5.1、結論
隨著國家社會所需的建設以及景氣回溫的趨勢，鋼鐵的需求量亦逐漸 攀升。對鋼鐵廠而言，須面對顧客對於各鋼種及公稱尺寸之規格需求及訂 單交期，從眾多可行切割方案中決定出最佳組合的方式，並排定鋼胚在軋 延機台的壓延順序，以回覆各訂單之交貨時點及可達成之生產目標。
基於以上所述，本文針對鋼鐵廠軋延機台生產的特性，建構一主生產 排程規劃系統。此系統包含兩個模組：
一、 軋延機台生產排程規劃模組
此模組先彙整各規劃週期對於不同長度規格之需求後，列出各鋼種及 公稱尺寸所有可行的切割方案，做為「鋼胚切割計畫及軋延機台生產排程 規劃模式」的已知參數。該模式以最小化未滿足支數為目標，求解出各規 劃週期最佳的可行切割方案組合方式，以及鋼胚在軋延機台壓延的順序。
以往針對鋼鐵廠的研究中，考量複雜度的情況之下，大多只探討切割 方案最佳的組合方式，並無生產排程的規劃；而此模組，以不同訂單的交 期區間為規劃週期；對在同一交期區間加工之各訂單而言，加工序並不影 響其交期之達成，因而可針對各訂單對相同規格之需求總數來做規劃，可 省去某一鋼胚之裁切是為分配給何張訂單的變數。而先行求得每一可行切 割方案提供給各特定規格之支數作為已知參數，可解決在規劃鋼胚切割計 畫時，需同時決定鋼胚對特定規格裁切支數以及採用次數等非線性決策問 題。此模組透過上述的設計，可降低求解時的複雜度，提高求解效率，因 此能同時考量鋼胚的切割計畫以及在軋延機台的壓延排程，可兼顧訂單之 需求滿足及排程最佳化。
二、 鋼鐵廠內部績效規劃模組
軋延機台生產排程規劃模組的規劃結果可分為，能滿足所有規劃週期 需求以及未能滿足兩種情況。因此本模組分別設計出「最小化裁切廢料及 存貨支數規劃機制」以及「產能不足規劃機制」進行規劃。兩機制說明如 下：
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(1) 最小化裁切廢料及存貨支數規劃機制：
因在鋼鐵廠中，多餘裁切的廢料可重新加工，但重新加工的成本較昂 貴，且若裁切出多餘的支數時，則需有存貨的成本。故透過本文所發展的
「最小化裁切廢料及存貨支數規劃模式」，以最小化裁切廢料及存貨支數 為目標，可針對在滿足所有規劃週期之需求的同時，使裁切廢料以及存貨 成本最小化，規劃出更完善的生產排程。
(2) 產能不足規劃機制：
針對無法滿足所有需求的週期，透過本文所發展的「最小化延遲時間 模式」，以最小化延遲時間為目標，可規劃出最小化延遲的交貨時間或是 仍然無法滿足的數量，並可將此資訊告知顧客，使顧客能即時決定是否轉 交由其他業者生產。
上述兩模式之決策變數仍是鋼胚採行某特定切割方案之次數，故可應 用「鋼胚切割計畫及軋延機台生產排程規劃模式」，只需將目標式修改成 最小化裁切廢料及存貨支數、最小化延遲時間等，或是增加幾條與上述兩 模式相關限制式即可應用。
藉由第四章之實例驗證結果分析，將本文之成效彙整如下：
1. 經由撰寫的 em-plant 程式，可提供鋼鐵廠的製造部，列出各鋼種及公 稱尺寸所有可行的切割方案。
2. 同時考量鋼胚切割計畫及軋延機台的壓延排程，可取代目前人工規劃 方式，能快速因應顧客變更訂單時之要求。
3. 考量鋼鐵廠裁切廢料以及存貨規格特性，選擇較少裁切廢料或是存貨 支數的切割方案來滿足訂單之需求，降低鋼鐵廠需重新加工以及存貨 的成本。
4. 可得知無法滿足需求的訂單，其延遲的交貨時間及未達交的數量，即 時提供顧客決策所需資訊。
5. 將規劃結果以甘特圖表示，提供鋼鐵廠生產排程規劃人員參考。
5.1、未來研究方向
檢視本文所發展之主生產排程規劃系統，在其過程中察覺仍有不足之
處，值得後續研究繼續深入探討，彙整如下：
1. 在鋼鐵廠中，經生管人員排定軋鋼製程的生產排程規劃之後，必須再 反推煉鋼製程的生產排程規劃。而煉鋼製程的生產排程規劃主要決定 鋼胚生產的數量以及所需粹取的鋼液爐數，用來滿足軋鋼製程的規劃 結果。因此，若煉鋼製程的鋼胚生產數量無法滿足軋鋼製程的規劃結 果時，則生管人員必須重新規劃。有鑑於此，若能同時考量煉鋼製程 以及軋鋼製程的生產排程規劃，將有助於鋼鐵廠制定出更完善之生產 排程結果，因此可做為未來深入探討的議題。
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切割方案 30 96 1 0 0 1 11 切割方案 31 96 1 2 0 0 9 切割方案 32 96 1 1 1 0 11 切割方案 33 96 1 1 0 1 13 切割方案 34 96 1 0 2 0 13 切割方案 35 96 1 0 1 1 15 切割方案 36 96 1 0 0 3 1 切割方案 37 96 1 0 0 0 6 切割方案 38 96 1 1 0 0 8 切割方案 39 96 1 0 1 0 10 切割方案 40 96 1 0 0 1 12
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附錄 B-1
ILOG 求解案例一於「鋼胚切割計畫及軋延機台生產排程規劃模式」
之 結 果 。 輸 出 結 果 與 變 數 之 對 應 為 ： UD[j,p,k,t]=
UD
j p k t, , , 、 Y[j,p,m,t]=Y
j p m t, , , 、Alpha[j,p,t,s]=
j p s t, , , 、Beta[j,p,j’,p’,s,t]=
j p j p s t, , ', ', , 、 COM[t]=COM ，此外下列表格皆倂除數值為
t 0 之變數。切割方案採行次數 填入位置 相鄰鋼胚類型 完工時間
Y[1,1,1,1] = 17 Y[1,2,34,2] = 6 Y[2,3,112,3] = 2 Y[1,1,56,5] = 22 Alpha[2,3,1,1] = 1 Beta[2,2,2,3,2,1] = 1 COM[1] = 258400 Y[1,1,30,1] = 8 Y[1,2,60,2] = 10 Y[2,3,117,3] = 4 Y[1,1,67,5] = 1 Alpha[2,2,2,1] = 1 Beta[1,1,2,2,3,1] = 1 COM[2] = 518000 Y[1,1,56,1] = 3 Y[1,2,63,2] = 2 Y[2,3,122,3] = 1 Y[1,1,81,5] = 9 Alpha[1,1,3,1] = 1 Beta[1,1,1,1,1,2] = 1 COM[3] = 864000 Y[1,1,81,1] = 12 Y[1,2,81,2] = 1 Y[2,3,123,3] = 6 Y[1,1,103,5] = 1 Alpha[1,1,0,2] = 1 Beta[1,2,1,1,2,2] = 1 COM[4] = 1149800 Y[1,1,120,1] = 4 Y[1,2,82,2] = 5 Y[2,3,128,3] = 6 Y[1,1,109,5] = 1 Alpha[1,1,1,2] = 1 Beta[1,2,1,2,1,3] = 1 COM[5] = 1553300 Y[1,1,130,1] = 2 Y[1,2,99,2] = 4 Y[1,1,1,4] = 9 Y[1,1,120,5] = 5 Alpha[1,2,2,2] = 1 Beta[2,3,1,2,2,3] = 1
- -
Y[1,1,134,1] = 5 Y[1,2,112,2] = 7 Y[1,1,56,4] = 12 Y[1,1,134,5] = 3 Alpha[1,2,0,3] = 1 Beta[1,1,2,3,3,3] = 1
- -
Y[2,2,1,1] = 6 Y[1,2,113,2] = 1 Y[1,1,81,4] = 9 Y[1,2,1,5] = 7 Alpha[1,2,1,3] = 1 Beta[1,1,1,1,1,4] = 1
- -
Y[2,2,116,1] = 3 Y[1,2,117,2] = 6 Y[1,1,100,4] = 3 Y[1,2,3,5] = 2 Alpha[2,3,2,3] = 1 Beta[2,2,1,1,2,4] = 1
- -
Y[2,2,129,1] = 2 Y[1,1,14,3] = 15 Y[1,1,103,4] = 1 Y[1,2,34,5] = 3 Alpha[1,1,3,3] = 1 Beta[2,3,2,2,3,4] = 1
- -
Y[2,2,134,1] = 3 Y[1,1,30,3] = 17 Y[1,1,120,4] = 7 Y[1,2,60,5] = 7 Alpha[1,1,0,4] = 1 Beta[2,3,2,3,1,5] = 1
- -
Y[2,3,1,1] = 6 Y[1,1,31,3] = 1 Y[1,1,130,4] = 15 Y[1,2,82,5] = 7 Alpha[1,1,1,4] = 1 Beta[1,2,2,3,2,5] = 1
- -
Y[2,3,3,1] = 1 Y[1,1,56,3] = 19 Y[1,1,134,4] = 3 Y[1,2,99,5] = 15 Alpha[2,2,2,4] = 1 Beta[1,1,1,2,3,5] = 1
- -
Y[2,3,57,1] = 2 Y[1,1,81,3] = 3 Y[2,2,36,4] = 3 Y[1,2,112,5] = 7 Alpha[2,3,3,4] = 1
- - - -
Y[2,3,114,1] = 5 Y[1,1,134,3] = 7 Y[2,2,58,4] = 1 Y[1,2,117,5] = 1 Alpha[2,3,0,5] = 1
- - - -
Y[2,3,123,1] = 7 Y[1,2,1,3] = 12 Y[2,2,94,4] = 1 Y[2,3,1,5] = 8 Alpha[2,3,1,5] = 1
- - - -
Y[2,3,128,1] = 5 Y[1,2,30,3] = 1 Y[2,2,116,4] = 5 Y[2,3,57,5] = 2 Alpha[1,2,2,5] = 1
- - - -
Y[1,1,30,2] = 2 Y[1,2,50,3] = 1 Y[2,2,129,4] = 2 Y[2,3,91,5] = 1 Alpha[1,1,3,5] = 1
- - - -
Y[1,1,33,2] = 1 Y[1,2,86,3] = 7 Y[2,3,1,4] = 7 Y[2,3,92,5] = 5
- - - - - -
Y[1,1,81,2] = 1 Y[1,2,112,3] = 2 Y[2,3,112,4] = 5 Y[2,3,112,5] = 1
- - - - - -
Y[1,1,120,2] = 6 Y[1,2,117,3] = 15 Y[2,3,123,4] = 14 Y[2,3,128,5] = 10
- - - - - -
Y[1,1,130,2] = 4 Y[2,3,37,3] = 2 Y[2,3,128,4] = 4
- - - - - - - -
Y[1,1,134,2] = 11 Y[2,3,57,3] = 1 Y[1,1,1,5] = 24
- - - - - - - -
Y[1,2,1,2] = 26 Y[2,3,92,3] = 1 Y[1,1,13,5] = 2
- - - - - - - -
求解結果 目標值 = 0 (支)
決策變數 =4,113；限制式 =6,066；求解時間 = 451.63 秒
附錄 B-2
ILOG 求解案例一於「最小化裁切廢料及存貨支數規劃模式」之結果。
輸 出 結 果 與 變 數 之 對 應 為 ： Z[j,p,m]= Zj p m, , 、 IV[j,p,k,T]=
IV
j p k t, , , 、 Y[j,p,m,t]=Y
j p m t, , , 、Alpha[j,p,t,s]=
j p s t, , , 、Beta[j,p,j’,p’,s,t]=
j p j p s t, , ', ', , 、 COM[t]=COM ，此外下列表格皆倂除數值為
t 0 之變數。存貨支數 切割方案採行次數 填入位置 相鄰鋼胚類型 完工時間
IV[1,1,1,5] = 1 Y[1,1,13,1] = 11 Y[1,1,13,3] = 6 Y[2,3,118,4] = 14 Alpha[2,2,1,1] = 1 Beta[2,3,2,2,2,1] = 1 COM[1] = 257500 IV[1,1,3,5] = 1 Y[1,1,19,1] = 19 Y[1,1,19,3] = 2 Y[1,1,13,5] = 14 Alpha[2,3,2,1] = 1 Beta[1,1,2,3,3,1] = 1 COM[2] = 509300 IV[1,2,1,5] = 2 Y[1,1,23,1] = 1 Y[1,1,34,3] = 42 Y[1,1,19,5] = 13 Alpha[1,1,3,1] = 1 Beta[1,1,1,1,1,2] = 1 COM[3] = 864000 IV[1,2,6,5] = 2 Y[1,1,34,1] = 14 Y[1,1,43,3] = 1 Y[1,1,56,5] = 23 Alpha[1,1,0,2] = 1 Beta[1,2,1,1,2,2] = 1 COM[4] = 1071500 IV[1,2,7,5] = 1 Y[1,1,130,1] = 1 Y[1,1,80,3] = 1 Y[1,1,67,5] = 1 Alpha[1,1,1,2] = 1 Beta[1,2,1,2,1,3] = 1 COM[5] = 1447500 IV[2,3,4,5] = 5 Y[1,1,134,1] = 3 Y[1,1,100,3] = 2 Y[1,1,100,5] = 14 Alpha[1,2,2,2] = 1 Beta[1,1,1,2,2,3] = 1
- -
IV[2,3,1,5] = 2 Y[2,2,1,1] = 5 Y[1,1,134,3] = 5 Y[1,1,134,5] = 1 Alpha[1,2,0,3] = 1 Beta[2,3,1,1,3,3] = 1
- -
IV[2,3,6,5] = 1 Y[2,2,21,1] = 1 Y[1,2,1,3] = 9 Y[1,2,1,5] = 8 Alpha[1,2,1,3] = 1 Beta[2,3,2,3,1,4] = 1
- - - -
Y[2,2,107,1] = 2 Y[1,2,21,3] = 13 Y[1,2,38,5] = 6 Alpha[1,1,2,3] = 1 Beta[2,2,2,3,2,4] = 1- - - -
Y[2,2,116,1] = 4 Y[1,2,83,3] = 2 Y[1,2,62,5] = 2 Alpha[2,3,3,3] = 1 Beta[1,1,2,2,3,4] = 1- - - -
Y[2,2,134,1] = 3 Y[1,2,99,3] = 1 Y[1,2,63,5] = 7 Alpha[2,3,0,4] = 1 Beta[1,1,1,1,1,5] = 1- - - -
Y[2,3,1,1] = 7 Y[1,2,100,3] = 2 Y[1,2,83,5] = 10 Alpha[2,3,1,4] = 1 Beta[2,3,1,1,2,5] = 1- - - -
Y[2,3,56,1] = 1 Y[1,2,117,3] = 14 Y[1,2,99,5] = 2 Alpha[2,2,2,4] = 1 Beta[1,2,2,3,3,5] = 1- - - -
Y[2,3,90,1] = 6 Y[2,3,1,3] = 1 Y[1,2,100,5] = 6 Alpha[1,1,3,4] = 1- - - - - -
Y[2,3,107,1] = 6 Y[2,3,90,3] = 7 Y[1,2,117,5] = 1 Alpha[1,1,0,5] = 1- - - - - -
Y[2,3,118,1] = 7 Y[2,3,107,3] = 13 Y[2,3,1,5] = 7 Alpha[1,1,1,5] = 1- - - - - -
Y[1,1,23,2] = 1 Y[2,3,118,3] = 6 Y[2,3,90,5] = 8 Alpha[2,3,2,5] = 1- - - - - -
Y[1,1,72,2] = 9 Y[1,1,23,4] = 26 Y[2,3,107,5] = 7 Alpha[1,2,3,5] = 1- - - -
- -
Y[1,1,100,2] = 2 Y[1,1,56,4] = 11 Y[2,3,109,5] = 3- - - - - -
- -
Y[1,1,124,2] = 3 Y[1,1,80,4] = 1 Y[2,3,114,5] = 1- - - - - -
- -
Y[1,1,130,2] = 1 Y[1,1,100,4] = 1- - - - - - - -
- -
Y[1,1,134,2] = 10 Y[1,1,134,4] = 5- - - - - - - -
- -
Y[1,2,1,2] = 25 Y[2,2,71,4] = 3- - - - - - - -
- -
Y[1,2,7,2] = 1 Y[2,2,107,4] = 1- - - - - - - -
- -
Y[1,2,38,2] = 8 Y[2,2,116,4] = 1- - - - - - - -
- -
Y[1,2,63,2] = 18 Y[2,2,117,4] = 2- - - - - - - -
- -
Y[1,2,83,2] = 6 Y[2,3,1,4] = 7- - - - - - - -
- -
Y[1,2,117,2] = 6 Y[2,3,114,4] = 1- - - - - - - -
求解結果 目標值 = 114 元
146
附錄 B-3
ILOG 求解案例二「鋼胚切割計畫及軋延機台生產排程規劃模式」之 結 果 。 輸 出 結 果 與 變 數 之 對 應 為 ： UD[j,p,k,t]=
UD
j p k t, , , 、 Y[j,p,m,t]=Y
j p m t, , , 、Alpha[j,p,t,s]=
j p s t, , , 、Beta[j,p,j’,p’,s,t]=
j p j p s t, , ', ', , 、 COM[t]=COM ，此外下列表格皆倂除數值為
t 0 之變數。未滿足支數 切割方案採行次數 填入位置 相鄰鋼胚類型 完工時間
未滿足支數 切割方案採行次數 填入位置 相鄰鋼胚類型 完工時間