排程

排程是一決策過程，其在最佳化特定目標函數下，決定各工作在各資源上的執行順序。排 程結果不但顯示每一個工作在某一資源上的執行順序，也顯示每一個工作在資源上的開始及完 成時間。一個良好的排程不但可以減少資源的閒置時間，增加資源的利用率，更能使工作盡量 如期完成，滿足顧客的需求。因此，排程結果將影響組織之競爭力及獲利能力。

本研究利用 Yang and Yulius 於 2012 年所發展的排程系統[34][35]，針對所選的特定作 物群組進行最佳化排程，再依排程結果分析植物工廠的獲利，以發展出較佳的獲利模式。本研 究以一個只有五個層架的植物工廠為例，進行作物的選擇及試算，以分析植物工廠的獲利。

圖表 17 專題研究過程圖

4.2 模型一模型一模型一模型一：：：：單一作物單一作物單一作物單一作物

4.2.2 中價位─甘藍 毛利為 10055682.75 元，投資報酬率為 79.91%。選擇植物價位較高且收穫期數和最終可得總 產量較多者是植物工廠考慮種植單一作物時較佳的原則。

飲食習慣後，發現醫院門診中營養諮詢科十分熱門，與院方的營養師共同研究健康瘦身餐，希 望透過案例三讓代謝症候群人口逐漸減少，讓民眾吃得健康又養生；季節變動時總讓人動起來 想吃火鍋的念頭，案例四設計與火鍋業者簽訂契約，固定提供火鍋業者所需的蔬菜。此研究模 型透過四種案例，分析出種植哪些種類植物可以讓植物工廠獲得最大之利益。

本模型之排程問題運用混合整數規劃法將極大化整體營收做為目標式，將菜價、生長期等 考慮因子制定為限制式。利用 Cplex 之分枝界限演算法求解，並得到一最佳化模式[34][35]。

最後將所得排程利用模型一使用之概念計算收益表現。

4.3.2 案例 2─養身意識抬頭，生菜沙拉小兵立大功

表格 15 案例三之生產排程結果

表格 18 案例四之收益資訊

2 年總產量（株） 2016000 2 年總營業額 76921856.55 2 年毛利 75721856.55

根據表格 16 為所得生產排程結果，表格 17 為該排程之收益資訊。由於辣椒及番茄的生長 期為小白菜及青蔥的三倍以上，所需時間過長因此不考慮種植。而青蔥生長期雖為兩個月，但 所需種植單位面積較少，同樣為 10X10( )的面積中青蔥能種三株而小白菜則不能。故排程 結果除第 2 個月、第 23 個月種植小白菜，其餘皆種植青蔥。

4.4 模型三模型三模型三：模型三：：：考量價格及作物種植情形考量價格及作物種植情形考量價格及作物種植情形考量價格及作物種植情形

Model 2 之四則案例原採用以單位重量為單位之批發價格(如下圖表 17)套入排程系統運 算，但因原先考量因素不足，以致四則案例排程結果大多選擇單一作物種植，與原本預期甚遠。

此後考量每種作物的生長空間並非相同，以蕹菜及包心白菜為例：蕹菜種植間隔為 10 至 15 公分而包心白菜所需間隔則達 60 公分，兩者所需面積差距極大因而添入面積作計算，以單位 面積(cm²)內所生產重量之價格為計算基準(如下圖表 18)。此外因番茄及辣椒兩者生長期為其 他作物三至五倍，又由於平均一株作物上所產重量不易計算故剔除兩者[36][37]。

作物編碼為 a.花椰菜 b.小白菜 c.青江白菜 d.蕹菜 e.芥藍菜 f.莧菜 g. 球莖甘藍 h.

包心白菜 i.蘿美。

圖表 18蔬菜單位重量價格折圖

4.4.1 蔬菜單位面積生產重量

單位面積(cm²)內所生產重量之價格之定義如下表所示：

表格 19 單位面積(c^m²)內所生產重量之價格代號

變數 敘述

作物 i 在時間 t 的批發價 作物 i 單株生長所需面積 作物 i 單株重量

公式如下所示：

圖表 19蔬菜單位面積生產重量價格折線圖

按照新的作物價格考量後的排程結果如表格 20。排程時去除明顯較為高價的韭菜及青 蔥，其餘七種作物價格曲線雖錯綜排列仍挑選出作物 d.蕹菜 f.莧菜 i.蘿美，依折線圖顯示 前三月蕹菜價格高於其他，而第四月份開始莧菜則高於蕹菜，故第三月份起至第六月份改種植 莧菜。直至第八月份蘿美價格作高，在第七月份種植。由此可知排程結果依據作物採收時期較 高者排列出最佳收益排程。

表格 20 單位面積生產重量價格生產排程結果

Year 1 2

Month 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Rank

1 d d f f f f i i i d i f f d f i i i i i i f d d 2 d d f f f f i i i d i f f d f i i i i i i f d d 3 d d f f f f i i i d i f f d f i i i i i i f d d 4 d d f f f f i i i d i f f d f i i i i i i f d d 5 d d f f f f i i i d i f f d f i i i i i i f d d

4.4.2 蔬菜單日單位面積生產重量

最後的排程價格計算又添入生長期（以日為單位），計算出單日單位面積所生產重量之價 格為基準(如下圖表 20)，套入生產排程程式中作計算，價格較高者為所選之作物。由於折線 圖當中韭菜價格明顯高於其他作物，若只考量種植單一作物則可列為最佳作物，由於研究所需 為多重作物之探討則將之剔除，以其他價格相似之作物套入排程系統當中。

單日單位面積所生產重量之價格之定義如下表所示：

表格 21 單日單位面積所生產重量之價格代號

變數 敘述

作物 i 在時間 t 的批發價 作物 i 單株生長所需面積 作物 i 單株重量

作物 i 成長（以日為單位）

公式如下所示：

圖表 20蔬菜單日單位面積生產重量價格折線圖

按照新的作物價格考量後的排程結果如表格 22。相較於單位面積生產重量之排程結果，

第五章

透過這個專題得到不同情境下植物工廠的作物排程問題。利用排程結果和原有資訊整合，

分析植物工廠生產面上作物選擇時的要點，並規劃出植物工廠的生產與資源配置的方案，進而 評估植物工廠的可行性與未來方向。並透過分析結果，找出植物工廠管理上的優勢與課題。

經由本專題研究過程得到學習成果如下：

1. 認識植物工廠營運需要考量之成本因子。

2. 善用分析方法，找出建置一個植物工廠所需著重的要素，並且以系統化的思維管理這 些要素。

3. 讓管理系統和分析資訊的技術相佐，輔助植物工廠的運作。

植物工廠產業前景看好，但仍為起步階段，尚有諸多成本因素而導致推廣困難。若能透過 本專題之分析，提供台灣農業一個新型態之發展模式，亦為本專題之研究展望。

第 尺寸 D1,378×W2,425×H3,000 mm，

設置面積 3.34 m

D505×W2,458×H2,546 mm，

設置面積 1.24 m

設置面積 3.47 m

（邊 2,636mm 的直角三角 形的區塊）

D1,126×W3,279×H2,609 mm，

設置面積 3.69 m

栽培面積 2.47 m

3.06 m

3.74m

4.90 m

栽培層数 3 層×2 棚 4 層×1 棚 3 層×2 棚 4 段×1 棚

人工光源 Hf 日光燈管、LED 併用 Hf 日光燈管、LED 併用 Hf 日光燈管 CCFL 燈管

器、空調 （內藏在栽培區之

6.2台灣台灣台灣台灣-太平洋鮮活太平洋鮮活太平洋鮮活 so fr3sh 太平洋鮮活

近年來氣候變化十分劇烈，造成許多自然資源的枯竭，人類也開始發展出新型生產食物之方 式。So Fr3sh 是一家位於台北東區的植物工廠，主要的概念是希望人們能夠與大自然和平相 處，吃得健康、注重現採、當季、當令食物，要友善土地，健康自然是最重要的。

So Fr3sh 與楊儒門所號召成立之「248 農學市集」合作，強調農產品的「無毒、安全、友善」， 農友用正確的種植方式，以自然農法的健康理念，希望能用優質農產和消費者建立信任和友 誼，用心善待這片土地，企圖喚起都會人們最應該重視得健康自然。

根據種植植物之成長天數，一般以生長期 25~35 天為主，種植植物種類包含：萵苣、尖葉萵 苣(A 菜)、小松菜、十字花科、紅捲鬚萵苣、福山萵苣、波士頓萵苣以及蘿蔓萵苣(大陸妹)等 能水耕植物。

店家運用 LED 燈仿造太陽光，讓照射與空間效益發揮到最大，而 LED 燈的體積小、重量輕、

壽命長、低耗能與準確的波長，讓種植者可依需求蔬菜較軟或是脆，任意組合不同光質，以達 到生產多樣化作物之目的。

經過店員的解說之後，原來佔地 40 坪的植物工廠使用的是工業用電，而不是我們之前一職 認為之農業灌溉用電，植物工廠屬於科技農業，所以被政府歸類之用電為一般工業用電。

店內也有販售由後方植物工廠種植出的蔬菜，提供生菜沙拉套餐讓來購物、參觀的民眾能夠 享用新鮮的餐點。

So Fr3sh 經常舉辦一些農學堂活動，希望能夠推廣在地好料理的精神，而這些活動都是免 費的，只須提前預約報名即可參加，參觀這天剛好遇到起士杯子蛋糕 DIY 的活動，許多社區民 眾都熱情參與。So Fr3sh 還原食物原本的特色，將台灣在地食材，以最單純的手法，展現來 自土地最華麗的滋味。

參訪中最令人印象深刻的是，So Fr3sh 舉辦的活動「植物夢工廠」種菜體驗趣，針對 12 歲以 下之國小孩童，舉行種植植物之體驗活動，讓小朋友能夠從小就認識到植物種植的樂趣，並在 過程中學習到與大自然和平相處的道理。

6.3台灣台灣台灣台灣-野菜工房野菜工房野菜工房 野菜工房

位於捷運南京東路站附近的野菜工房，著重安全蔬果的開發，為了讓消費者吃的安全又安 心，設立了一間全台灣最大的全 LED 燈封閉式植物工廠，透過無塵潔淨的生產環境、專業的蔬 果栽培技術及高效能高品質的工廠管理經驗提供消費者高營養價值、低生菌數及低硝酸鹽的頂 級免洗蔬果，為消費者帶來安全、衛生、健康及高品質的蔬果食材。

野菜工房生產的植物種類與 So Fr3sh 相同，以生長期 25~35 天為主，種植植物種類包含：

萵苣、尖葉萵苣(A 菜)、小松菜、十字花科、紅捲鬚萵苣、福山萵苣、波士頓萵苣以及蘿蔓萵 苣(大陸妹)等能水耕植物。

店內展售天和鮮物的生鮮肉品、海鮮類食品，也提供店內用餐，野菜工房可以說是社區家 庭主婦的健康菜市場。

第七

2. 方煒(2010)，農業轉型增量增值，http://www.wretch.cc/blog/nanobiolight/6955017。

3. 方煒(2011)，環境農業的相關應用實例，台灣大學生物產業機電工程學系，

http://www.ecaaser3.ecaa.ntu.edu.tw/cea/Ceal-6-8.htm。

4. 行政院農業委員會農糧署(2012)，台灣地區耕地面積，http://www.afa.gov.tw/index.asp。

5. 經濟部水利署(2011)，98 年水資源需求概況，http://www.wra.gov.tw/。

6. 方煒(2010)，硝酸鹽探討 http://www.wretch.cc/blog/nanobiolight/6974609。

7. 黃璋如(1999)，有機農業對環境保護及食品安全之效益評估，行政院農業委員會研究計劃 報告，國立宜蘭技術學院應用經濟系。

7. 黃璋如(1999)，有機農業對環境保護及食品安全之效益評估，行政院農業委員會研究計劃 報告，國立宜蘭技術學院應用經濟系。