各層級之 X-factor 值須小於設定之上限值，避免因工件於某些層級之層級週期時間 過長，而造成工件延遲進行下一層級加工作業之情況發生，以提高工件於 各層級間流程之同步性。

由圖 3 - 10 可看出，由於各層級之 X-factor 值高低不一，故有可能工 件於整體生產系統之 X-factor 值小於業界可接受之上限值，然而各層級之 X-factor 值卻不一定皆小於此上限值。若以層級之觀點，則工件於各層級 之 X-factor 值高低不一，表示工件於某些層級停留過久，而在其他層級之 加工作業卻能在較短時間內完成，此將造成工件於層級間物流不順暢之現 象。因此，即使工件於生產系統之 X-factor 值小於業界可接受之上限值，

並不一定表示工件於層級間之生產流程順暢，故吾人將更進一步著眼於各 層級之 X-factor 值，期望在薄膜電晶體陣列廠之建廠初期，即能夠提高每 一層級間物流之平順程度。

利用 Little’s Law[14]，L=λ×W，若將式中L視為層級在製品量、λ 視 為層級之工件到達率、W視為層級週期時間，則可知當層級之工件到達率 固定時，層級中之在製品量與週期時間成正比之關係，亦即層級週期時間 越長，層級中之在製品量也越多。本文以 X-factor 之上限值為衡量標準，

若層級之 X-factor 值超過此標準，則表示該層級之週期時間過長，而該層 級中亦堆積過多的在製品數量。因此，吾人在機台數量新增機制中，將針 對超出 X-factor 上限值之層級，調整層級中工作站內之機台數量，使得此

類層級中，週期時間過長以及在製品堆積之情況得以改善。

圖 3 - 10 各層級 X-factor 值之示意圖

此外，吾人認為生產系統中在製品量、生產週期時間等之績效指標，

雖然可運用短程之投料、派工法則進行改善，然而，這些法則往往受限於 工廠內既有之機台設備數量，使得生產績效之改善幅度有限。因此，若能 夠在建廠時即妥善規劃機台設備之數量，使生產流程得以順暢，往後再搭 配合適之短期現場排程規劃，必能有效地維持系統良好之生產績效。而在 本文薄膜電晶體陣列廠之生產環境中，吾人運用層級之概念進行各工作站 之機台數量配置，除了能夠更精準地掌控生產流程之平順性以外，也由於 產品組合之變動並不會影響製程工作站之負荷量，使得機台數量之配置結 果更具穩健性。

在本文之「機台數量新增機制」中，吾人首先將根據初始機台組合環 境中工作站週期時間以及搬運時間，計算各屬性別工件之層級週期時間，

以及各屬性別工件於各層級之 X-factor 値。由於本文著眼於各層級之 X-factor 値，並期盼各工作站之機台配置完成後，每一屬性別工件各層級 之 X-factor 値皆小於預定的上限值。因此，在計算各屬性別工件於各層級 之 X-factor 値後，吾人將針對 X-factor 值超出上限值的層級，利用增加工

作站機台數量的方式，降低其層級週期時間與 X-factor 值。故吾人選取各 屬性別工件中超出上限值之層級，並將已選取層級中對應每一加工步驟之 所有工作站，加以彙整於一候選工作站集合中，而此候選工作站集合在本 文中將以符號S(D)表示之。

接下來，吾人將針對候選工作站集合S(D)中所有之候選工作站，進行 機台新增優先順序之排定，期望能經由本文所訂定之排序準則，對搜尋出 最適宜增加機台數量之工作站能有所助益。本文之排序準則將考量生產週 期時間以及機台購置成本等因子，對於候選工作站進行細部之排序，以挑 選出能夠快速、有效地降低生產週期時間，且兼顧機台成本考量之工作 站。以下將逐一介紹本文對於候選工作站進行排序時所考量之準則與理 念。

1. 吾人認為平均等候加工時間越長之工作站，應該優先考慮增加機台數 量，即以增加工作站產能之方式，縮短不具增值性之工件等候加工時 間，並降低工作站前在製品量之堆積。因此，吾人依據平均等候加工 時間之值，將候選工作站由大至小進行排序，並給予各候選工作站排 序順位值。

2. 此外，吾人亦認為若候選工作站增加一部機台時，對於各屬性別工件 超出上限值之層級，其層級週期時間之改善量越大，對於降低層級 X-factor 值之助益將越明顯，故應優先考量於工作站添增機台數量。

在此，吾人定義候選工作站之改善量，為針對各屬性別工件其 X-factor 值超出上限之層級而言，工作站新增機台時所造成的週期時間減少程 度，與各屬性別工件佔整體工件之比例相乘所得之值，如式 3 - 43 所 示。因此，吾人運用「生產週期時間估算模組」中，工作站週期時間 之估算流程步驟，估算在候選工作站集合S(D)中，各候選工作站新增 一部機台時，候選工作站週期時間之變化量，如式 3 - 44 所示，並將 其值代入式 3 - 43 中求算候選工作站之改善量。最後，吾人將候選工 作站依據改善量之值由大至小進行排序，並給予各候選工作站排序順 位值。

3. 在薄膜電晶體陣列廠中，由於機台購置成本十分昂貴，各工作站之機 台單價動輒上千萬元，因此在候選工作站集合S(D)中挑選工作站時，

應加入機台購置成本較低之工作站優先新增機台之考量。故在此排序 準則中，吾人將以機台購置成本之值，將候選工作站由小至大進行排 序，並給予各候選工作站排序順位值。

基於上述之準則與理念，候選工作站集合S(D)中之候選工作站在依照 上述排序準則分別進行排序後，每一個候選工作站在不同準則下皆有一排 序順位值。因此，吾人對於每一個候選工作站，加總其在不同排序準則下 之排序順位值，即可獲得各候選工作站之機台新增優先順序，而本文將在 候選工作站集合S(D)中，挑選機台新增優先順序值最小之工作站，增加一 部機台。

然而，當S(D)中有兩個以上之候選工作站皆具有最小之機台新增優先 順序值，即以上述排序準則無法對候選工作站進行有效之排序時，吾人將 於該群具有最小機台新增優先順序之候選工作站中，利用一指標排定其新 增機台之優先順序。本文依各工作站購置一部機台時，每單位之購置成本 對於超出上限值的層級之改善量大小，即工作站改善量除以機台購置成本 之比值大小，對於具有最小機台新增優先順序之候選工作站進行排序，並 選取比值最大之候選工作站，優先新增一部機台。

由於工作站機台數量之改變將會造成工作站週期時間、各屬性別工件 之層級週期時間、以及各層級之 X-factor 値產生變動，因此，吾人在挑選 出最適新增之候選工作站，並進行機台數量新增之動作後，將更新系統資 訊，重新計算各屬性別工件於各層級之 X-factor 値，再重複進行上述之流 程，選取下一個優先新增機台之工作站，直到各屬性別於各層級之 X-factor 值皆小於上限值為止，而此時各工作站之機台數量，即為最終之機台數量 配置。機台數量新增機制之流程圖如圖 3 - 11 所示，而機台數量新增機制 之步驟將詳列如下。

符號說明：

r

CTl ：屬性別r於各層級l之層級週期時間。

r

CTj ：屬性別r於製程步驟 j之週期時間。

) , ( lr

S ：屬性別r於層級l中所有製程步驟之集合。

r

PTl ：屬性別r於層級l之純製程時間。

r

PTj ：屬性別r於製程步驟 j之工作站純製程時間。

r

MTj ：工件由x區到x^'區存貨站所需之純搬運時間。

r

XFl ：屬性別工件r於各層級l之 X-factor 値。

XFUB：X-factor 上限值。

) (D

S ：對於各屬性別r之 X-factor 値大於上限值的層級，其中所有工作站 之集合，為候選工作站集合。

QTk：工作站k之平均等候加工時間。

1 ,

Ak ：候選工作站k依平均等候加工時間由大至小之排序順位值。

CTIk

∆ ：工作站k之改善量。

r

hk：工作站k於屬性別r超出 X-factor 上限値之層級中，所出現之次數。

π ：工件屬性別r r所佔總產量之比例。

CTk

∆ ：工作站k新增一部機台所造成之工作站週期時間減少量。

CTk：工作站k之週期時間。

CTk：工作站k之週期時間。