工廠能否順利在客戶所要求的時間下，完成產品達交，好的生產排程規劃占 了很大的因素。好的生產規劃能夠提高工廠的生產效率，使工廠能夠順利完成產 品又能降低生產上不必要的浪費，達到最大的有效生產效率。
在許多生產排程方法中，製造單元系統(Manufacturing Cell System)為群組技 術(Group Technology)與生產排程的重要應用之一，過去的相關研究指出，製造 單元系統具備著流線型(Flowshop)生產的效率與零工式(Jobshop)生產的彈性。除 了結合了流線型生產與零工式生產的優點外，製造單元系統亦具有降低設置時間、
減少再製品存貨、簡化生產排程規劃與提高機器使用率等優點。因此製造單元生 產排程問題(Manufacturing Cell Scheduling Problem)近年來引起學者與業界的注 意，並開始廣泛的應用於工廠的生產規劃排程，使得製造單元生產排程問題成為 生產排程領域的核心研究問題。
製造單元系統其概念為群組技術的應用，在生產規劃時，工件(Jobs / Parts) 的規劃並不像傳統的生產排程規劃，以單一工件為單位進行加工，而是須以群組 的概念加以處理，亦即將具有相同製造性質的工件以工件族(Jobs / Parts Family) 的型態進行加工處理。因此規劃製造單元生產排程時，必須考慮兩個層面，即工 件族之間(Among Family)的加工順序與工件族內工件(Within Family)的加工順序，
所以在規劃生產排程上，比起傳統的生產排程問題更加複雜，加上製造單元排程 問題本身即為 NP-hard 問題，即隨著工件數越多，越難利用數學規劃方法在合理 時間內求解。為了有效率求解，近年來學者多以巨集啟發式演算法解決求解上的 問題。雖然巨集啟發式演算法只能求得近似解，無法像數學規劃法求得最佳解，
但由於求解時間快，能夠在合理時間內找到近似最佳解，因此廣泛的被學者所利 用，而常見解決製造單元排程問題的巨集啟發式演算法，例如基因演算法(Genetic Algorithms；GA)、塔布搜尋法(Tabu Search；TS)、模擬退火法(Simulated Annealing；
SA)、瀰集演算法(Memetic Algorithms；MA)等巨集啟發式演算法。本論文為了 解決製造單元排程系統在求解上的困難，也是使用巨集啟發式演算法求解，利用 塔布搜尋法模擬整個流程。
1.2 研究目的
對於製造單元排程問題，過去使用巨集啟發式演算法作為求解方式的學者，
主要研究集中於演算法進化機制的探討，例如使用基因演算法求解，討論不同染 色體交配方式的優劣。這些演算法進化機制的研究，對於製造單元排程問題能夠 有效的解決此問題的困難點和求得不錯的求解品質，但對於巨集啟發式演算法的 使用，解決問題的困難點與改善求解品質也可以從解的表達方式解決，也就是一 組工件的加工順序亦可利用不同的解表達方式表達，在相同的模擬流程下，亦可 得到不同的求解結果。對於解的表達法研究，過去學者較少著重於此區塊，本論 文以 Lin et al. (2009)使用之舊表達法與 Wu et al. (2011)使用之新表達法作為本論 文的研究依據。比較舊表達法與新表達法對於求解品質的差異，並對於 Wu et al.
(2011)提出，在基因演算法下，新表達法優於舊表達法之論點，驗證塔布搜尋法 下是否也能得到相同之論點。
1.3 研究問題
本篇論文主要探討，如何應用兩種不同的解表達法應用於製造單元排程背景，
其排程背景再加工流程上為流線型生產排程，流線型生產的概念為工件依機台順 序依序在機台上加工處理，如圖 1.1 所示，每個工件皆從機台 1 進入，依機台順 序，經過機台 1、機台 2 與機台 3 加工，最後皆由機台 3 產出，即為流線型生產 排程。製造單元排程背景本身為群組技術的重要應用，在工件的加工順序與整備 時間上，皆必須考慮工件族與工件族內工件兩個層面。對於加工順序，我們考慮 固定序列(Permutation)特性的加工模式，其概念即工件進入時，第一部機台即決
定工件族與工件族內工件的加工順序，後續機台皆使用相同加工順序。而對於每 部機台其工件族與工件族內工件的設置時間，我們考慮順序相依家族整備時間 (Sequence Dependent Family Setup Time)，而不是順序獨立家族整備時間
(Sequence Independent Family Setup Time)，主要在於，順序獨立家族整備時間對 於工件族的加工順序不同，無法表達整備時間不同所帶來生產上的差異，但在實 務上而言，對於相同機台，工件族加工順序的不同，會影響機台的整備時間，進 而影響整個生產的完工時間與生產進度，因此我們考慮順序相依家族整備時間，
即工件族的整備時間會因為前一個不同的工件族，而有不同的整備時間。對於同 工件族內工件的整備時間，由於同一工件族內工件的製造性質相同，所以在同一 部機台，同一工件族內的工件，無整備時間。因此本篇論文研究的排程背景為具 順序相依家族整備時間與固定序列的流線型製造單元排程問題。
圖 1.1 流線型生產
1.4 論文架構介紹
本論文內容總共五個章節。第二章則針對我們研究的議題，進行相關文獻的 回顧與探討。第三章為本研究的研究方法，敘述舊表達法與新表達法的差異，並 描述本研究的整個模擬流程。第四章則為利用演算法模擬後所得到之實驗結果，
分析舊表達法與新表達法在求解品質的優劣。第五章則為本研究未來繼續研究的 方向。
機台 1 機台 2 機台 3
工件進入 工件產出