緒論

第一章、緒論

1.1 研究背景與動機

薄膜液晶平面顯示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display, 簡稱 TFT-LCD)為目前台灣高科技產業的核心，政府在 2002 年提出「兩兆雙星 計畫」來推動台灣平面顯示器產業的成長，在 2006 年時，台灣平面顯示 器的總產值突破兆元，並在2007 年市佔率超越韓國，成為全球第一[20]。

2008 年業者投入大量資金來擴展液晶面板廠，但金融海嘯使得台灣平面顯 示器產業產生供過於求的情形，庫存也因此逐漸上升，至 2009 年供給過 剩達到36%，產能利用率也跌至歷史新低的 50%，業者也紛紛面臨減薪裁 員甚至關廠的命運，隨著景氣漸漸地復甦，TFT-LCD 的需求開始增加，使 得 2009 年第二季產能利用率回升到 80%，一連串的無薪假風潮才得以緩 和。現今產業競爭日漸加劇，公司也漸漸趨近少量多樣的模式。由於產品 生命週期越來越短，工廠除了接單式的生產方式，必須再透過預測式的生 產方式來因應未來的訂單需求。由於無法準確地預測到實際訂單需求，再 加上插單和急單的狀況，訂單來到的日期亦無法準確地預測，故一個可回 應顧客需求能否達交的訂單允諾是相當重要的。

訂單允諾可分為數量允諾與交期允諾。有效地提升顧客滿意度不僅需 仰賴產品數量的承諾，也需給予顧客交期上的承諾。過去研究的議題多針 對訂單數量及交期已知之情境進行訂單分配，並運用排程機制來求解排 程，以使利潤最大化。若有未能如期達交的訂單則給予懲罰成本，並延後 訂單之交期。如此，原有排程的規劃可能無法滿足實際來到的訂單與緊急 訂單。透過可允諾機制(Available To Promise, ATP)，可以根據現有可用的 資源針對顧客的訂單給予承諾。並檢視目前可用資源的狀況，當無法滿足 訂單時，即時反應給上層以做出是否重新排程的決策，使資源能獲得最有 效的利用且利潤最大化。

TFT-LCD 為一個綜合存貨式生產(Make To Stock, MTS)和訂單式生產 (Make To Order, MTO)的生產環境，其製程可分為三個階段，薄膜電晶體 陣列段(TFT Array)、液晶面板組立段(LC Cell Assembly)及液晶模組組裝段 (Module Assembly)。陣列段和組立段均為存貨式生產，模組段則為訂單式 生產。由於目前客製化產品不斷推陳出新，手機、衛星導航系統、小型筆

記型電腦...等中小尺寸的產品使得液晶面板的種類漸漸增多，組立段無法 再以存貨式生產的方式來滿足顧客少量多樣的需求。再者，組立段其生產 規劃須考量原本的液晶灌入製程(Hot Press, HPS)與新製程液晶滴入製程 (One Drop Fill, ODF)的整合、訂單指定製程、產品多維度的整備及整備時 間相當長的問題，使得規劃相當不易。吾人將上述問題列出，如下所示：

1. 雙製程問題：在基板組合製程中，原有的彩色濾光片(Color Filter)和 玻璃基板組立後所進行之液晶灌入製程，因所用機台均為批量機 台，產品必須相同才能集批加工，且加工時間相當長，容易因為集 批等候而浪費時間。而新製程導入液晶滴入之方法使得組立段可從 三天生產出成品的時間縮減為一天[14]。由於目前工廠仍包含大量液 晶灌入製程的機台，故產生了一並行製程的排程問題。

2. 訂單可選擇製程之情境：在雙製程之環境下，將產生顧客訂單選擇 製程之問題。部份顧客偏好玻璃基板精度高的ODF 製程；部份顧客 偏好玻璃基板精度低的HPS 製程；部份顧客則兩種製程皆可接受。

因此，顧客若指定訂單之製程時，則須生產該種製程以滿足之；顧 客若不指定訂單之製程時，則生產兩種製程之產量加總以滿足之。

3. 多維度的整備問題：組立段中，產品屬性包含三種整備考量因子：

1.製程種類；2.產品尺寸；3.液晶種類。不同整備因子的產品接續生 產將會引起機台之換線。而在組立段中，多個整備考量因子與機台 整備時間相當長的特性可能因不良的排程規劃導致機台整備次數過 多，而浪費太多產能，使得訂單無法如期達交。

4. 實際訂單之來到：在接單式與預測式的生產環境下，預測式的訂單 無法完全符合實際之訂單。此時，必須針對無法滿足之訂單做規劃，

以了解是否有多餘的產能可增加新的產量以滿足實際訂單。

綜合上述，本文針對TFT-LCD 之組立段，提出一主生產排程系統，在 接單式生產與預測式生產之環境下做生產排程。並透過可允諾機制，考量 工廠現有的可用資源，快速地對實際的訂單做出回應，使得訂單準時達 交，進而提升獲利的能力。

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1.2 研究目的

根據上述研究背景與動機，本文針對一TFT-LCD 組立段的訂單式生產 與預測式生產的環境下，以企業整體獲利為主要之目標，建構主生產排程 系統與可允諾機製。透過主生產排程系統規劃每期已接收的訂單與預測的 訂單，並藉由可允諾機制檢視目前工廠的可用資源並處理實際訂單(含緊急 訂單)與預測訂單所造成的差異，以此更新可允諾量來因應此訂單需求的不 確定性。當可允諾量無法給予承諾時，則必須透過凍結部分主生產排程中 已接訂單之排程，對預測式產品進行重排程，使得實際訂單盡量皆可滿足。

本文中針對上述的特性建置一個階層式的排程系統，循序以兩項模組 來達成本論文的研究目的，依序為「主生產排程系統」、「可允諾機制」，

而各個模組的功能如下：

1. 主生產排程系統：

 產能估算機制：在已接收與預測的訂單資訊與製程資訊下，估算組立 段中各工作站之產能負荷是否可以滿足訂單之需求。以剩餘產能可換 線次數分析出組立段中之HPS 製程之瓶頸工作站、ODF 製程瓶頸工作 站與系統之瓶頸工作站。

 重點工作站規劃機制：在接單式生產與預測式生產之環境下，考量配 向膜塗佈站、HPS 製程之瓶頸工作站與 ODF 製程之瓶頸工作站等重點 規劃工作站，透過產能估算中尋找出之系統瓶頸工作站。以最小化整 備次數為目標，規劃生產排程並配置指定製程與非指定製程之訂單需 求。

 修正次瓶頸工作站之排程：修正次瓶頸工作站跨期免整備之排程以增 加次瓶頸工作站之產能。

2. 可允諾機制：

 訂單允諾模組：針對來臨之實際訂單，將已規劃訂單中預測式產品亦 為可允諾量與實際訂單做一沖銷。無法滿足實際訂單時，即進一步執 行產能允諾規劃(Capable To Promise, CTP)，檢視是否有多餘產能可增 加新的產量，若亦無法滿足訂單需求時，則透過重排程模組來重新排 定生產排程。

 重排程模組：凍結部分之主生產排程，重新對預測的訂單與剩餘可用 的產能規劃排程。在原有主生產排程的結果下，以最小變動幅度作為 準則，來進行重排程。在實際訂單盡量皆能滿足的前提下，以最小瓶 頸機台利用率之變動幅度為目標，避免主生產排程更改過大而導致生 產現場投料與派工的混亂。

1.3 研究範圍與限制

本文研究範圍係針對於主生產排程階段，並進一步探討需求管理和銷 售與訂單管理階段，在需求管理階段根據接單與預測訂單來規劃主生產排 程，在銷售與訂單管理階段執行可允諾機制，並協調實際訂單與已規劃訂 單的內容，以完成本研究，如圖1-1 所示：

為了有效達成本文之規劃目標與降低研究環境之複雜度，本文將做以 下的假設與限制：

1. 針對中小型產品的接單式與預測式生產環境。

2. 每期在開始進行規劃前，確定資訊包含已接收訂單與預測訂單。

3. 不考慮人員與物料之問題，假設無缺料問題存在。

4. 不考慮運送之問題。

5. 液晶灌入製程之批量機台須相同產品才能一起進入機台集批加工。

6. 假設機台數目、機台加工時間、機台當機與維修比例，皆為已知。

圖1- 1 本文研究範圍[16]

本文研究範圍

需求管理 生產管理

存貨/倉儲管理 運輸與出貨規劃 銷售與訂單管理 主排程規劃

物料需求規劃 生產工單監控

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1.4 研究方法與步驟

為了達成前述之研究目的，本文之研究方法擬採用下列執行步驟，如 圖1-2 所示。其執行方法如下說明之：

1. 研究背景與動機：針對欲探討的研究主題蒐集過去資料並了解其 背景與值得探討的議題，藉此萌生研究動機來對此一題目做研究。

2. 研究目的：根據前述背景與動機，找到欲研究的方向與目的，並 根據下列文獻的搜尋、模式建構與實例分析來達成研究目的。

3. 文獻探討：針對研究目的探索相關的文獻，了解前人所規劃的重 點與價值何在，透過擷取前人所留下的知識加以應用，並透過文 獻整理比較，從中獲得各篇文獻重要處與相異處。

4. 問題定義與分析：透過研究主題的了解，定義出研究的問題所在，

並分析如何去解決此問題使得規劃可行。

5. 主生產排程系統：

 產能估算機制：估算各工作站之產能負荷，並尋找出系統瓶頸工 作站

 重點工作站規劃機制：針對已接收訂單與預測訂單來規劃重點工 作站的排程，並計算出可允諾量。

6. 可允諾機制：

 訂單允諾模組：協調預測式訂單與實際訂單的差異，決定是否必 須透過重排程模組來修正主生產排程。

 重排程模組：凍結已允諾訂單，針對尚未允諾的訂單重新規劃排 程。

7. 成效分析：藉由數學模式的構建，利用許多案例來分析模式的好 壞。

8. 結論與未來研究方向：針對此次研究下一結論與了解未來的研究 方向。

研究背景與動 機

研究背景與動 機