第四章 案例分析
4.4 成本效益評估
4.4.1 產量配置模組第一階段模式之成本效益評估
為說明產量配置第一階段模式輔助晶圓製造業者考量數量折扣資訊以 降低其總產量配置成本之成本效益，本節另設一晶圓製造業者未能取得各 代工廠數量折扣資訊之情境(情境一：「無數量折扣情境」)。在「無數量折 扣情境」下，由於未能取得各代工廠數量折扣資訊，因此假設不論各代工 廠商各製程規格之配置量多寡，其承包單價皆僅為單一價格(原價)，無任 何價格折扣，其餘條件皆與系統原設定之情境(4.1節系統環境)相同。
若第一階段模式未能輔助晶圓製造業者考量數量折扣資訊，則與朱氏 [10]所提出之產量配置模式相似，然而兩模式不同之處在於：
1. 朱氏所提之模式中，各代工廠商各製程規格每月之配置量皆須相同；
本文所提之第一階段模式則無此限制，較具彈性。
2. 朱氏所提之模式將代工廠商視為長期合作之協同廠商，故每一製程規 格皆須配置給每一家可加工該製程規格之候選代工廠商；本文所提之 第一階段模式則僅限制每一製程規格須配置於兩家以上的承包廠，以 維持基本的服務品質。
為說明第一階段模式在未能取得各代工廠數量折扣資訊之情境下亦能 進行求解，本節將利用第一階段模式求解「無數量折扣情境」下之產量配 置結果。同時，為比較其規劃結果之產量配置成本與原情境(有數量折扣資 訊)的差異，本節將「無數量折扣情境」下各代工廠商各製程規格之價格等 級設為單一等級，且將該價格等級之承包單價設為原情境(表4- 8)「價格等 級1(s=1)」之價格，如表4- 31所示，並將其承包下限設為「0」、上限設為 規劃幅度內各代工廠商各製程規格之總產量。其餘參數皆與原情境(4.1節 系統環境)相同，包括：每月各製程規格之預測需求(表4-3)、每月各代工廠 商可提供各製程規格之產能上限(表4-5)、配置於任一代工廠商之數量須佔 該製程規格月需求量之最小比例值( r =0.2)。將上述「無數量折扣情境」之 參數代入第一階段模式進行求解，即可求得第一階段模式在「無數量折扣 情境」下之規劃結果。第一階段模式在原情境(有數量折扣資訊；4.1節系
統環境)下之規劃結果列於4.2.1節，不再贅述。
表4- 31 「無數量折扣情境」下各代工廠商各製程規格之承包單價(元)(pcw i s, , ) 製程規格編號(i)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0.6 0.5 0.4 3.2 6.8 0 - - - 2 0.6 0.5 0.4 - - - - 3 0.6 0.5 0 0 6.8 5.7 0 0.7 0.8 4 - - - 0.6 0.7 0.8 5 - - - 3.1 6.8 5.7 0.6 0.7 0.8 代工廠商
(w)
6 - - - 3.1 6.8 5.7 - - -
第一階段模式在「無數量折扣情境」下之ILOG OPL Studio 求解資訊 如表 4- 32 所示：規劃幅度內最小配置成本為 47,376,000 元，較原情境 44,676,000 元(表 4- 10)增加 2,700,000 元；在限制式及變數個數方面，由於 原情境之價格等級分為三個等級(s=1,2,3，如表 4- 8 所示)，而「無數量折 扣情境」僅有單一價格等級(s=1)，故第一階段模式在「無數量折扣情境」
下之限制式及變數個數皆較原情境少。
表4- 32 ILOG OPL Studio求解資訊：「無數量折扣情境」與原情境之比較
無數量折扣情境 原情境
最佳解(Objective Value) 47,376,000(元) 44,676,000(元)
限制式個數(Constraints) 1,242 2,106
變數個數(Variables) 702 1,458
求解時間(Solving Time) < 0.01(秒) 1.31(秒)
在「無數量折扣情境」下，第一階段模式之規劃結果除各代工廠商各 製程規格之承包價格等級(Lw i s, , )皆為「價格等級 1(s=1)」外，尚包括：每 月各代工廠商各製程規格之配置量(Qw i st, , )、每月各製程規格之承包代工廠 商 (Xw it, )，分別整理於表 4- 33 與表 4- 35。此外，為利於後續之比較分析，
另計算各代工廠商對每一製程規格在整個規劃幅度內之總配置量，如表4- 34 所示。
表4- 33 「無數量折扣情境」之規劃結果：每月各代工廠商各製程規格之配置量(Qw i st, , )
總計 450K 400K 150K 500K 350K 650K 400K 130K 450K
1 360K 320K 120K 0 280K 0 0 0 0 720K
總計 450K 400K 150K 500K 350K 650K 400K 130K 450K
表4- 34 「無數量折扣情境」之規劃結果：各代工廠商各製程規格規劃幅度內之總配置量 製程規格(i)
代工廠商
(w) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1920K 1680K 480K 0 1440K 0 0 0 0
2 310K 350K 120K 0 0 0 0 0 0
3 170K 70K 0 0 140K 2680K 0 384K 1920K
4 0 0 0 0 0 0 1680K 64K 240K
5 0 0 0 2160K 160K 920K 420K 32K 240K
6 0 0 0 540K 60K 0 0 0 0
註：1 K = 1,000 單位
表4- 35 「無數量折扣情境」之規劃結果：每月各製程規格之承包代工廠商(Xw it, ) 製程規格(i)
月
(i) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 w=1 w=1 w=1 w=5 w=1 w=3 w=4 w=3 w=3 1 w=2 w=2 w=2 w=6 w=5 w=5 w=5 w=5 w=5 w=1 w=1 w=1 w=5 w=1 w=3 w=4 w=3 w=3 2 w=2 w=2 w=2 w=6 w=5 w=5 w=5 w=4 w=4 w=1 w=1 w=1 w=5 w=1 w=3 w=4 w=3 w=3 3 w=3 w=3 w=2 w=6 w=6 w=5 w=5 w=4 w=4 w=1 w=1 w=1 w=5 w=1 w=3 w=4 w=3 w=3 4 w=2 w=2 w=2 w=6 w=5 w=5 w=5 w=4 w=5 w=1 w=1 w=1 w=5 w=1 w=3 w=4 w=3 w=3 5 w=2 w=2 w=2 w=6 w=3 w=5 w=5 w=4 w=5 w=1 w=1 w=1 w=5 w=1 w=3 w=4 w=3 w=3 6 w=3 w=2 w=2 w=6 w=3 w=5 w=5 w=5 w=4 註：「w=#」表示Xwt=#,i= 1 在「無數量折扣情境」下執行第一階段模式時，由於未能取得代工廠 商所提供之數量折扣資訊，故僅能以各代工廠商各製程規格之原價(表 4- 31)進行產量配置。因此，第一階段模式在「無數量折扣情境」下所求得之 最小產量配置成本47,376,000 元(表 4- 32)，係規劃後仍以原價(代工廠不提 供數量折扣)進行產量配置之產量配置成本。然而，待產量配置規劃完成 後，實際進行配置時仍可依各代工廠商各製程規格規劃幅度內之總配置量 (表 4- 34)取得其應得之數量折扣。承上所述，為求得第一階段模式在「無 數量折扣情境」下之規劃結果於實際進行配置時之最終配置成本，吾人根 據其規劃結果中各代工廠商各製程規格規劃幅度內之總配置量(表 4- 34)，依原情境之數量折扣資訊(表 4- 7、表 4- 8)整理出實際進行配置時所
對應之價格等級與承包單價，如表4- 36 與表 4- 37 所示，再依上述結果計 算出第一階段模式在「無數量折扣情境」下之規劃結果於實際進行配置時 成本為45,392,000 元，如表 4- 38 所示，較原情境 44,676,000 元(表 4- 10) 多增加716,000 元。
表4- 36 「無數量折扣情境」下之規劃結果於實際配置時應得之價格等級 製程規格(i)
代工廠商
(w) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 s =2 s =2 s =1 s =1 s =2 - - - -
2 s =1 s =1 s =1 - - - - - -
3 s =1 s =1 - - s =1 s =3 - s =1 s =1
4 - - - - - - s =2 s =1 s =1
5 - - - s =2 s =1 s =1 s =1 s =1 s =1
6 - - - s =1 s =1 s =1 - - -
表4- 37 「無數量折扣情境」下之規劃結果於實際配置時應得之承包單價(元) 製程規格(i)
代工廠商
(w) 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 0.55 0.45 0.4 3.2 6.5 0 0 0 0
2 0.6 0.5 0.4 0 0 0 0 0 0
3 0.6 0.5 0 0 6.8 5.3 0 0.7 0.8
4 0 0 0 0 0 0 0.55 0.7 0.8
5 0 0 0 3.0 6.8 5.7 0.6 0.7 0.8
6 0 0 0 3.1 6.8 5.7 0 0 0 表4- 38 實際產量配置成本：「無數量折扣情境」與原情境之比較
實際產量配置成本 無數量折扣情境 45,392,000(元)
原情境 44,676,000(元) 成本效益 716,000(元)
由表 4- 38 可知，實際進行產量配置時，第一階段模式在「無數量折 扣情境」下之規劃結果其總產量成本較原情境高。為探究上述結果是否為 執行第一階段模式時即取得數量折扣資訊之效益，加上數量折扣係依各代 工廠商各製程規格規劃幅度內之總配置量而定，故本節將進一步比較「無 數量折扣情境」之規劃結果中各代工廠商各製程規格規劃幅度內之總配置 量(表 4- 34)與原情境之規劃結果(表 4- 12)，彙整如表 4- 39 所示。
表4- 39 各代工廠商各製程規格於規劃幅度內之總配置量：「無數量折扣情境」與原情境之比較 製程規格(i)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 無數量折扣情境 1920K 1680K 480K 0 1440K 0 0 0 0 1 原情境 0 390K 330K 2160K 1440K 0 0 0 0 無數量折扣情境 310K 350K 120K 0 0 0 0 0 0
2 原情境 1920K 1640K 270K 0 0 0 0 0 0
無數量折扣情境 170K 70K 0 0 140K 2680K 0 384K 1920K 3 原情境 480K 70K 0 0 70K 1000K 0 126K 150K 無數量折扣情境 0 0 0 0 0 0 1680K 64K 240K
4 原情境 0 0 0 0 0 0 1680K 128K 330K
無數量折扣情境 0 0 0 2160K 160K 920K 420K 32K 240K 5 原情境 0 0 0 0 60K 2600K 420K 226K 2000K
無數量折扣情境 0 0 0 540K 60K 0 0 0 0
代 工 廠 商 (w)
6 原情境 0 0 0 540K 230K 0 0 0 0
註：斜體字表示「實際可享數量折扣」；1 K = 1,000 單位 以「製程規格 6(i=6)」為例：在原情境之規劃結果中，「代工廠商 5(w=5)」於規劃幅度內之總配置量為 2,600,000 單位，已達該代工廠商「價 格等級3(s=3)」之承包下限 2,000,000 單位(表 4- 7)，故能以單價 5.3 元之 折扣價(表 4- 8)進行產量配置，每單位價格較原價 5.7 元低 0.4 元。另外，
將規劃幅度內剩餘之需求量 1,000,000 單位配置於「代工廠商 3(w=3)」，
因該量亦達該代工廠商「價格等級2(s=2)」之承包下限 1,000,000 單位(表 4- 7)，故亦能以單價 5.5 元之折扣價(表 4- 8)進行產量配置，每單位價格較 原價 5.7 元低 0.2 元。承上所述，規劃幅度內「製程規格 6(i=6)」之總配 置成本為19,280,000 元(= 2,600,000 * $5.3 + 1,000,000 * $5.5)。
相較之下，「無價格折扣情境」因執行產量配置規劃時未能取得各代 工廠之數量折扣資訊，故規劃時不論配置量多寡皆將「代工廠商3(w=3)」
與「代工廠商5(w=5)」承包「製程規格 6(i=6)」之單價皆視為原價 5.7 元 (表 4- 31)，待規劃完成後，「代工廠商 3(w=3)」與「代工廠商 5(w=5)」依 其規劃結果給予其應得之價格折扣，即採用原情境之數量折扣條件(表 4- 8) 來計價，其中「代工廠商3(w=3)」因規劃幅度內之總配置量(2,680,000 單 位)已達該廠「價格等級 3(s=3)」之承包下限 2,000,000 單位(表 4- 7)，而
將 其 承 包 單 價 降 為 5.3 元 ， 且 總 配 置 成 本 降 為 19,448,000 元 (=2,680,000*$5.3+920,000*$5.7) ， 但 仍 較 原 情 境 多 增 加 168,000 元 (=
$19,448,000 - $19,280,000)的配置成本。
從上述之成本效益評估結果可知，晶圓製造業者若於產量配置規劃時 可取得各代工廠商所提供之數量折扣資訊，則本文所設計之第一階段模式 即可輔助晶圓製造業者運用數量折扣資訊來進行產量配置，以大幅地降低 規劃幅度內之總產量配置成本。然而，若晶圓製造業者於產量配置規劃時 未能取得各代工廠商之數量折扣資訊，第一階段模式仍可輔助晶圓製造業 者進行產量配置規劃。