第四章 系統動力學建模
第一節 製造模組
三、 生產政策
「生產政策」主要是希望滿足顧客的購買需求,盡量縮短交貨期限,
因此由「市場競爭模組」中「客戶訂購率(COR)」之預測決定「理想生產率 (PPR)」,但「理想生產率(PPR)」不一定能夠達成,尚需考慮「設備模組」
中「資本設備」的產能限制,以及「生產基礎結構」中「零件庫存」量的限 制,依此制定「計畫生產率」,然後再調整勞工的工作時數,以配合「計畫 生產率」,其中的關係如本章開始繪製之「製造模組示意方塊圖」。
理想生產率方程式
(31,A) FIG = COR*SWFI (31.1,C) SWFI = 2
(32,A) FIC = FIG-(FI+WFRP) (33,A) WIPG = COR*MT (33.1,C) MT = 2
(34,A) WIPC = WIPG-WIP (35,A) FCA = (FIC+WIPC)/TFCA (35.1,C) TFCA = 1
(36,A) PPR = FCA+COR
FIG= Finish inventory goal:製成品庫存目標(組/週) COR=Customer order rate:客戶訂購率(組/週)
SWFI=Safty Weeks finish inventory:製成品庫存安全週數(週) FIC= Finish inventory correction:製成品庫存矯正(組)
FI= Finish inventory:製成品庫存(組)
WFRP= Waiting for Repair product:待修產品(組) WIPG= Work in process goal:在製品庫存目標(組/週) MT=Manufacturing time:產品製造所需的時間(週)
WIPC= Work in process correction:在製品庫存矯正(組) WIP=Work in process:生產中的在製品(組)
FCA=Finish corrective action:存貨修正行動(組)
TFCA=Time to finish corrective action:存貨修正行動調整時間(週) PPR=Perfect production rate:理想生產率(組/週)
(31,A) 製成品庫存目標(FIG)=客戶訂購率之預測(COR) × 製成品庫存 安全天數(SWFI)。工廠通常需考慮最終產品檢驗(Final Quality
Control,FQA)退貨處理時間,同時客戶的出貨也會不定時調整,製成品 庫存週數與在製品的庫存週數相當。
(33,A) 在製品存量目標(WIPG)=客戶訂購率預測(COR) × 製造所需時間 (MT),客戶訂購率(COR)詳見「市場競爭模組」之說明,一般狀況,PCBA
在 WIP 的生產所需的時間約 2 週。
(36,A) 理想的生產率(PPR)=調整行動((FIC+WIPC) + 客戶訂購率 (COR)。通常客戶每週會更新一次訂單需求,生管部門也就會每一週調整 排程以滿足客戶,所以存貨修正行動調整時間(TFCA)設定為一週。
預定生產率方程式
(37,A) PFU = CE*FUG*PUE (37.1,A) FUG = 1.2
(38,A) SPR = MIN(PPR,PFU)*EPILSP (38.1,T) EPILSP = GRAPH(PWSPI)
(0.00, 0.2), (0.3, 0.49), (0.6, 0.675), (0.9, 0.785), (1.20, 0.865), (1.50, 0.915), (1.80, 0.95), (2.10, 0.975), (2.40, 0.99), (2.70, 1.00), (3.00, 1.00)
(39,L) WSPI(t) = WSPI(t - dt) + (WSPIF - PWSPI) * dt (39.1,N) INIT WSPI = 0
(40,R) WSPIF = IF(DPR=0) then 0 else (PINV/DPR) (41,R) PWSPI = WSPI/TPWSPI
(41.1,C) TPWSPI = 1.5
(42,A) EWT = MIN(MOR,SPR/TP) (42.1,C) MOR = 1.5
(43,A) DPR = TP*EWT (10,R) PR = DPR*EPILPR
(44,A) EPILPR = IF PINV/DPR<Ltock THEN 0 ELSE 1 (44.1,C) Lstock = 0.4
PFU=Production at full utilization:資產設備全開產能(組/週) CE=Capital equipment:資本設備(設備數)
FUG=Full utilization gain:全開增率(無單位)
FUE=Production per unit equipment:單位資本設備產能(組/設備) SPR=Scheduled production rate:計劃生產率(組/週)
PPR=Perfect production rate:理想生產率(組/週)
EPILSP=Effect of parts inventory level on schedule production rate:零件庫存影響計劃生產率乘數(無單位)
WSPI=Weeks supply of parts inventory:零件可供應週數(週) PINV=Parts inventory:零件庫存(個)
WSPIF=Weeks supply of parts inventory inflow:零件可供應週數 的率量(週)
PWSPI= Perceived weeks supply parts inventory:覺察零件可供應
週數(週)
TPWSPI= Time to Perceived weeks supply parts inventory:覺察零 件可供應週數的時間(週)
EWT= Effect of working time:加減班乘數(無單位)
MOR= Maximun overloading ratio:勞工最大過荷比率(無單位) DPR= Desired production rate:預定生產率(組/週)
TP=Total productivity:總生產力(無單位)
EPILPR=Effect of parts inventory level on production rate:零件庫 存影響生產率乘數(無單位)
Lstock=Line stock:線邊倉庫存週數(週)
(37,A) 資本設備全開產能(PFU)=資本設備(CE) × 全開增率(FUG) × 單 位資本設備產能(PUE)。 「全開增率(FUG)」表示「資本設備」產能全開 時,最高所能達到的比率,其數值一般而言應大於 1。個案公司如果產能 全開,生產效率可提昇 20%。
(40,A) 零件可供應週數的率量(WSPIF)=零件庫存(PINV) ÷ 預定生產率 (DPR)。為求簡化,在此假設每生產一單位產品,消耗一單位零件,而此
「一單位」的零件,為一聚合量,涵蓋組裝成產品的所有不同種類的零件。
因此此處所謂「一單位」的零件,嚴格地說,應該是「一組」零件。
(41,A) 察覺的零件可供應週數(PWSPI)=零件可供應週數(WSPI) ÷ 覺察 零件可供應週數的時間(TPWSPI)。以一階滯延指數平均來表示管理階層的 察覺值,如果偵測能力愈好,則平均時間愈短察覺值與實際值愈接近。
(38,A) 計劃生產率(SPR)=MIN﹝理想的生產率(PPR),資本設備全開產能 (PFU)﹞× 零件庫存影響計劃生產率乘數(EPILSP)。
當覺查零件庫存的可用週數(PWSPI)若低於 3 週,對生產排程會有影 響,週數越低則生產不確定因素會越高,影響投產會越嚴重,其關係 如圖 21。
圖 21 零件庫存影響計劃生產率乘數(EPILSP)
(38.1,T) 零件庫存影響計劃生產率乘數(EPILSP):如前所述,為求簡化,
將不同的零件項目聚合(Aggregate)成一個積量。因此「一單位」的零件,
實質上包含數項零件,所以即使大部分的零件庫存皆足,但只要缺其中一 項,生產也是無法進行。故以圖表函數的曲線處理,當生產一組產品所需 零件項目愈多,則曲線愈平緩;愈少,則曲線愈陡,如上圖所示。
(42,A) 加減班乘數(EWT):MIN﹝(勞工最大過荷比率(MOR),計劃生產率 (SPR)÷總生產力(TP )﹞。此處是由「計畫生產率(SPR)」與「總生產力(TP)」
做比較決定勞工的工作時數負荷。當「計畫生產率」高於「勞工正常生產」
時,就會安排加班或外包,個案公司的外包考量請見「市場競爭模組」, 然而靠加班滿足訂單過荷也有其一定的限度,故「加減班乘數」以兩者取 最小值計算。該負荷量又會對「勞工模組」之人員心理狀態產生影響。
(42.1,C) 勞工最大過荷比率(MOR),需考量到勞基法與人員疲勞度的問 題,在一般訂單的正常浮動下,通常加班的時數佔正常工作時數的 20%以 下,在旺季時最大也不可以超過 50%,否則會影響品質與效率。本模型將 MOR 設定為 1.5。
(43,A) 預定生產率(DPR)=總生產力(TP) × 加減班乘數(EWT),預定生 產率是假設零件可及時供應的生產率。
覺察零件可供應週數
(10,R) 生產率(PR)=預定生產率(DPR) × 零件庫存影響生產率乘數 (EPILPR)。實際的生產率受零件庫存的限制,雖然在規劃生產率時,已考 慮了零件的庫存量,然當時所考慮的是察覺的零件庫存量,而非真實值,
因此會有一些偏誤。
(44,A) 零件庫存影響生產率乘數(EPILPR):零件庫存(PINV) ÷ 預定生產 率(DPR),如果沒有足夠安全的零件庫存,該乘數就以零計算。
(44.1,C) 線邊倉庫存週數(Lstock),庫存材料因為生產需求而撥料到最接 近生產線的線邊倉,所以線邊倉要維持一定的庫存量,以因應生產即時性 的需求,通常會維持 3-4 天的庫存量。所以 Lstock 設為 0.4 週。
在製品不良品修復方程式
(45,L) WFRP(t) = WFRP(t - dt) + (Failure - TRR) * dt (45.1,N) INIT WFRP = 0
(46,R) Failure = WIP3*FR (47,R) TRR = (WFRP*RRE)/TRT (47.1,A) TRT = MAX(4,RR*4) (47.2,A) RR = Rookie/Expert (48,A) FR = (1-EPQY)
WFRP= Waiting for Repair product:待修產品(組) Failure=Failure Quantity:待修數量(組/週)
FR=Failure rate:待修比率(無單位) TRR=To repair rate:修復率(組/週)
RRE=Repair rate effect:產品修復率乘數(無單位) TRT=Target repair time:目標修復時間(週)
EPQY=Effect of product quality on yield rate:工作品質影響產品良 率的乘數(無單位)
EMS 產業的產品組裝,自開發初期到量產通常會經過五個階段,如 果屬於開發草創期的樣品稱為Working sample,接下來經過適當的修改為 Engineering sample,此時屬於設計方面的問題經過多次的修改漸入佳境 後,產品就進入到Customer sample,若客戶還有額外需求必須修改時,就 進入到 Pilot run,當產品漸漸穩定後就進入到 Mass production。產品越往 後面的階段移動,生產的良品率則越穩定,其產生的不良品就要靠產品修 理員負責修復。EMS 的產品絕大部份是可以維修的,主要仍靠人員的維 修能力,個案公司在草創期就曾發生數週的不良品修不出來,造成客戶不 願意再下單,使得接單量大幅下滑,數月營收差,老板無法忍受虧損而進
行縮編的慘劇。此部份請詳見「勞工模組」之說明。