第三章 研究方法與模式建構
第一節 研究方法
第三章 研究方法與模式建構
是一種資訊回饋的環路(information feedback loops)；環路是由現況、目標以及 現況(積量)與目標間差距所產生的調節行動(率量)所構成的。環路行為的特性在 消弭目標與現況間的差距，例如存貨的調節環路。除了目標追尋的負環外，還 有一種具有自我增強(self-reinforced)的正回饋環路，即因果彼此相互增強的影 響關係，系統的行為則是環路間彼此力量消長的過程。除此之外，結構還須包 括時間滯延(time delay)的過程，如組織中不論是實體的過程例如生產、運輸、
傳遞等，或是無形的過程例如決策過程，以及認知的過程等都存在著或長或短 的時間延遲。系統動態學的建模過程，主要就是透過觀察系統內流的交互運作 過程，討論不同流裡，其積量的變化與影響積量的各種率量行為。通常一個組 織的系統分析，須包含結構和政策對行為產生什麼影響的研究，而往往組織賴 以解決問題的政策，卻是產生困境的原因。所以如果只對現象做表面的暸解與 處理，其內在原因卻未被明白或掌握，這樣的政策最後必然以失敗告終，反之，
則情況將大為不同。
由於大多數定性研究方法，較為偏向或著重於問題導向的解決方式，此類 研究方式通常先對問題採取了解分析，提出相對的解決策略或方法，但卻未能 再深入觀察變項間彼此互動的關係；此外，傳統的定量數學研究模式雖可區分 為解析模式(Analytical model)與模擬模式(Simulation model)，但仍有不盡理想之 處；由於研究方式多為運用歷史資料，採迴歸的方式進行演繹，但對外在環境 變數所充滿的不可控制性，無法了解整體的影響過程，且通常在輸入問題的目 標與限制後，透過不同形式的計算後，產出一組最佳化的決策參數，其中最典 型的線性規劃模式，試圖在資源有限的系統中求取最大值或最小值，然而因為 解析模式必須嚴格定義各變數間的關係，例如在生產規劃模式中假定成本與生 產量間的關係是呈線性或指數變化的型態，且在整體規劃時程中不允許改變假 定，因此在解析模式中通常是儘量簡化模式的複雜度；而若採嚴謹的假設又對 所能解決的問題範圍產生侷限，不能與真實狀況相結合；過度簡化實際情況結 果又會令人對其模式所求得的最佳解存疑。因此，對於複雜的動態、回饋且具 時間滯延的問題，需要一種可以提供實驗與定量分析的方法，而系統動態學在 處理訊息回饋系統之動態行為上，能提供整體、長期且較週延的解決方式，且 此種研究方法的優點在於透過模擬據以驗證各變數之間關係，有效協助策略規
劃，可針對新的策略、情境和投資等情境做實驗，以了解決策可能造成的結果，
再依結果來選擇可行性的策略，也正好可以補充相關研究的不足。
系統動態學是一種模擬模式，模擬(Simulation)是一種解決問題的方法，模 仿真實世界過程或系統中的行為，構建一個以電腦為基礎的數學邏輯模式，透 過電腦快速運算的能力，觀察該模式在時間推移下內各組成份子在某假定條件 或特定範圍下所產生的交互影響用以推論該系統行為的績效與特質。就模式本 質而言，模擬基本上是一種評估式的作法，只有靠改變不同組合的決策參數比 較，所得的系統績效決定何種組合為較佳解，並非一般所稱尋求最佳解的解析 模式(鄧翠玲，2004)。因此，模擬模式具有「如果…則…」的特質，允許使用 者嘗試不同的決策水準觀察系統的變化。
二、模型建構方法
系統模型係以研究目為基礎，將真實世界的特徵與變化規律之抽象化事務 予以具像化而產出之代替物，透過研究模型，進行實驗揭示系統的本質、進一 步改變系統。建模者在自訂附加的限制條件下，運用數學及邏輯的關聯性表達 之。如果模型是有效的，就能夠在受控制的條件下提供研究系統現象的機會。
系統動態學建模的方法，依 Wolstenholme(1990)的分類可分為兩種：回饋 環法(the feedback loop approach)和單元式法(the modular approach)。林哲充(2000) 更進一步剖析回饋環法由問題隨時間變化的行為型態著手，稱之為參考行為 (reference mode)。由參考行為推測隱藏在問題背後的結構是由那些型態的因果 回饋環路所組成，每個因果回饋環路被辨識出來之後，分辨該變數為積量、率 量或輔助變數，再將因果回饋圖轉譯成系統動態學模型。單元式法則是從建模 者認為代表問題的一、二個關鍵變數開始，經由思考真實系統的運作情形，找 出與關鍵變數相關的系統資源，再分辨其運作流程中的不同狀態，建構資訊流 的結構。二者的差異在於，回饋環法是以參考行為作為起點，去推測問題背後 的因果結構 ，並以系統基模來探討問題背後的結構，最後再以此結構進行建 模。而單元式法則是從問題的造成因素作為關鍵變數，由這些關鍵變數來進行 建模及資訊流的關係形成模擬程式。
本研究使用單元式法進行模型建構模，從問題的造成因素設為關鍵變數，
由變數與變數間建構系統的結構來進行建模，並經由調整關鍵變數來進行模擬
實驗找出各因素之影響程度。依據系統動態學建模方法論，使用 Vensim DSS v5.0 電腦模擬工具，對航機妥善率維持進行系統動態行為模式設計與建構。在 執行建模作業前，先參照前述現況分依與研究範圍，藉助系統動態學之因果環 路圖說明機隊妥善維持有關因子之關聯，其中箭號方向標示各主／次要現象變 數間的因果關係，箭頭旁的加號表示該相連實體間以相同方向變動，存在正向 的因果環路，減號表示相連實體間以相反方向變動，存在負向的因果環路。
首先，妥善率係用以支援飛行時數，而伴隨飛行時數增加後，機體累積時 數也會相對成長，為能持續確保裝備性能與飛行安全，諸如清潔、擦拭、潤滑、
檢查、旋緊、調整等之一般保養勤務，以及飛機飛操、動力、傳動、液壓、旋 翼等主件的定期性更換或翻修等預防性保養，均需嚴密管控執行。而要推動定 期性保養作業，相關料件需求必須要能充分支援，因而在機體累積時數增加後，
定期性保養料件的需求也會相繼提出籌補，在定期保養屆期後，即可辦理進廠 檢修。而飛機進廠後，機隊妥善率當然會調降，檢修完工出廠後也相對提高妥 善率(如圖 3)。
妥善率 飛行時數
進廠檢修架數
機體累積時數 + + 定期性保養
料件需求
定期保養屆期 +
+ -+
-檢修出廠架數 +
+
圖 3 飛機定期保養與機隊妥善維持因果環路圖
囿於機隊管理者必須維繫部頒妥善率的限制因素，當機體累機時數即將屆 滿定期更換或翻修之預防性保養時數前(通常為 10 小時)，即查對所需用料是否 皆已全數獲撥，並且先行比對目前機隊妥善率狀況，盱衡安排飛機進廠檢修是
否會造成妥善率偏低情形；若前述供料未能全數獲得，或進廠後會造成妥善率 偏低，則採取管制派遣架數，暫時停止飛機時數之累計，待管制情況獲得解決 後，再行安排進廠檢修，所以管制派遣架數會造成延遲進廠檢修的情形(如圖 4 )。
妥善率
飛行時數 進廠檢修架數
機體累積時數 +
+
-管制派遣架數+ +
檢修出廠架數+
+
圖 4 飛機管制派遣與機隊妥善維持因果環路圖
此外，伴隨機體時數之累機，故障率也必然相對成長，飛機的故障可區分 為主要系統故障與一般組件失效兩種類型；當飛機之飛操、動力、傳動、液壓、
旋翼、導航、光電或武器等主要系統發生失效，因已無法擔任戰備任務，且對 飛安會造成一定之危害程度，飛機必須立即停飛，此時即造成妥善率調降，且 應即辦理進廠檢驗及執行檢修用料申請，送交相關專業修護工廠執行故障排 除，然若庫儲存量無法支應，除由補給部門實施籌補外，修管單位亦應考量執 行飛機保養封存作業，儘量避免飛機無法執行定期運轉而造成其他組件故障之 可能性發生；但若屬一般組件失效，因飛機仍可執行任務，除執行料件申補外，
可以視全機隊妥善與階段任務運用狀況，彈性調整進廠時間或配合定期保養屆 期時一併執行檢修，所以也會有延遲進廠的情形(如圖 5)。
妥善率
飛行時數 進廠檢修架數
機體累積時數 主要系統故障
+
+
故障率 臨機性檢修料件需求
+ + +
一般組件失效 + +
-+
+
-封存機架數
+ +
檢修出廠架數 +
+
圖 5 飛機系統故障與機隊妥善維持因果環路圖
綜合前述討論，以修護排程而言，機隊因飛行任務致使機體時數持續累積，
即會加速定期保養屆期而產生料件需求，此時，若檢修料件能夠足以滿足定期 保養所需，則當飛機時數屆點後，就可辦理進廠檢修，飛機進廠後也必然會造 成妥善率下降；然而，當飛機時數屆點後若有檢修料件未齊備，致無法支應定 期保養之情況，或者為期維繫妥善率要求而必須延後進廠，此時則必須採取管 制派遣的作法，待料件齊備或妥善率狀況改善後再辦理進廠。此外，隨著機體 時數增加，故障率也會相對提升，若屬一般組件失效，由於飛機仍可派遣執行 飛行任務，且基於考量妥善率、檢修人力與料件獲撥等限制因素，可配合翌次 定期性保養屆期後再進廠修復，然故障若發生於飛機主要系統，則飛機應立即 停飛，如料件可供支應即安排進廠檢修，若欠撥則暫時執行封存，亦均會造成 妥善率下滑的情形；而對於飛行時數而言，妥善率的提升也必然可以提供較高 的飛行時數，而形成封閉式的迴路關係(如圖 6)
妥善率
飛行時數 進廠檢修架數
機體累積時數 主要系統故障
+
故障率 +
臨機性檢修料件需求 +
+ +
定期性保養 料件需求 一般組件失效 +
定期保養屆期
+
+ +
-+
+
-封存機架數
+ +
管制派遣架數 + ++
-檢修出廠架數 +
+
圖 6 修護排程與機隊妥善率管理之因果環路圖