1.1 研究背景與動機
由於電子產品科技發展迅速,加上消費者對於電子產品的功能需求越來越多,產品 種類不斷推陳出新,為了滿足消費者大量的需求,過去單廠的傳統生產模式,已經不能 滿足目前市場的消費型態。企業為了滿足目前市場的消費型態,藉由擴大工廠產能以承 接大量訂單,促使企業朝向整合上下游供應鏈的垂直式擴廠生產模式或另外建造相同生 產工廠的水平式擴廠生產模式,使得工廠由傳統的單廠生產模式逐漸擴大為多廠區生產 模式。
本研究的背景則是針對建造相同生產工廠的水平式多廠區之生產型態加以討論,水 平式多廠區生產模式又分為跨廠與不跨廠兩種生產型態,跨廠生產是指工件可以選擇跨 廠區進行不同加工製程,不跨廠則是指工件從頭到尾的製程皆要在同一廠中完成加工,
前者的特色為必需決定跨廠生產途程之產能分配及生產排程之決策;後者則是單一企業 統一接受訂單後,評估各廠廠能做訂單的分配,決定訂單分配後,各廠則各自排程生產,
如此分成兩階段決策的不跨廠生產,容易造成產能無法充分利用。然而,本研究為了使 產能可以充分利用,增加了跨廠支援模式。
本研究亦考慮工件族整備時間的製程限制,在以往的研究中,整備時間通常選擇被 忽略或包含於加工時間中,但在實際工廠中,整備時間是影響生產績效不可忽略的因 素,尤其在考慮有工件族之工件加工的情況下,整備時間就顯的格外重要(工件族即為 有相似製程需求的工件,如:使用相同治具),由於當相同工件族的工件連續加工,可 省略更換治具的動作,以節省整備時間,相對可提升產能利用率,增加產出效率。
然而,雖然將相同工件族之工件排在一起即可省略整備時間,但是因為各工件皆有 不同的交期限制,若強制將相同工件族工件全部合併,雖然可以節省大量的整備時間,
但是卻沒有考慮到交期限制,容易造成交期晚的工件為了節省整備時間而排序在前面生 產;交期早的工件則排序在後面生產,導致工件遲交。所以如何兼顧節省整備時間及交 期的限制,使兩者之間取得平衡,便是本研究的重點。
綜合以上,當工廠由單廠擴大為多廠區生產模式,單廠的傳統生產排程可能會不適 用於複雜的多廠區,本研究針對水平式跨廠區、流程型(Flow Shop)的多廠生產模式,並 考量有工件族情況下的整備時間以及交期限制,整體規劃穩健的多廠區跨廠生產排程,
讓產能充分發揮。因此如何運用跨廠區生產排程滿足顧客原本已下之訂單提前交貨(Pull In)的需求,以減少重新排程頻率,增加企業運作的效率,是本研究的研究動機。
1.2 研究目的
企業的規模逐漸擴大,工廠生產環境由單一工廠日漸擴展到多廠區生產模式,在多 廠區生產模式下,為因應顧客原本已下之訂單提前交貨(Pull in)之經常性需求,又得確 保原排程效益,因此企業期望有足夠的寬裕時間滿足顧客提前交貨的需求,以減少重新 排程的頻率,並獲得顧客的信賴。由於我們不能預期哪個顧客會要求提前交貨,因此期 望各訂單在交貨前的寬裕時間變異(σs)小,如此即能使各訂單允許提前交貨的寬裕一 致。同時,又期望能使寬裕時間平均(X )大,如此可允許訂單提前交貨的寬裕較大,因s 此為了同時可以考量到交貨前寬裕時間的平均及變異,訂定最小化寬裕時間之變異係數
( s s s
s
Min CV CV = X
, σ )為本研究的績效指標。又由於此目標值為望小,所以必須限制寬裕
時間平均為正數(Xs ≥ ),否則目標值雖然很小,但寬裕時間平均卻也很小(0 Xs ≤ ),違0 反了本研究的目的。
然而,當企業承接大量訂單後,如何善用既有產能,做整體訂單分配且決定生產順 序,以充分發揮產能,減少產能閒置,同時在交貨日(Due Date)多變環境並考慮有工件
族的整備時間情況下,建立較穩健的生產排程,故本研究希望求得近似最佳績效之下能 夠:
1. 決定各工件跨廠加工途程(Route Assignment)。
2. 決定各機台工件加工順序(Job Sequencing)。
為了節省整備時間而排序在前面生產;交期早的工件則排序在後面生產,反而讓績效指 標變差,並不適合本研究的研究目標。故本研究在雙流線型工廠下,如何兼顧節省整備 時間及交期的限制,使兩者之間取得平衡,便是本研究的重要議題。
1.4 研究範圍與限制
本研究題目為「考慮整備時間之雙流線型工廠跨廠排程」,意即一企業內有兩座工 廠,此兩個工廠生產型態皆為流線型工廠,兩廠間同ㄧ站有相同加工製程機台,可允許 跨廠支援加工,並考慮在有工件族整備時間之雙廠跨廠生產途程指派及生產順序之決 定,此系統較為複雜,為了縮小研究的範圍,在不影響真實性的前提下,訂出以下的限 制與假設:
廠限制與假設:
1. 本研究探討的對象為雙流線型工廠 2. 屬接單式生產環境(Make to Order;MTO) 3. 起始階段為空廠狀態(無在製品)
4. 時間開始加工時所有工件已準備就緒 5. 不考慮拆單併單的情形
6. 不考慮外包 7. 不考慮機台當機 8. 不考慮成本問題 9. 不考慮回流製程 10. 不考慮良率問題 跨廠限制與假設:
1. 兩廠相同的加工製程可作跨廠支援加工。
2. 兩廠加工效率一樣,且工件在各廠各站的加工時間為已知。
3. 需考慮跨廠運輸時間且為已知。
工件限制與假設:
1. ㄧ張訂單同等於一張工單,工單縮小為一個工件來看,而每張工單做相同的產 品,工單批量不可被切割。
2. 每個工件皆須經過相同的加工製程。
3. 每個工件都需有各自的交貨日期(Due Date)。
工件族限制與假設:
1. 各工件所歸屬之工件族為已知。
2. 各站皆考慮工件族整備時間,且在各廠各站之整備時間相同且為已知。
3. 各工件所歸屬之工件族不會因為站別不同而改變。
4. 整備時間為順序獨立的工件族整備時間(Sequence-Independent Family Setup Time) 。
1.5 章節概要
本研究論文內容共含五個章節,第一章說明考慮工件族整備時間之雙流線型工廠排 程研究的背景與動機、研究目的、研究議題及研究範圍。第二章回顧國內外有關本研究 之生產規劃相關文獻作為解決本研究問題之參考。第三章將詳細介紹雙流線型工廠的生 產情境,並發展演算法,利用基因演算法求得近似最佳解,以決定跨廠之加工途程及加 工順序之決策。第四章為實驗分析與結果,以實際資料,利用 Visual C++6.0 模擬雙流 線型工廠運作,驗證研究方法之績效。最後,本研究的結論與未來研究則於第五章中說 明。