第三章 單廠區之最適運輸軌道層數設計
3.3 階段二:決定最適運輸軌道層數
階段二是假設運輸時間不為零,擬決定最適運輸軌道層數。此階段所使用的 生產系統績效評估模式為 Wu et al. (2009)根據 Connors et al. (1996)的模式修改而 得。Wu et al. (2009)的等候網路模式我們稱之為 Enhanced Q-Network,此模式的 特色是將運輸路徑視為加工機台,因此運輸時間會隨運輸數量而改變。以下我們 首先介紹 Enhanced Q-Network 模式,其次說明最適運輸軌道層數的搜尋方法。
3.3.1 Enhanced Q-Network 模式
Wu et al. (2009)修正 Connors et al. (1996)的等候網路模式,將運輸軌道視 為有限的產能。其基本假設如下:(1)兩站點間的軌道視為單一「運輸軌道」;
(2)一條運輸軌道,在同一時間,只能容許一部搬運車行走(運輸流量增大時,
運輸時間會拉長);(3)運輸軌道視為一部機台,其運輸所需要的總時間為搬運 時間加上等待時間,可將搬運時間視為加工時間,等待時間視為等候加工的時 間。
此模式把運輸軌道當成一個等候節點,如圖 3.6 所示,一個節點代表一個 狀態,s1 代表工件在工作站的卸貨點,t1 則代表運輸軌道的轉折點。兩個節點 之間的運輸軌道當成一個等候節點。把所有的運輸軌道中任何兩個連續不斷的 節點視為加工機台。運輸軌道上的運輸的速率則視為等候網路模式中,機台的 加工時間。當運輸的軌道不同,運輸速率也不相同,則加工時間也不同,因為 每一個 Bay 都有不同的運輸需求。
Bay_1
Main Transportation System s1
在 Enhanced Q-Network 內中,將運輸路徑視為加工機台時,首先需假設運 輸路徑唯一(走最短路徑)如圖 3.7 所示,
圖 3.7 運輸軌道視為機台的新生產途程規劃
藉由此方式可建立整個等候網路模式的機台(包含運輸軌道)從至圖 (from-to-table),如表 3.1 所示:
表 3.1 運輸軌道視為機台之從至圖
簡單釋例如下:假設運輸時間等於零,原始生產途程為 M1 到 M3,可以表 示為 M1M3,但如果假設運輸時間不等於零(將運輸軌道視為機台),則生產 途程會變複雜。由表 3.1 的從至圖可得知所有機台(包含運輸機台在內)的運輸關 係,原來的生產途程為 M1M3,若加入運輸機台則會變成 M1s2s3M3,
由於晶圓廠的晶圓通常需要 600~700 道以上的加工道次,因此生產途程會變得 十分複雜。本研究利用上述方式,即可完整建構將運輸軌道視為加工機台的等 候網路模式。
3.3.2 最適運輸軌道層數設計
階段二則假設運輸時間不為零的情況下,決定最適運輸軌道層數(Tr*)。亦即 利用給定的目標產出(Th0)、既定的產品組合(PX0)、目標週期時間(CT0)及步驟一 所求得的機台群組合(M*),來決定此運輸軌道所需的層數。
Wu et. al. (2009) 的 等 候 網 路 模 式 的 輸 入 輸 出 關 係 , 可 簡 單 表 達 如 下
*
( , 0, , r )
CT f Th PX M T 。亦即給定一組運輸軌道層數(Tr ),不斷的增加Th直到 其 CT 值 達 到 目 標 生 產 週 期 時 間 ( CT0 ) , 此 時 的 產 出 稱 為 其 實 際 產 出 (Actual_Th)。我們若增加運輸軌道層數(Tr ),其實際產出也會增加,但運輸成 本也會增加。因此我們需找出一個最適的運輸軌道層數,使利潤最大化。上述步 驟如圖 3.8 所示:
圖 3.8 運輸軌道層數設計流程 茲將求解最適運輸軌道的搜尋程序敘述如下:
Procedure
Set i = 1 and flag = ―start‖
While (flag = ―start‖) Do
( ) * ( )
0 0
( , , , )
i i
CT f Th PX M Tr , where Tr(i)(i,...,i) IfCT(i) CT0 then i = i +1
Else flag = ―stop‖
Endif Endwhile
Set Tr* Tr(i) and Output Tr* 產品組合(PX ) 0
目標週期時間(CT ) 0
實際產出 Actual_Th
決策 2:運輸軌道層數 T =1,2,3 r
最大化 總利潤 Enhanced
Q-Network Wu et al. (2009) 最佳機台數目(M ) *
(由階段一求得)