現場控制系統之功能面

學者對現場控制系統的功能面隨現場生產活動的認知範圍而有不同的說法，

Melnyk et al. [1988]從工單流程指出現場控制系統的功能包括：工單覆核/發放(Order Review/Release) 、 詳 細 排 程 (Detailed Scheduling) 、 資 料 收 集 與 監 督 (Data Collection/Monitoring)、異常狀態的控制與回饋(Control/Feedback)與工單完工後處理 (Order Disposition)等五項，五項功能間之關係如圖 2.2 所示，五項功能之主要內容，詳 述如下：

1. 工單覆核/發放(Order Review/Release)：

可視為規劃層與現場管理資訊系統的介面，主要控制工單發放到現場的流 量，並不安排資源的實際使用，而在於確定是否有足夠的資源可用。

2. 詳細排程(Detailed Scheduling)：

按照排程策略將生產所須的資源分配給所須的工單，這些資源包括物料、

設備、人力及夾治具，排程決定後，現場將依此作派工。

3. 資料收集與監督(Data Collection/Monitoring)：

指在現場加工過程中，運用人力或自動化設備持續收集生產現場的重要資 訊，並加以分析以便採取適當的行動。

4. 異常狀態的控制與回饋(Control/Feedback)：

在資料收集與監督進行時，若生產現場有異常狀態，則透過異常狀態的控 制與回饋功能送至相關模組解決問題。

5. 工單完工後處理(Order Disposition)：

當發放至生產現場的工單完工或因某種原因無法繼續 (如廢料、工單取 消)，而不再需要現場資源時，對相關系統所應作的一些處置。

其他學者如Mabert [1992]、Vollman et al. [1992]、Sartori [1988]之研究對現場管理 資訊系統功能面之見解皆與Melnyk 雷同。

圖2.2 現場控制系統功能架構圖[Melnyk et al. 1988]

Higgens & Browne [1990]與Bauer et al. [1994]之研究中，將現場控制系統的功能以 工廠協調(Factory Coordination)功能為起始點，分為以下五個模組：

1. 排程器(Scheduler)：

使用各種不同的排程法則，提供作業規劃的時間序列，讓生產活動可以在 時間、優先權、與可用資源之限制下順利完成。

2. 派工器(Dispatcher)：

藉由下達適當之指令至流程控制器與物料搬運器，執行由排程器所制定的 排程計畫，以即時的方式分派工廠內的作業活動，確定正確與足夠的的資源在 正確的時間與地點被使用。

3. 監督器(Monitor)：

提供工廠之歷史生產狀態資料至排程器模組、派工器模組，並提供支援決 策之相關資訊。監督器提供之資訊包括：即時之設備與物料分派情形、回報在 製品與資源利用情形、回報存貨狀況與提供排程執行之績效指標。

4. 生產器(Producer)：

將由派工器傳來之指示，進一步解析為實體設備能接收之指令，以控制實 體生產設備之運作。

5. 搬運器(Mover)：執行資源之搬運工作以協助生產。

圖2.3 現場控制系統功能模組關係圖[Bauer et al., 1994]

上述五個模組間之關係如圖2.3所示，其中，排程器模組需要依據上層的排程準則 以及由監督器模組提供的現場生產狀態資料來產生單元內的排程資訊，然後交由派工器 模組去執行。而派工器模組則依據排程器模組擬訂的排程資料，參考監督器模組維護的 目前狀態，及時派工給生產器模組及搬運器模組執行。

Higgens & Browne [1990]更進一步指出，監督器是整合上述五大功能模組之關鍵功 能模組，藉由監督器所回饋之資訊，派工器可以得知現場資源、設備之耗用情形，以調 整工作分派，而排程器則可經由現場實際工作進度資訊，重新調整原訂排程。監督器可 說是現場控制系統資料之轉換者(Transformer)與轉播者(Relayer)，其主要功能包括以下 三項：

1. 資料擷取(Data Capture)：

收集與儲存所有現場作業進行之相關資料，目前之資料擷取工作多是透過 條碼系統或是現場之終端機進行，此部分在設計上主要需要考量之問題為找出 哪些資料是必須要被收集的。

2. 資料分析(Data Analysis)：

可分為即時資料分析與歷史資料分析報表，即時資料分析提供包括物料、

任務與設備情況等需要被即時收集與回報之資料，歷史資料分析報表則是以螢 幕輸出、書面報表或是圖形化資料分析之方式提供已完成工作之分析資料。

3. 決策支援(Decision Support)：

提供相關之即時決策資訊至系統其他模組，供其他模組做為決策之參考資 訊，或是提供整合之分析資訊至工廠協調階層，作為更高階層之排程或是其他 相關決策之參考資訊。

圖2.4 監督器之資料擷取與分析功能示意圖[Higgens & Browne, 1990]

Fogarty et al.[1991]認為，現場控制系統主要具備以下三個功能：

1. 工單發放：

批淮製令或採購令，使規劃工單成為已發放工單（released order）。工單發 放所考量的因素則包括 MRP 輸出部份的規劃工單、當時的優先法則、可用的

資源、輸入/輸出的負荷量等。

Evans[1993]認為，現場控制系統主要具備以下兩個功能：

1. 排程：

Sipper & Bulfin[1997]認為，現場控制系統主要具備以下四個功能：

1. 釋放：

Groover[2001]將場區控制系統分為三個模組：

1. 訂單發放模組(Order Release Module)：

訂單發放的功能來自於二種輸入來源，一種是主排程的生產計畫，用以下

達生產命令，此項命令可能透過各種不同的規劃功能的運作(如 MRP 與生產規 劃)，可提供時序與排程的資訊。另一種是工程與製造資料庫，提供了產品結構 與製程規劃的資訊。

2. 訂單排程模組(Order Scheduling Module)：

訂單排程模組主要是指派生產訂單至各個不同的工作站，執行生產規劃與 控制派工的功能，指示某些訂單應該在哪些工作站加工，並提供各個不同工作 之相對優先性。

3. 訂單進度模組(Order Progress Module)：

訂單進度模組組要在於監督現場的各種不同訂單的狀態，以提供管理部門 生產進度與績效的資訊，因此也可視為資料收集模組，而所生產的回報包括工 作訂單狀況回報、進度回報、例外回報。

圖2.5 現場控制系統功能架構圖[Groover, 2001]