生產績效指標可將生產系統之運作狀態以量化的形式表達，因此，生管人 員能藉此判斷系統的實際績效與規劃目標的差異程度，並協助其確認現場潛在的 問題，以便適當的調整生產策略[14]。然而，由於晶圓製程具有高複雜性，導致 在此產業中，無法以單一的指標來衡量其生產績效，需要同時考量數個指標，如 產出率、在製品量、生產週期時間等，才能適當的表達系統成效。
過去的研究文獻在探討晶圓製造的生產績效指標時，幾位學者都各以不同 的觀點提出其分類方式。如表 2.4 所示。
表2.4 生產績效指標分類文獻
表2.4 生產績效指標分類文獻（續）
學者 指標類別 指標項目
林悅慈[4]
產品
‧每個層級（layer）的生產週期時間
‧總生產週期時間
‧實際/理論的生產週期時間比率
‧總在製品量利用率
‧延遲工件個數平均負荷大小
設備
‧可用時間比率
‧加工時間比率
‧當機及預防保養比率
其它的資源
‧生產成本
‧作業員的效率
‧品質因素
此外，詹偉順[17]藉由生產績效指標分析、生產系統模擬、迴歸分析以及決 策分析的程序，構建晶圓製造廠之生產績效指標間的關係模式，其指出一般晶圓 廠注重生產線平衡、設備利用率與準時送達等生產目標。黃宏文[15]將一般晶圓 製造廠常用的績效衡量指標，分為產品、設備、在製品等三大類，並彙整每個類 別中常用之指標項目，如圖 2.1 所示。
圖2.1 晶圓製造廠之生產績效衡量指標圖 [15]
周煜智[8]對晶圓製造廠常用之生產控制指標加以歸納整理，其區分為產品 與設備兩大類，並依生產績效再細分成達交（Delivery）、在製品（WIP）、產出 量（Throughput）、週期時間（Cycle Time）、設備效率（Equipment efficiency）等 五種類別。本研究整理如表2.5、表2.6所示。
表2.5 與產品相關之生產控制指標 [8]
Mean absolute error Time 配合成本考量，此指標是指存貨成本 與延遲成本之總和 Engineering WIP
(ratio) #(%) 系統存在執行於製程測試之 WIP 總
表2.6 與設備相關之生產控制指標 [8]
設備
類別 指標 單位 描述
產出量
Total movement # 單位時間內設備完成之工單數(一般針 對瓶頸設備)
Wafer per hour # 每小時設備產出的晶圓數
負荷平衡圖指標 % 計算設備負荷率所衍生之指標，可用來 預估產出狀況
週期 時間
Mean Queuing
Time Time 機台前等候列之平均等候時間
設備 效率
Process time ratio % 實際加工時間與理論加工時間之比值 Up time ratio % 設備處於可利用狀況之比例
Down time ratio % 設備處於當機狀況之比例 Utilization % 設備執行加工作業之比例
Average load size # 設備平均裝載率(針對 batch equipment) Loading rate % 設備處於使用狀況之比例
OEE indexes % 設備真正使用於計劃生產的比例 CUBES indexes % 瓶頸設備真正使用於計劃生產的比例 儘管生產績效指標為數眾多，但大多屬於輔助性衡量指標。一般而言，接單 式生產環境（如晶圓代工廠）特別著重在週期時間與交期達成率，而存貨式生產 環境（如整合元件製造廠）則偏重在產出水準績效[48]。
Benson 等 人 [25] 透 過 多 變 量 方 法 、 主 成 分 分 析 （ Principle Component Analysis）設計出一整合性生產力指標以衡量各晶圓製造商不同廠間的製造績 效。然而，Benson 等人所提之生產力指標以光罩層數為產出單位，並假設系統 瓶頸（步進機）為固定，對於存在瓶頸漂移的晶圓代工廠並不適用。因此，簡煌 煜[22]認為產品組合的改變會導致工作站的負荷情形發生變化，甚至造成瓶頸漂 移；所以，他考量不同產品組合下各工作站的負荷平衡圖，以線性回歸（Linear Regression）模式得出一適用於產品組合變化、瓶頸漂移之產出績效衡量指標。
施翔毓[9]指出目前晶圓廠在產出的績效衡量上，一般是利用產出量來加以 評估，然而，由於晶圓廠的產品種類多，各產品的光罩層數與製程複雜度不盡相
同，因此單以產出量是無法看出一晶圓廠的績效優劣。因此，呂金隆[3]指出機 台使用率常被晶圓製造業用來評估其生產效率時的重要指標之一。此外，晶圓製 造的機器設備成本昂貴，生管人員往往皆以提高機台使用率的方式，以追求整體 設備最大的產出當作生產目標，同時根據各製程機台使用率的蒐集，作為管理者 在進行產能需求規劃時在生產排程、預估交期及瓶頸判定之依據。
林悅慈[4]並指出產出量及良率為晶圓廠主要的重點績效指標，也是考核績 效的依據，然而影響績效指標的重要關鍵因素則為：生產週期時間、在製品量及 機台利用率，故一般生產管理人員會將重點放在此關鍵因素上。雖然不同之生產 目標必須有不同的指標來加以衡量，但整體而言，晶圓製造廠之生產績效指標包 括總產出、生產週期時間、在製品量、設備利用率、移動及良率[17]。
過去研究對生產績效之見解與應用，通常依照不同的管理需求選擇適用之 績效管理指標。對晶圓製造廠而言，為滿足生產管理之需求，亦有各種不同構面 之衡量指標。晶圓製造廠在對生產系統做排程規劃與控制時，最主要關注的焦點 仍不外乎為產出量、在製品水準、生產週期時間等績效指標。然而，由於晶圓製 程的複雜性高，為衡量其生產績效往往必須考慮多個指標，但指標之間卻可能存 在權衡取捨的關係。因此，設計一整合性生產力指標以衡量晶圓製造實有必要性 [41]。
2.3 生產 生產 生產 生產特徵 特徵 特徵 特徵因素 因素 因素 因素
晶圓製造廠因其複雜的製程環境，包括再回流、等候時限、成批機台等特 性，以及多種造成系統不確定性的因素，如機台當機、重加工、良率等[4]，使 得生管人員不易作生產規劃與控制。過去一些文獻皆在探討，如何經由控制或改 善某些影響系統績效的因子，促使某些特定的績效指標達到一定的目標水準。
Moodie等人[52]利用實驗設計來分析製造系統的五個因子，其分別為派工
（Dispatching）、投料（Release）、批次大小（Batching Size）、緊急批量（Hot
Lot）與機台當機（Machine Down），該研究發現派工、投料、批次大小等三個 因子對總產出、生產週期時間及在製品等生產績效具有顯著的影響。
Crandell等人[31]從JIT生產系統的管理角度著手，探討在製品庫存水準、系 統產出速率與系統停留時間三者之互動關係。其模擬結果指出當平均在製品庫存 水準越高，總產出、前置時間、設備平均使用率等績效指標都會增加。為了要追 求高產出與高設備使用率，可將平均在製品庫存水準提高；不過隨之而來的可能 是系統停留時間的拉長與平均在製品庫存水準所導致之成本積壓。所以生管人員 應將生產規劃重心擺在如何提升有效產出的最終目標，而非一味的提高在製品水 準。
Enns [33]發現系統負荷（Loading）與工廠流程（Work Flow）的行為受到投 料、有限的機台緩衝區（Buffer）設定與平衡機台工作量負荷的派工有關。其結 果顯示投料、派工與緩衝區大小之控制可有效解決系統負荷與工廠流程的問題。
Maiorana及Iuliano [48]指出降低系統的變異可改善生產週期時間，同時也可減少 在製品的數量，使其能維持同一水準的產出。該研究並以魚骨圖來表示影響生產 週期時間的系統組成因子，如圖2.2所示。而研究結果指出市場需求與生產線平 衡為系統變異的產生來源。
圖2.2 影響生產週期時間的系統組成因子 [48]
Martin [49]從總作業效率（Total Operational Efficiency；TOE）的觀點，探討 產能與生產週期時間的影響因素。其指出產能要素應包含機台正常維修、機台異 常當機、作業員可生產時間、原始製程時間與批次大小等因素，並發展一套評估 生產線與機台組合績效的概念，以反應出機台、作業員與在製品存貨之間的交互 影響，該結果可藉追蹤學習比率來比較實際表現與預期目標之差異。
在晶圓製造業中，由於製程特殊且多為接單式的生產環境，對於機台利用狀 況之影響因素眾多，其中包括機器可用度、批量大小、當機行為、產品組合及系 統平均的在製品水準。此外，在製品量對於生產週期時間的影響，不僅只來自於 數量多寡，其相關的產品組合、製程特性、產線平衡等要素，都會影響產品在系 統中的流動速度，因而影響生產週期時間。
對生產現場來說，批量投料時點、機台派工、機台使用狀況及批量大小等生 產特徵因素都會綜合影響生產效率與結果，因此若能進一步探討其對生產績效的 影響程度高低，將有助生管人員決定改善的重點及資源的調配。
2.4 綜合分析與討論 綜合分析與討論 綜合分析與討論 綜合分析與討論
從以上所探討的文獻可知目前與半導體晶圓製造生產排程相關的文獻，主 要皆集中在現場生產作業控制方面。過去一些成效良好的派工法則[43] [46]
[47]，大都依據晶圓廠之生產目標所設計，如追求最大化的產出或最小化的生產 週期時間。然而，由於使用不同的派工法則會影響到不同的生產績效衡量，因此，
使用派工法則可以使生產系統（或機台）之特定績效最佳化，但相對地亦會使得 某些績效不佳。故到目前為止並無任一派工法則堪稱最佳，也沒有任一法則可達 到全部績效最佳化的目標。
此外，這些派工法則的設計大多皆以理論的觀點及條件限制，來達成特定 的生產績效，這樣的做法不僅無法完全滿足產能規劃的整體生產目標，也因缺乏 考量客觀條件（指標間的衝突關係）的著眼點，將可能導致所設計的派工法則並
無法與現今晶圓製造廠的生產排程相契合。而事實上，晶圓製造廠為便利現場排
無法與現今晶圓製造廠的生產排程相契合。而事實上，晶圓製造廠為便利現場排