以系統動力學建構某電子組裝服務工廠之管理飛行模擬器

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(1)國立中山大學企業管理研究所碩士論文. 以系統動力學建構某電子組裝服務工廠之管理飛行模擬器 Using System Dynamics to Build Electronic Manufacturing Services Plant of Management Flight Simulator Case Study Such As Group Company SMT Plant. 研究生：程英珠撰指導教授：楊碩英博士中華民國九十七年二月.

(2) 致謝辭工作、讀書、家庭，在有限的時間資源下若要兼顧，確實是一件不容易的事情！在環環相扣的結構上若能達到平衡點，必須要有強烈自我超越的決心，同時這份心要能讓週圍的人被您感動，大家願意關心並幫助您，才能讓心中的願景得以實現！論文撰寫期間，除了感謝我的指導教授楊碩英博士對我的感召之外，我更要感謝楊教授所帶領的 Stoll 各位先進與師長，尤其是銘煇、小棠、世珍、家銘、瑞富，有您們無私的分享與幫忙，我才能突破論文的瓶頸，挑戰企業建模的目標。在論文口試期間，有幸承蒙口試委員屠益民博士及杜強國博士不吝精闢地指正，提供本研究許多寶貴的觀點與建議，使本研究更為充實完善，在此深表感謝之意。在工作上，我要感謝宋副總和惠鈴，因為有您的支持與幫忙我才能請假來上課；在小孩照顧上，我要感謝我最敬愛的黃姊和湯大哥，因為有您們夫妻的協助，使得我無後顧之憂；至於完成碩士學業的榮耀將獻給我的老公、弟弟、與弟媳，因為無論是孩子的課業，家人的身體健康，最敬愛母親的照顧，都由您們一手包辦，這份恩情我畢生難忘！最後這篇論文將獻給對企業建模有興趣的學習者，當您看完論文的內容，您會發現系統動力學根本不難，只要多練習，隨時運用，這們學問是一輩子都受用不盡的。程英珠謹致于 Stoll 二館民國九十七年寒冬. I.

(3) 論文提要企業為了能有效管理組織的運作，通常會依功能別劃分部門，最常見到的是「生產」、「銷售」、「研發」、「人資」、「財務」等部門，各部門會有部門主管來掌控部門內的工作與績效。然而，區分功能別的結構，往往造成管理者長期處於見樹不見林的狀態，又加上部門績效需部門主管負責，各部門主管只顧著做出個別部門的最佳決策，而無法兼顧對企業各部門動態搭配後是否仍為整體最佳化的決策。當我們擴大時空範圍將會發現，決策彼此之間環環相扣，錯綜複雜，互為因果，決策結果的回饋又存在著嚴重的時間滯延，因與果在時空上並不緊密相連的問題，很難讓部門的管理者見樹又見林。企業為了追求成長，為了展現短期的績效，往往將時間滯延所產生的副作用留給他人處理，甚至無法預測會有多少副作用的發生！本研究以擅長處理動態性複雜的系統動力學為工具，在輔以擅長整體觀的系統思考為手法，以功能別的模組架構建立個案公司的系統動力學模型，再以管理飛行模擬器為介面，讓學習者模擬並體認個別決策經過企業模型模擬後的結果，提供一套完整教學與練習的工具，讓學習者見樹又見林，提昇整體觀的能力。個案公司是一家提供電子產品組裝服務的工廠，成立於西元 1989 年迄今，公司經過五年的創業期之後，開始穩定的成長，也隨著市場環境不停的轉換產品類型與服務方式，組織會視訂單多寡而調整員工數，營業收入絕大多數都是材料收入，加工費的營收比率並不高。電子產品的汰換率很快，客戶講求的是「品質」、「價格」、「交期」、「服務」等是否有足夠的吸引力，不同的客戶對每一個項目重視的程度不盡相同，在競爭激烈的市場中，要設法做出最佳決策以展現營運績效。本論文是模擬個案公司 SMT 廠自西元 1995 年到 2006 年這十二年期間的營運狀況，在第五章模擬與分析之管理飛行模擬器中，遊戲最終以「股東權益」良窳和「設備數」的多寡來衡量整個管理團隊的營運績效，讓模擬者省思遊戲背後的結構和自己的心智模式，並想要反覆練習，找出致勝的方法。在虛擬世界仿真的學習後，您會發現其實是您的心智模式在控制著您的決策品質，這些結果所取得的經驗與知識，將累積成為您下一個決策的指導原則，這樣子的雙環學習下，將讓真實世界的您會以系統思考的方式來處理決策。關鍵字：系統動力學、系統思考、動態性複雜、企業建模、管理飛行模擬器、表面黏著技術、電子製造服務業. II.

(4) Abstract In order to make company work efficiently, managers often divide an enterprise into several functions or departments, such as sales, marketing, human resource, finance and manufacture. However, in this structure, managers would fail to see the wood for the trees. Because each department manager has to be responsible for his own performance, which may easily leads these managers to make decisions that are fit for their department instead of the whole company. Therefore, it’s impossible for companies to make an optimized decision in a dynamic environment. As we enlarge space and time, we can find out that decisions may influence one by another, and the feedback of each decision has a long time delay which makes the manager try to see the wood for the trees even harder. For one manager who tries to show up his performance in a short time will leave the side effect which caused by time delay to other people. What even worse is they can’t predict how much side effect is behind. In this research, we used system dynamics and systems thinking to develop our system dynamics model for the case study. And we developed a MFS(management flight simulator) as a learning tool. Students who manipulate this MFS can enrich their ability to see the wood for the trees. In this case study, we choose a factory which provide electronic product assemble services as a research object. The company was established since AD 1989 until now. After first five years hard working time, it started to grow up stably by keeping changing the product and service. In this industry, success is relied on product quality, price, service and delivery time. Only by making the optimized decision in this competition market can gain better performance. This thesis simulated the case company surface mount technology plant from 1995 to 2006 for 12 years. Students can make different decisions to obtain different equity and capital equipment to evaluate their performance. By different result, simulators can reconsider the structure which is behind the game and their own mental models. After learning from this virtual world, players will find out that their own mental models influencing the final result. From the result and experience, one simulator can accumulate their know-how for the next game. After experiencing this double loop learning process, player will finally learn how to make the best decisions by systems thinking for the real world.. III.

(5) Keywords : System Dynamics、Systems Thinking、Dynamic Complexity、 Enterprise Modeling、Management Flight Simulator、Surface Mount Technology(SMT)、Electronic Manufacturing Services(EMS). IV.

(6) 目錄致謝辭 ...................................................................................................................................................... I 論文提要 ................................................................................................................................................. II Abstract ................................................................................................................................................ III 目錄 ......................................................................................................................................................... V 表目錄 ................................................................................................................................................ VIII 圖目錄 ................................................................................................................................................... IX 第一章緒論 ............................................................................................................................................ 1 第一節研究背景........................................................................................................................... 1 第二節研究動機........................................................................................................................... 1 第三節研究目的........................................................................................................................... 2 第四節、研究方法....................................................................................................................... 3 第五節研究範圍........................................................................................................................... 3 第六節研究流程........................................................................................................................... 4 第二章文獻探討 .................................................................................................................................... 5 第一節電子產品組裝服務的演進 ............................................................................................... 5. 一、委外代工的演進 ......................................................................................................... 5 二、電子代工產業發展現況 ............................................................................................. 6 三、電子代工業的特色與拓展 ......................................................................................... 9 第二節系統思考與系統動力學 ................................................................................................. 12. 一、五項修練及七項學習智障 ....................................................................................... 12 二、系統思考 ................................................................................................................... 14 三、系統動力學基礎模型 ............................................................................................... 17 四、系統基模 ................................................................................................................... 21 第三節建模方法之回顧............................................................................................................. 21. 一、系統動力學的模組式建模方法 ............................................................................... 21 二、依系統動力學建構之管理飛行模擬器 ................................................................... 25 三、運用管理飛行模擬器發展管理學習實驗室 ........................................................... 26 第三章個案公司介紹 .......................................................................................................................... 29 第一節個案集團公司創業點滴 ................................................................................................. 29. 一、個案集團公司的歷史與簡介 ................................................................................... 30 二、個案集團公司台灣廠組織結構 ............................................................................... 36 第二節個案台灣 SMT 廠歷年營運概況描述........................................................................... 37 第三節個案台灣 SMT 組裝廠組織發展探討........................................................................... 43. 一、創業階段(Entrepreneurial Stage) ..................................................................... 43 V.

(7) 二、協力階段(Collectivity Stage) ........................................................................... 44 三、制式化階段(Formalization Stage) ..................................................................... 44 四、苦心經營階段：(Elaboration Stage) ................................................................. 45 第四節個案公司台灣 SMT 廠生產作業簡介........................................................................... 46. 一、何謂 SMT .................................................................................................................... 46 二、 SMT 生產流程與設備簡介 ........................................................................................ 47 第四章系統動力學建模 ...................................................................................................................... 49 第一節製造模組......................................................................................................................... 50. 一、生產基礎結構 ........................................................................................................... 50 二、採購政策 ................................................................................................................... 52 三、生產政策 ................................................................................................................... 54 四、製造模組線流圖 ....................................................................................................... 60 第二節市場競爭模組................................................................................................................. 61. 一、顧客基礎結構 ........................................................................................................... 62 二、訂單基礎結構 ........................................................................................................... 70 三、專業人力資源模組 ................................................................................................... 74 四、市場競爭模組線流圖 ............................................................................................... 83 第三節勞工模組......................................................................................................................... 84. 一、雇用政策 ................................................................................................................... 85 二、人員基礎結構 ........................................................................................................... 87 三、人員雇用政策 ........................................................................................................... 89 四、人員心理狀態 ........................................................................................................... 90 五、生產力與產品品質 ................................................................................................... 93 六、勞工模組線流圖 ..................................................................................................... 100 第四節設備模組....................................................................................................................... 101. 一、資本設備基礎結構 ................................................................................................. 101 二、資本設備投資政策 ................................................................................................. 103 三、設備模組線流圖 ..................................................................................................... 106 第五節財務模組....................................................................................................................... 107. 一、製造存貨成本 ......................................................................................................... 108 二、人工成本 ................................................................................................................. 109 三、應收、應付帳款 ..................................................................................................... 111 四、固定資產、負債 ..................................................................................................... 113 五、損益 ......................................................................................................................... 114 六、現金、股東權益 ..................................................................................................... 115 七、財務模組線流圖 ..................................................................................................... 118 第六節參數估計與模式結構有效性檢定 ............................................................................... 119. 一、參數估計部份 ......................................................................................................... 119. VI.

(8) 二、模式結構有效性 ..................................................................................................... 120 第五章模擬與分析 ............................................................................................................................ 131 第一節政策實驗室................................................................................................................... 131. 一、個案公司政策因果圖 ............................................................................................. 131 二、個案公司政策系統動力學模式 ............................................................................. 133 三、個案公司政策線流圖 ............................................................................................. 145 第二節人機介面與模擬........................................................................................................... 147. 一、個案公司經營情境與政策說明 ............................................................................. 147 二、個案公司經營情境政策模擬 ................................................................................. 151 三、個案公司飛行模擬器人機介面 ............................................................................. 153 第六章結論與建議 ............................................................................................................................ 155 第一節結論與發現................................................................................................................... 155. 一、研究結論 ................................................................................................................. 155 二、研究貢獻 ................................................................................................................. 155 三、研究限制 ................................................................................................................. 156 四、後續研究建議 ......................................................................................................... 156 參考文獻 .............................................................................................................................................. 159 附錄一：個案公司企業建模方程式與變數彙集 .............................................................................. 161 論文心得 .............................................................................................................................................. 207 Part1 寫完論文後的心得 ............................................................................................... 207 Part2 論文寫作過程中指導教授對我的影響 ......................................................... 208 個人經歷 .............................................................................................................................................. 211. VII.

(9) 表目錄表 1 CM 與 ODM 與 EMS 廠商之能力差異分析 ................................................................................. 7 表 2 西元 2003 年全球前二十大代工製造服務廠 ............................................................................... 8 表 3 OEM、EMS 與 ODM 之比較 ...................................................................................................... 9 表 4 系統思考語言圖示之整理 ........................................................................................................... 14 表 5 思考層次的轉變過程.................................................................................................................... 15 表 6 系統動力學元件及其數學意義 ................................................................................................... 19 表 7 台灣 SMT 廠歷年營運明細 ....................................................................................................... 40 表 8 西元 1989~2006 個案台灣 SMT 組裝廠重要記事簡歷表.......................................................... 42 表 9 模組內重要組件的單位一覽表 ................................................................................................. 121 表 10 個案公司組織生命週期之三種情境 ....................................................................................... 147 表 11 情境對客戶吸引力之權重關係 ............................................................................................... 148 表 12 個案公司西元 1995 年重要參數初始值設定 ......................................................................... 148 表 13 重要政策可控制變數之選擇範圍 ............................................................................................ 149 表 14 營運政策 ................................................................................................................................... 149. VIII.

(10) 圖目錄圖 1 本研究之研究流程 .......................................................................................................................... 4 圖 2 自主製造與代工製造之發展趨勢 .................................................................................................. 5 圖 3 電子代工公司價值鏈管理............................................................................................................ 10 圖 4 代工製造產業之供應鏈................................................................................................................ 11 圖 5「正」回饋環（左）與「負」回饋環（右） ............................................................................. 15 圖 6 線性思考與系統思考的離職率研究模式 .................................................................................... 16 圖 7 簡單存貨控制系統的線流圖........................................................................................................ 19 圖 8 存貨的行為變化趨勢圖 ............................................................................................................... 20 圖 9 不同的零件修正行動調整時間(TPCA)之存貨行為變化趨勢圖............................................... 21 圖 10 基礎結構之示例---員工線流圖 .................................................................................................. 22 圖 11 典型的政策線流圖 ...................................................................................................................... 24 圖 12 理想化學習程序圖 ..................................................................................................................... 28 圖 13 個案母公司台灣廠之組織結構圖............................................................................................ 36 圖 14 西元 1989~2006 年個案台灣 SMT 廠營業額曲線圖................................................................ 41 圖 15 西元 1989~2006 年個案台灣 SMT 廠營利潤曲線圖................................................................ 41 圖 16 個案公司 SMT 廠組織生命週期圖............................................................................................ 43 圖 17 個案集團全球化組織架構圖...................................................................................................... 46 圖 18 個案公司產品製造流程圖.......................................................................................................... 47 圖 19 五大模組間的關係示意圖.......................................................................................................... 49 圖 20 製造模組示意方塊圖.................................................................................................................. 50 圖 21 零件庫存影響計劃生產率乘數(EPILSP) .................................................................................. 57 圖 22 市場競爭模組示意圖.................................................................................................................. 62 圖 23 價格需求彈性圖表函數(PRR) ................................................................................................... 67 圖 24 市場飽和乘數圖表函數(EOSM) ................................................................................................ 68 圖 25 服務品質吸引力(SQA) ............................................................................................................... 69 圖 26 吸引力引起採用率的乘數圖表函數(AAE) ................................................................................ 70 圖 27 交貨延遲對顧客認知改變的影響 .............................................................................................. 74 圖 28 專業人力資源模組示意圖.......................................................................................................... 75 圖 29 每單位採用所增加技巧圖表函數(SPS) .................................................................................... 76 圖 30 激勵造成的離職比率圖表函數(FTM) ........................................................................................ 78 圖 31 應有銷售力圖表函數(DSP)........................................................................................................ 79 圖 32 吸引力影響銷售力乘數圖表函數(EOAP) .................................................................................. 80 圖 33 激勵影響銷售力乘數圖表函數(EOM) ........................................................................................ 80 圖 34 激勵指標圖表函數(IM).............................................................................................................. 82 IX.

(11) 圖 35 勞工模組示意圖 ......................................................................................................................... 84 圖 36 人員雇用政策模組示意圖.......................................................................................................... 85 圖 37 短期雇用政策線流圖.................................................................................................................. 85 圖 38 中期雇用政策線流圖.................................................................................................................. 86 圖 39 長期雇用政策線流圖.................................................................................................................. 87 圖 40 激勵指標圖表函數(IPM)............................................................................................................ 91 圖 41 每超時之崩耗圖表函數(BPOH) .................................................................................................. 92 圖 42 消減圖表函數(DISSIPATION)........................................................................................................ 93 圖 43 激勵影響生產力乘數圖表函數(EMP) ........................................................................................ 95 圖 44 新員工比例影響生產力乘數圖表函數(ERP) ............................................................................ 96 圖 45 工作品質影響生產力乘數圖表函數(EWQP) .............................................................................. 96 圖 46 激勵影響離職率乘數圖表函數(EMT) ........................................................................................ 97 圖 47 崩耗影響離職率人數圖表函數(EBT) ........................................................................................ 98 圖 48 工作品質指標圖表函數(WQT) .................................................................................................... 98 圖 49 工作品質影響產品良率的乘數圖表函數(EPQY) ...................................................................... 99 圖 50 設備模組示意圖 ....................................................................................................................... 101 圖 51 財務模組示意圖 ....................................................................................................................... 107 圖 52 現金限制圖表函數 CASHLIMIT ................................................................................................... 113 圖 53 五大模組間之訊息流動示意圖 ................................................................................................ 122 圖 54 個案公司營運政策因果回饋圖 ............................................................................................... 131 圖 55 價格吸引力(PPA) ..................................................................................................................... 136 圖 56 服務品質的三種類型 ............................................................................................................... 138 圖 57 收現期對訂單調整影響乘數 ................................................................................................... 139 圖 58 付款期對材料單價調整影響乘數 (CPIADJ) ........................................................................... 140 圖 59 間接勞工數(INDL) .................................................................................................................... 141 圖 60 低負債資產比率(DAR1) .......................................................................................................... 143 圖 61 中負債資產比率(DAR2) .......................................................................................................... 143 圖 62 高負債資產比率(DAR3) .......................................................................................................... 144 圖 63 個案公司政策模擬—純益與銷貨收入 ................................................................................... 153 圖 64 個案公司政策模擬—資本設備與股東權益 ............................................................................ 153. X.

(12) 第一章緒論. 第一節研究背景台灣以製造王國起家，但是沒有在製造業工作過的人，多半無法瞭解工廠內的運作，大部份的人只見到材料送進工廠，完成品送出工廠，至於內部怎麼運作，則是霧煞煞。各企業為了提昇自己的競爭力，不斷地導入各式各樣電子化管理系統，最常見的就是企業資源規劃(Enterprise Resource Planning，ERP)系統，該 ERP 的核心是由物流和資訊流構成，物流由供應商經企業流向客戶，資訊流則由客戶的訂單和廠內的生產預測所引發，經企業本身產生採購單給供應商；然而，ERP 系統仍無法滿足企業對外之客戶、供應商等之管理需求，於是又有所謂的客戶關係管理系統(Customer Relationship Management，CRM)，供應鏈管理系統(Supply Chain Management，SCM)，這些無非是希望將資訊、控制及物料可跨越組織地流動，進而發展與客戶及供應商之間的資訊交換介面，提高生產力及整體競爭力。近年來電子製造服務業(Electronic Manufacturing Services ，EMS)由美國 EMS 模式移轉到台灣，尤其在消費性電子產品的快速汰舊換新之際，電子產業早已進入殺戮戰場。早在西元 1959 年就有理論指出，一家公司的成長極限，並非是資金或技術，而是會受限於經理人的興業能力，如何有效地培養面面俱到的經理人，成為各企業面臨的重要難題。不論企業的規模有多大，當面臨抉擇時就必須下決策，然而企業的任何決策都有可能是牽一髮而動全身，不同經驗背景的經理人面對同一問題可能產生不同的選擇，這些決策與情境是無法單靠 ERP、CRM、SCM…..等系統進行模擬的。倘若有為 EMS 工廠量身訂做的管理飛行模擬器，則可讓這些不同專業的經理人可先模擬個別決策後所產生之共同結果，將有助於彼此互相瞭解，也可改善決策品質，透過這樣的模擬，更可強化組織內之運作，減少靠實際失敗獲取寶貴經驗的損失。. 第二節研究動機不論您是產業界或是學界，大家最想知道的無非是某企業家、某公司的關鍵成功因素，而不只談他多努力、多有雄心壯志罷了。同樣的，企業家、公司成功也是可資借鏡的，但是要有專業的研究整理，才能讓後人容易解讀。. 1.

(13) 以銅為鏡，可以正衣冠；以史為鏡，可以知興替；因此，司馬著史記，把皇帝(即本紀)、諸侯(即世家)、將相(即列傳)50 餘人詳細整理；柏陽的 72 本白話資治通鑑則是現代的巨著。雖然時空會改變，但是恒久不變的就是「歷史重演」這句話的精意。以《第五項修練》(1992)一書聞名的管理大師彼得．聖吉( Peter M. Senge)，在天下雜誌 2004 年 10 月的專訪中強調：『你可以定下你的志向，但我不覺得你能夠因仿效某個企業而創造偉大企業。我覺得，鼓舞 (inspiration)的真義與被鼓舞成為另外一個人是不同的。因為在一個學習的過程，觀察另外一個人的成功能幫助確認你個人的形象與對未來可能性的視野，但你的視野最終屬於你自己的，而不是別人的。從那一點開始，你從模仿他人，轉為創新。』 (摘自《天下雜誌》， 2004 年 10 月 15 日，第 219 頁) 人類透過經驗直接學習的效果最好。我們可以嚐試錯誤的方式學習騎腳踏車、打網球、吹陶笛；一面行動，一面觀察自己行動的後果而作調整。但是這種邊做邊學，只有在自己行動得到快速且明確回饋的情況下才有效。當我們在一個複雜系統中行動的時候，行動的後果往往是既不直接也不清楚，這將導致從經驗學習的困難，也就是所謂的學習智障。在企業的運作中，各類工作經驗不同的管理者，就如瞎子摸象的故事般，看到的只是大象的不同部分，然而透過系統動力學的工具，可以建構整個企業的管理飛行模擬器，能夠使管理者與管理團隊開始從模擬的過程中學習最重要的整體性課程，可以讓參與的成員們事前看清決定所產生的後果，使彼此間的矛盾無所遁形，更會讓參與模擬者深刻的體會若要解決重要的課題必須要修正彼此原先的互動方式。. 第三節研究目的期望達到以下的目的： (一)、依國立中山大學企業管理研究所陳加屏於 1991 年碩士論文「系統基模及企業模組式系統動力學建模輔助教材之設計」的第五章模組式建模方式概念建立「電子組裝服務廠的管理飛行模擬器」，以補充該論文無實體模型供學習者練習之不足。 (二)、利用管理飛行模擬器讓工廠各部門的管理者模擬不同政策對整體營運的影響，體認不同部門決策間的環環相扣與動態複雜；另一方面亦可製作組織學習之用的學習模式。 (三)、讓初學系統動力學的學習者，透過本論文按步就班，深入淺出的說明，進而更容易瞭解如何將該工具套用到企業的實際運作之中，縮短學習時 2.

(14) 程，增加對企業運作的理解。. 第四節、研究方法系統動力學是 Jay W. Forrester 於 1956 年研究應用情報回饋概念於企業系統的管理工作上而發展出來的科學，它是一種方法論，一種工作，一種概念，更是一種看世界的方法1（Forrester, 1991, pp. 1-3）。它是一種以系統工程中的回饋控制理論(Cybernetics)為基礎，透過電腦模擬的方式，把系統工程的概念應用在研究複雜系統的研究方法。系統動力學的理論基礎是考量時間滯延和回饋的微分及差分方程組，控制理論可將這些方程組透過方塊圖(Block Diagram)來表示系統的架構，系統動力學以類似控制論的方式，藉由線流圖(Stock-Flow Diagram)中的積量(Level)、率量(Rate)及輔助變數(Auxiliary) 來描述代替原來這些複雜的微分方程組，而且我們可以透過電腦軟體模擬線流圖的結果，不需要用到複雜的數值分析方法去解這些令人頭痛的微分方程，可說是解決動態性複雜非常好的工具。它是研究組織或企業系統動態行為特性的方法。經由對組織資訊回饋過程之分析，系統動力學家從口語的描述、經驗、實地的觀察、及其它任何可用的資料，展開相當的數學模式，並藉電腦的模擬，顯示組織或企業系統結構、政策和時間滯延是如何交互影響組織或企業系統的成長和穩定（Forrester, 1961, pp. 9, 13）。因此本研究希望透過系統動力學來建構某電子組裝服務廠之管理飛行模擬器，以電腦模擬的方式進行學習，以瞭解企業之動態結構。. 第五節研究範圍以某電子製造服務業的工廠運作為藍圖，模擬自西元 1995~2006 年間的企業運作模型，探討這十二年期間該企業成長與衰退的原因，建構出該工廠通用的管理飛行模擬器，並藉由該模型幾個重要的決策變數，提供給不同的管理者進行模擬決策，試圖讓管理者領悟工廠運作環環相扣的重要性！該模型乃針對企業內部各部門間之運作進行建模，為了讓初學系統動力學的學習者易於理解，針對市場訂單之外部競爭，供應鏈供需平衡問題等不做多方的探討，只針對當時的營運方式建構一較接近事實的企業內部運作模式。. 1. 系統動力學的相關知識可參考 Forrester, 1958; 1961; 1968; 1969; 1971; Lyneis, 1980; Roberts, 1981; Sterman, 2000 等論著；或參考王其藩, 1994; 陶在樸, 1999; 謝長宏, 1987; 蘇懋康, 1988 等中文相關書籍。 3.

(15) 第六節研究流程. 引發動機. 確定研究目的. 相關文獻收集與探討. 電子組裝產業的發展. 組織理論與管理. 系統思考與系統動力學. 整理個案公司資料. 建構個案公司系統動力學模型. 模擬並進行模式的信效度測試以修正模型. 建立管理飛行模擬器. 結論與建議圖 1 本研究之研究流程. 4. 管理飛行模擬器.

(16) 第二章文獻探討. 第一節電子產品組裝服務的演進一、委外代工的演進林恩(Barry C.Lynn) 在著作《走向盡頭：全球企業的崛起和即將來臨的衰微》 (End of the Line) (Double day，312 頁，2005 年 8 月)中，把當今全球企業委外方式演進的一環，追溯至美國冷戰協助臺灣等國家轉型重商的策略。臺灣企業靠汲取援助、貿易、教育、技術轉移而受益。後來 1980 年代末起又靠外包給低薪資勞工的大陸代工而獲益，在如此穩定且迅速的市場需求成長下，促使台灣電子代工產業的蓬勃發展。漸漸地系統整合品牌廠商由原本的自主製造(Captive)改以外包代工的方式進行，依據 Prismark 之分析，見<圖 2 自主製造與代工製造之發展趨勢>，在 2001 年代工製造服務之產值，達整體電子市場之 33%，其中 EMS 佔 15%，Prismark 更預估至 2010 年時，代工製造服務業之產值將佔整體電子市場產值之 50%。 100%. 自主製造 Captive 75%. 系統組裝由OEM商內部製造 Samsung,Siemens Matsushita, Sony, Fuijitsu, Raygheon, Delphi. (通信及其他電腦：消費性產品,汽車用品, 工業設備,醫療及軍用) 2001 33%. 代工製造 Merchant. 50%. 系統組裝由外包廠商完成 EMS廠商及ODM廠商 Solecton, Flextronics, Sanmina, Jabil, Celestica 宏碁, 鴻海, Elite 主要產品 (通信及電腦). 這些是系統使用者所認知的品牌 ODMs, 及其他. 25%. 15%EMS 0% 1980. 1990. 2000. 2010. 2020. 2030. 圖 2 自主製造與代工製造之發展趨勢資料來源：Prismark (2003/03). 系統整合品牌廠商(Original Equipment Manufacturer，OEM)委託代工之合約製造(Contract Manufacturing，CM)模式又分成兩種，其一是「代工代料的 Turnkey 模式」，另一種是「代工不代料的 Consign 模式」，通常規模小的 CM 廠因為營運資金不多，大都是以 Consign 的方式接單，相對地，這種模式的營業收入幾乎都 5.

(17) 是代工收入，而且大都是二手訂單(可能會是上游 CM 廠轉外包的訂單)，這種代工廠也比較沒有能力直接對到 OEM 原廠，其利潤經過剝削後就更微薄，營業額爬昇更不易。反之，Turnkey 模式不但可賺取代買材料的利潤，通常材料的售價又是加工售價的數倍2（以 LCD 面板內所使用到的 PCBA，材料成本約是加工成本的六倍以上），因此企業營收成長非常快速，其中以鴻海企業的營業成長是該模式最佳案例的代表，不過，如果稍不慎將會有龐大的材料呆滯，企業資金週轉與營運風險也相對地增高。電子產品合約製造廠(Contract Electronics Manufacturing，CEM)提供給客戶的早已不再是單純的依合約內容來提供生產製造，而是與客戶建立長期的夥伴關係，服務的項目已不止於印刷電路板組裝，更擴大到系統組裝，加值服務(如物流、維修、運籌)。全球專業電子製造服務供應商及研究單位在一次非正式的會議中，將 CM 及 CEM 的名詞一致通過以專業電子製造服務( Electronics Manufacturing Service，EMS)是最能代表全方位電子產品委外代工服務的專有名詞。二、電子代工產業發展現況時間回到 1998 年，全球個人電腦代工產業開始變成兩大主流，代工製造產業除了 EMS 之外，又發展出原廠委託設計供應商(Original Design Manufacturer， ODM)，兩者之間最大的差異是 EMS 是為客戶組裝而不負責設計，ODM 廠商除了提供產品組裝製造服務外，還提供產品研發、製程研發、設計的功能，差異請見表 1 之分析。多數的 ODM 廠商擁有自己專精的產品，如筆記型電腦、主機板、連接器及關鍵零組件。EMS 與 ODM 的差異包括： (1) ODM 廠商相對上為產品導向，EMS 廠商為服務導向。 (2) ODM 廠商提供設計服務，投入相當的研發費用，EMS 廠商則否。 (3) ODM 廠商大多數屬於台灣廠商，產品領域以 PC 占 60%以上的比重；而全球大型的 EMS 廠商多數為美國廠商，產品領域涵蓋 PC、網路通訊、無線通訊及消費性電子。 (4) ODM 廠商會推出自有品牌產品，EMS 廠商則否。 (5) ODM 廠商營運規模及營收相較於 EMS 廠商小，但是 ODM 廠商獲利率高於 EMS 廠商。. 2. PCBA 係指印刷電路板組裝(Printed circuit board assembly)的意思，電子元件要組成電子控制模組必須將這些元件焊接在印刷電路板(PCB)的載體之上，這樣的產品通稱 PCBA。 6.

(18) 表 1 CM 與 ODM 與 EMS 廠商之能力差異分析. 設計. CM Ｘ. CEM ○. ODM ●. EMS ◎. 產品開發. Ｘ. ○. ●. ◎. 採購. ○. ◎. ●. ◎. 大規模生產. ◎. ●. ◎. ●. 接單能力. ○. ◎. ◎. ●. 維修保養. ◎. ◎. ◎. ◎. 能力. 註：●表示全部擁有；◎表示部份擁有；○表示局部擁有；Ｘ表示沒有資料來源：本研究室. EMS 偏向量產能力之服務為主，以美、加公司為主；當製程技術逐漸成熟，訂單逐漸由設計代工公司轉向電子代工公司。2002 年起，以臺商為主的兩種代工公司跟美、日電子代工公司大對決，請見表 2 之統計表，便是全球第四大的鴻海(Foxconn)對上全球第一大的新加坡偉創力(Flextronics)。像臺灣的華碩、神達等設計代工(ODM)公司，不但可以製造裝配，而且也可以為客戶做設計，這兩種主流也讓系統整合品牌廠商分成兩大陣營：一種是把資源集中在品牌和通路，把製造和研發外包出去；一種是從研發、製造一直做到品牌。臺灣過去引以為傲的委託代工，最大的強項就是在個人電腦，像華碩、廣達、仁寶等公司；也讓國外專業電子代工公司，如新加坡公司偉創力(Flextronics) 和美商旭電(Solectron)等逐漸淡出個人電腦領域，轉戰通訊和消費性電子。 2003 年全球前二十大代工製造服務業當中，台商鴻海位居第四位。近幾年來鴻海(Foxconn)以其高效率的製造能力為基礎，在 2006 年的營收已達 385.2 億美元的營收，雖然於 2007 年 6 月偉創力(Flextronics)以 36 億美元收購旭電 (Solectron)，挑戰鴻海(Foxconn)，不過以該兩家公司 2006 年的營收合併計算才 303.6 億，因此即使合併後 2007 年的營收仍將不能超越鴻海的規模。另一方面，當一家公司面臨此一高成長更顯示需要更多的下一代經理人，以突破可能來臨的成長極限。. 7.

(19) 表 2 西元 2003 年全球前二十大代工製造服務廠. 排名. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20. 2003年營收 (百萬美元). 稅後淨利 (百萬美元). Flextronics. 13,379. -83.5. 8.4. -1.0. -0.16. Solectron. 11,014. -3462.0. 8.4. -53.0. -1.39. Sanmina-SCI. 10,361. -137.2. 6.5. -1.8. -0.27. Foxconn(鴻海). 9,661. 673.0. 6.2. 14.7. 0.27. Quanta(廣達). 8,617. 390.7. 5.9. 11.5. 0.14. Celestica. 6,735. -266.0. 6.5. -5.2. -1.22. Compal(仁寶). 4,783. 333.5. 8.2. 11.5. 0.11. Jabil. 4,730. 43.0. 13.2. 1.1. 0.21. BenQ(明基). 3,205. 221.1. 9.4. 10.0. 0.11. BenOn(光寶). 2,938. 214.6. 9.5. 9.9. 0.10. Elcoteq. 2,512. 23.4. 15.0. 2.6. 0.48. Inventec(英業達). 2,405. 125.2. 7.0. 9.0. 0.06. Wistron(緯創). 2,291. 47.3. 6.6. 5.1. 0.05. ASUS(華碩). 2,194. 341.1. 17.0. 13.8. 0.15. MicroStar(微星). 1,883. 87.9. 10.6. 8.6. 0.13. Venture. 1,862. 141.2. 18.5. 21.9. 54.63. Benchmark. 1,840. 55.4. 9.7. 5.3. 1.39. FIC(大眾). 1,444. -90.8. 3.7. -9.8. -0.07. EliteGroup(精英). 1,326. 17.6. 4.3. 3.0. 0.03. 1,026 94,206. 22.9 -. 6.7 -. 4.5 -. 0.03. 公司名稱. USI(環隆電氣) 前20名合計. 毛利率 (%). 資產報酬率每股盈餘 (%) (美元). 資料來源：工研院 IEK-IT IS 計畫(2004/10). 市場研究機構3In-Stat 所做的調查報告預測，2011 年的亞洲合約電子製造市場規模，將從 2006 年的 1,215 億美元成長到 2,818 億美元。該報告並指出，其中消費性電子的成長速度會是最快，其次則是通訊產業。該機構並表示，中國豐富的廉價勞動力使之具有低成本優勢，到 2011 年將協助該國佔領近 76%的亞洲 EMS/ODM 市場。整體看來，In-Stat 認為到 2011 年，亞洲佔全球 EMS 市場的比例將從 2006 年的 45%上升至 55.1%。儘管中國將主導 EMS/ODM 市場──主要是透過在中國開業的台灣和其它跨國公司──但印度、泰國和越南等國也將成為有力的競爭者。 3. 參考文文網站：http://www.eetimes.comticl/showAr e.jhtml?articleID=199601370 標題：Asia EMS/ODM market to more than double by 2011 參考中文網站：http://www.eettaiwan.com/ART_8800465311_480202_NT_10aab8dc.HTM 8.

(20) In-Stat 的分析師 Mayank Jain 表示：「OEM 業者將繼續利用 EMS 廠商的成本結構，並把製造業務外包給亞洲的低成本製造中心。在關鍵的亞洲市場，OEM 已說服 EMS 廠商設立區域性的業務據點，以便能夠利用當地的需求。為了讓讀者更易於瞭解 OEM/ODM/EMS 在業務內容上的差異，以及最具代表的公司，再整理如<表 3 OEM、EMS 與 ODM 之比較> 表 3 OEM、EMS 與 ODM 之比較類型. 定義. 業務內容. 代表廠商. OEM (original Equipment Manufacturer). 系統整合之品牌大廠. 研發、設計、行銷、製造. IBM、HP Nokia、Sony 、 Cisco. EMS (Electronics. 電子專業製造與服. Manufacturing. 務之供應商. Services). PCB、機殼、連接器、與 Flextronics、Solectron 、纜線之組裝、測試、全球鴻海、Sanmina-SCI 、運籌與維修服務等。. Celestrica、Jabil. ODM (Original Design Manufacturer). 原廠委託設計服務提供產品及製程研發、設供應商. 計之功能. 廣達、華碩、緯創. 資料來源：工研院 IEK-IT IS 計畫(2004/10). 三、電子代工業的特色與拓展電子代工是指當電子品牌公司為了降低成本及免除設立生產線的營運風險，因此品牌製造及司後勤支援服務等委由電子代工公司處理，本身則致力於行銷、產品設計、品牌和市場經營，電子代工公司以接代工訂單為主，不負責設計，也不開發自有品牌。電子代工業的主要特色包括下列三點。 (1) 少量多樣：代工的產品範圍廣泛，包括 3C 產業、醫療儀器等等。 (2) 大者恒大：電子代工產業家數眾多，競爭激烈，不過 2000 年以來隨著大公司對於彈性化生產、快速回應需求、提升管理效率、並增加產品周轉次數的嚴格要求，使小廠漸漸無法跟上客戶的要求而關閉，存活的公司常以併購來強化全球的產銷機能，擴大經濟規模，進而形成大者恒大、產業集中度高的型態。 (3) 全球運籌佈局：為了因應產業趨勢和客戶需求，電子代工公司除了製造，積極建立海外生產據點、海外發貨倉庫及維修中心，以強化及時供貨和快速反應的能力，並提供客戶後段配銷、售後服務等後段價值鏈和運籌 9.

(21) 服務。能夠有效地管理並掌握價值鏈的電子代工公司，才能夠從客戶端賺到錢。價值鏈管理指的是在產品生命週期中的每一個階段之間，創造並傳遞最大附加價值的流程，詳見<圖 3 電子代工公司價值鏈管理> 設計與工程服務. 機殼與底座組合(準系統). 高效能零組件. 電路板與主機板裝配. 系統整合與測試. 主機板組裝與測試. 其他附加服務與運籌配送. 圖 3 電子代工公司價值鏈管理資料來源：鴻海藍圖. 從代工製造產業的供應鏈中發現，見<圖 4>，代工製造服務廠主要包含四項服務，分別為售後服務、設計服務、製造服務和附加價值服務。EMS 與 ODM 廠商分別有不同的服務優勢，EMS 廠商在於全方位的製造服務，而 ODM 以設計服務見長。隨著產品毛利率的向下壓縮，EMS 廠商與 ODM 廠商不斷的變更策略迎合市場趨勢。EMS 廠商採用鞏固零組件來源的方式，以降低生產成本；而 ODM 廠商除了不斷開發高毛利的產品線之外，並強化垂直整合之佈局、整合通路甚至強化品牌市場來提高毛利空間。. 10.

(22) 零組件供應商. 配銷商. 採購、材料與生產管理. EMS/ODM. 售後服務. 設計服務. 製造服務. 附加價值服務. 維修產品支援產品壽命計畫管理. 電子系統設計工業設計機械設計. PCBA Enclosure 測試. Logistics SCM. 顧客關係管理(CRM). OEMs. 通路. End Users 圖 4 代工製造產業之供應鏈資料來源：iSuppli(2004)；工研院 IEK-IT IS 計畫(2004/10). 在『價格遮罩』(Price Masking)策略實施下，EMS 廠商無法與原物料供應商進行談判，導致 EMS 廠商可能失去大部份透過採購所獲取的附加價值。因此， EMS 廠商開始積極尋求新利潤經營模式。「設計服務」便是 EMS 新的利潤經營模式之一。以 Flextronics 為例，該公司於 2004 年年度 Analyst Day 會議上明確指出未來發展重點為設計服務。Flextronics 近年來收購和投資的公司，包括 Hughes、 Deccanet 和 Futuresoft，均與發展設計服務之重點有密切關連。Flextronics 設計服 11.

(23) 務之提供，將著重在手機、通訊基礎設施/設備、印刷和影像系統及消費/醫藥設備。除了 Flextronics 之外，Sanmina、Celestica、Elcoteq 和 Jabil 在過去一年均增強其設計能力。iSuppli 認為，在新型態設計製造服務 (EMS 與 ODM 的混合體稱為 DMS)的發展趨勢下，未來產業競爭的強度將會更加強大。. 第二節系統思考與系統動力學一、五項修練及七項學習智障由於系統動力學是透過電腦軟體建立模型並模擬得到結果，使用者其實不需要有太多微分方程及數值分析基礎就可以利用系統動力學來解決企業問題，所以系統思考(Systems Thinking)的能力便成為系統動力學建模(modeling)的很重要基礎。作者彼得聖吉(Peter Senge)在八 O 年代初，匯集一羣有崇高理想的傑出企業家至麻省理工學院，以他的老師佛睿思特( Jay Forrester)教授 1965 年一篇論文「企業的新設計」(A New Corporate Design)的構想為基礎，融合了其它幾項出色的理論、方法與工具，而發展出學習型組織的藍圖。這是一本探討個人及組織生命的書；它讓我們看到個人及組織中幾種潛藏著的巨大力量來源—它們是最根本、最持久，但卻常是最不明顯的。當掌握這些力量，個人的生命空間會變得很大，如此方能成為一個全神貫注於自己真正想做的事、又兼顧生命中最重要事情的「學習者」；組織也因此脫胎換骨成為「學習型組織」，在其中，人們得以不斷擴展創造未來的能量，培養全新、前瞻而開闊的思考方式，全力實現共同的願景，並持續學習如何共同學習。此第五項修練(The Fifth Discipline)一書中指出企業要建立學習型組織需要透過五項修練，分別是： (1) 自我超越(Personal Mastery)：它是學習型組織的精神基礎，是以釐清對我們真心嚮往的事情為起點，讓我們為自己的最高願望而活；組織整體對於學習的意願與能力，植基於個別成員對於學習的意願與能力。 (2) 改善心智模式(Improving Mental Models)：把鏡子轉向自己，是心智模式修練的起步，有效的表達自己的想法，並以開放的心靈容納別人的想法，要改變原來在我們心中一些根深柢固的觀念，重新用不同的角度看世界。 (3) 建立共同願景 (Building Shared Vision)：建立團隊共同渴望並堅持實現的目標，一個缺少全體衷心共有的目標、價值觀與使命的組織，必定難成大器。 (4) 團隊學習(Team Learning)：團隊中所有人透過深度匯談(dialogue)方式分享自己的想法並共同參與團隊事務，團隊的集體智商高於個人智慧，團隊擁有整體搭配的行動能力。 (5) 系統思考(Systems Thinking)：以系統的、整體的觀點來思考問題。身為羣 12.

(24) 體中的一部份，置身其中而想要看清整體變化，更是加倍的困難。系統思考已發展出一套思考的架構，可幫助我們認清整個變化形態，並了解應如何有效的掌握變化，開創新局。彼得聖吉(Peter Senge)同時指出，系統思考是整個五項修練的核心。系統思考主要是帶給我們不同看世界的觀點，佛睿思特( Jay Forrester)也提到過系統動力學是一種看世界的方法。在學習以系統思考來看世界之前，彼得聖吉在該書剛開始的章節就先從反面的方式來說明現在組織面臨七項學習智障： (1) 侷限思考：許多長期以來被教導著固守本位的想法，員工無法考慮到整體企業目標，現代組織功能導向的設計，將組織依功能切割分工，更加深了這種學習智障。 (2) 歸罪於外：當事情出了問題，我們總是從外面找理由，把責任推給自已以外的單位，「歸罪於外」併發症實際上是侷限思考的副產品，是以片段的方式來看外在的世界。 (3) 缺乏整體思考的主動積極(proactive)：當一件危機已經存在徵兆時，我們沒有主動去解決而任其擴大。 (4) 專注於個別事件：我們常把焦點關注在一件明顯事件上，卻沒有更進一步從事情的來龍去脈來思考。如果人們的思考充斥著短期事件，那麼創造性的學習在一個組織中便難以持續。 (5) 對緩慢而漸進的變化習而不察：許多事情的變化可能一開始只有細微而緩慢的改變，但我們通常都對這種事情缺乏警覺，等到事情變得嚴重時，已經無法挽回。 (6) 從經驗學習的錯覺：如果我們行動的後果要隔一段時間才發生，或是發生在不直接相關的部門，就不可能直接從經驗中學習。傳統上，組織把自己分割成幾個部份去克服難題，但是，這種層級結構日漸加大加深，成為各部門之間無法跨越的鴻溝，如何消除鴻溝是每家公司最迫切，也是最困難的工作。 (7) 管理團隊的迷思：目前團隊學習效果不彰的原因，是因為大部份的管理者害怕，在團隊中互相追根究底的質疑求真所帶來的威脅，最後企業的管理團隊常把時間花在爭權奪利，避免使自己失去顏面，佯裝每個人為團隊共同目標而努力，其實是形成「熟練的無能」----團隊中充滿了許多擅於避免真正學習的人。整體來說，以上七個組織學習的障礙最主要就是缺乏整體性、宏觀性的思考，只考慮到片面的、顯而易見的、短期性的效果，忽略長期性的影響。系統思考的目的就是要排除這些學習的障礙。. 13.

(25) 二、系統思考系統思考的結果主要是透過因果回饋圖(Causal Feedback Loop Diagram，簡稱 CLD)來表式，回饋圖首先考慮變數間的因果關係，並以箭頭圖來表示（如 A →B），原點表示影響變數（因），終點表示被影響變數（果）。而影響的變化型態可分為兩類，一類是同向的變化關係，以「＋」號來表示，即「正影響」；另一類為反向變動關係，以「－」號來表示，即「負影響」，如下表 4。而當變數間的影響關係成為一個回饋環路時（亦即某一影響變數，同時也是被影響變數），則形成「正回饋環」（以＋或 R 或一個滾雪球的圖案表示）或「負回饋環」（以－或 B 或一個翹翹板圖案表示），如下表 4。表 4 系統思考語言圖示之整理. 或R. 或B 資料來源：李世珍，2001. 「正回饋環」或稱為「增強環路 (Reinforcing Loop)」指在一個封閉系統下，變數間的連結有愈來愈多、大、好…的現象。相對而言，「負回饋環」或稱為「調節環路(Balancing Loop)」，指同樣在一個封閉系統下，變數間的連結有愈來愈少、小、差…的現象。例如圖 5，左與右均形成回饋環路。左邊形成一個自我增強的回饋環路，可稱為「正回饋環」或「增強環路」，右邊形成一個自我調節的回饋環路，可稱為「負回饋環」或「調節環路」。判斷環路的方式有幾種，當變數很多時，對於因果回饋環路性質之簡易判斷方法是由環路中影響關係的「＋」、「－」號的個數總合來決定，當環路中全為「＋」號當然就是正環，但當「－」號的個數合為偶數時亦為正環，唯有「－」號個數總合為奇數才為負環。另一個比較正確的方法是：追蹤環路的改變情況。如果回饋環路中增強了最初的變數屬性，則稱之為增強環路；反之，如果回饋環路中減少了最初的變數屬性，則稱之為調節環路。比方說，存款愈多，利息就愈多，利息增加又會使存款增加－正環；感覺肚子餓時會想吃東西，吃了東西之後，肚子餓的感覺就減少了－負環(李世珍，2001)。 A. +. -. C. A B. +. +. -. C 14. -. B.

(26) 圖 5「正」回饋環（左）與「負」回饋環（右）. 如何進行系統性的思考呢？任何事情要進行改變都不是一蹴可及的，我們可以以及表 5 的內容加以說明如何進行系統思考。當企業發生一件事情需要解決時，就形成了企業的問題，這是事件思考(event thinking)，例如企業員工離職率太高了，要想辦法找出原因解決，離職率太高是一件事情，我們希望解決這事件便是事件思考。接著我們去研究找出影響離職率有哪些原因，在圖 6 中列出有四點：工作負擔太重、薪資不滿意、員工沒有向心力、公司福利不佳。在這些影響離職率的原因當中，我們就要一件一件地分析這些原因對離職率的影響，主要是”正”的影響呢？還是”負”的影響？例如，工作負擔越重，離職率越高嗎？薪資越不滿意，離職率越高嗎？當我們把這些”正、負”影響都確定之後，這就是趨勢思考(trend thinking)，線性思考的模式就僅到趨勢思考的程度，如表 5 左邊的線性思考的模式，接著就收集資料，透過統計來檢定我們對於趨勢的假設。表 5 思考層次的轉變過程. 事件思考時間短空間窄外生觀趨勢思考. 時間長空間廣內生觀. 結構思考. 心智模式. 系統思考與線性思考最大的不同就是，系統思考是從整體的結構去思考，除了工作負擔過重、薪資不滿意、員工沒有向心力、公司福利不佳對於離職率的影響之外，工作負擔過重與薪資不滿意是不是也有關聯？薪資不滿意是否會對員工向心力造成影響？當我們把所有變數與變數的關係全部考慮完之後，這就是一種結構思考(structure thinking)，透過結構思考便會改變我們原先對問題和對世界 15.

(27) 的看法，這就是心智模式(mental model)的改變。在圖 6 右邊經過系統思考過後，離職率過高的問題模式和線性思考的模式有極大的不同，當離職率太高時，平均生產力就會減少；當平均生產力減少，經營績效就會減少；當經營績效減少時，薪資福利就會減少；當薪資福利減少時，離職率就增加；離職率增加時，平均生產力就會降低；當平均生產力降低時，工作負擔就增加；工作負擔增加，離職率也會增加。透過系統思考，我們就可發現造成離職率增加的原因彼此是環環相扣且相互影響，這些變數的影響最後會形成兩個回饋環路(feedback loop)，透過系統思考表現問題的方式，稱為因果回饋圖 (Causal Feedback Loop Diagram，簡稱 CLD) 線性思考. 系統思考＋. 工作負擔. 薪資，福利. 經營績效. 員工薪資. ＋. 離職率. ＋. ─. 離職率. 平均生產力. 員工向心力. ─ ─. ＋. ＋. 公司福利工作負擔圖 6 線性思考與系統思考的離職率研究模式. 綜合上述，從系統基本運作的原理，結合思考層次的轉變過程的概念，提出以下系統思考的步驟： (1) 決定問題：首先認清楚到底要解決怎樣的問題，是離職率來還是生產力？ (2) 決定系統邊界：接著要找出我們研究的範圍，如果是企業的離職率，那麼系統就是企業內部，如果是研究產業的離職率高低，那就要把系統設定在產業。 (3) 找出系統的所有屬性：當系統邊界確定之後，我們就要找出在系統之內與問題相關的所有屬性，也就是所有與問題相關的變數，這時可以透過用多人腦力激盪的方式來尋找。 (4) 找出屬性之間所有的關係：找出影響問題的屬性之後，接著要找出所有屬性與屬性之間關係，例如，除了考慮影響離職率的變數，而且還要考慮到離職 16.

(28) (5). (6). (7). (8). 率對其它變數的影響，以及變數和變數之間的關係。決定變數關係的影響(正影響或是負影響)：當兩變數之間的變化是同一方向時為正影響，如果兩變數之間的變化是反向的為負影響，例如經營績效越好，薪資福利越好，若經營績效越差，薪資福利越差變是正影響；如果是離職率越高，平均生產力越低，而離職率越低，平均生產力越高，這便是負影響。不要忽略環境對系統的影響：一個設計完善的系統不應該孤立的，除了系統內的變數之外，環境也有可能對系統造成影響，例如新成立一家競爭公司拼命向我方挖角也會造成離職率增高。畫出所有屬性之間因果關係：接著我們利用箭號線將變數與變數間的關係相連結，其中是因指向果，如果是正影響則在箭號上加個+，如果是負影響則加個-，以方便辨認關係。決定因果關係其實並不是一件容易的事，哲學上因果論對於因果就很多的爭論，有的企業問題可透過經驗、相關的研究文獻或是時間發生先後來決定因果關係，如果一時之間無法決定的關係可能就要透過五項修練中團隊學習與腦力激盪共同來決定因果關係。形成因果回饋圖：當我們將所有的因果關係全部連接完成後就形成因果回饋圖，要注意的是系統思考其中一個重點是回饋，在因果回饋圖中的回饋便會形成環路(loop)，在上圖當中，離職率會影響平均生產力，平均生產力會影響到工作負擔，工作負擔又會影響到離職率。等於是離職率對於平均生產力的影響又透過工作負擔回饋到離職率，最後形成一環路。(資料來源：屠益民，上課講義). 三、系統動力學基礎模型繪製系統動力學模型的圖形我們稱為線流圖(Stock-Flow Diagram)是從控制理論中的方塊圖演變而來，不過要比控制理論的方塊圖更簡單，構成系統動力學模型的基本元件只有三種：積量(Level 或是 Stock)、率量(Rate 或是 Flow)還有輔助變數(Auxiliary)，以下我們更進一步說明其意義。 (1) 線流圖(Stock-Flow Diagram)：系統動力學將真實世界中的運作模式，以線流圖的方式來表示。在真實世界中，很多的現象都可用流動的觀念來表示，例如資金的入帳與支出是一種金錢的流動，能量的傳遞是能量的流動，貨物的運輸是物品的流動，企業員工的聘雇與離職是人員的流動。線流圖就可用來描述這些物品、金錢、人員等不同流動的關係。 (2)積量(Level)：表示真實世界中可隨時間遞移而累積的事或物，在系統中是代表系統的狀態，積量的種類除了實體可見的存量如貨物或金錢之外，無形不可見的存量如滿意度也可以設為積量。通常我們在系統動力學建模時會將我們有興趣的變數設為積量，透過模擬觀察積量的變化，在線流圖中積量是以方塊來表示。習慣上，建模時我們優先考慮的變數是積量也就是先決定哪些變 17.

(29) 數是積量，此外對於積量的初始值的設定，乃代表儲水槽一開始水量的多少。 (3)率量(Rate)：率量是決定積量狀態的控制點，表示流入或流出積量的流動速率，在系統中是可視為用來改變系統狀態的一種行為，透過率量可以增加或減少積量的數值，可將其視為單位時間內的流動量(單位量／單位時間)，在線流圖中以水龍頭來表示。一般組織中所具有的積量(Level)或流量(Flow)則包括有以下幾種，這只是基本判斷方法，但使用者還是要依本身的建模目的來決定： ‧原料(material)：原料數量為 Level，原料輸入與輸出則為 Rate。 ‧設備(equipment)：設備數量為 Level，買進設備或賣出設備則為 Rate。 ‧訂單(order)：訂單數量為 Level，接到訂單或完成訂單則為 Rate。 ‧人(people)：人的數量為 Level，應徵人員或人員離職則為 Rate。 ‧錢(money)：錢的數量為 Level，收帳或付款則為 Rate。 ‧資訊(information)：資訊和前面幾種情況有點不一樣，前面幾種可視為實體流，因為是實際的東西在流動，數量會累積或減少，但是資訊的流入會增加資訊，可是我們把資訊分享給別人時，自已的資訊不會減少，資訊數量為 Level，資訊流進或分享則為 Rate，資訊流建模一般而言不同單位的資訊流動是不會在同一個流動路線上。 (4)輔助變數(Auxiliary)：輔助變數的定義非常廣泛，在系統動力學中最難正確使用的往往是輔助變數，可是有時輔助變數又很方便使用，主要在於使用者是否對輔助變數有正確的了解。輔助變數在系統動力學中主要有三種涵意：第一為表示資訊處理的過程，可以當做不同的積量(Level)或率量(Rate)之間資訊傳遞的中介者。第二為某些特定的環境參數值，為一常數(constant)，比如調整次數；或是某些單位的轉換值，比如人數和產品件數的轉換，透過輔助變數，每人生產件數來轉換，第三為系統的輸入測試函數或數值，可以用常數 (constant)或是用 Function 表示，比如我們將公司外的景氣波動用國民生產毛額隨時間變化的函數來表示，大部分系統動力學建模軟體都提供很多的 Function 給使用者利用。輔助變數在線流圖中以圓來表示。 (5)關係(Wire)：關係就是把前述的積量(Level)、率量(Rate)、輔助變數(Auxiliary) 關連在一起，在線流圖中以箭頭線(Wire)來表示，其意義就如同因果回饋圖中的箭頭線，A→B 代表的是 A 會影響 B。其中積量(Level)和率量(Rate)常常是放在一起的，如果我們要將我們有興趣的變數，如員工滿意度設為積量時，我們必須要考慮到該積量的變化值也就是率量是什麼？員工滿意度是透過什麼東西去提昇或減少的？對於數學基礎較佳的讀者只要記得，積量代表是一個我們有興趣的變數，設為 Y，率量就是積量對時間的微分：dY／dt，也就是該變數 Y 隨著時間改變 18.

(30) 的量，最後我們將系統動力學的基本元件與其代表的數學意義表示在下表表 6 系統動力學元件及其數學意義. 系統動力學元件. 數學意義. 積量 Level. Y. 率量 Rate. dY／dt. 符號 Lev el. Rate. 輔助變數 Auxiliary. C、X、F(Y)、F(t)、F(X) Auxiliary. 關係 Wire (資料來源：屠益民，上課講義). 經過以上描述系統動力學之基本單元後，我們透過一個生產作業系統中常見的簡單存貨系統的控制，來闡釋系統動力學模式之建構、操作運算及觀察結果。線流圖(Flow Wire Diagram) POR. PINV. 2 1 3 PIG. 2.1 TPCA. 圖 7 簡單存貨控制系統的線流圖. 此存貨系統之系統動力學模式，其方程式系統(System of Equations)可表示如下： (1,L) (1.1,N) (2,R) (2.1,C) (3,A). PINV(t) = PINV(t - dt) + (POR) * dt INIT PINV = 200 POR = (PIG-PINV)/TPCA TPCA = 5 PIG = 10000. PINV=Parts inventory：零件庫存(單位：個) 19.

(31) INIT PINV：存貨初始值（單位：個） POR= Parts on order rate：零件訂購率(單位：個/天) PIG=Parts inventory goal：零件庫存目標(單位：個) TPCA=Time to parts corrective action：零件修正行動調整時間(單位：天) dt：單位時間（單位：天）方程式系統中，方程式左邊的符號 L、N、R、C、A 分別代表該方程式為積量（L；Level）方程式、初始值（N；Initial value）方程式、率量方程式（R； Rate）方程式、輔助變數（A；Auxiliary）方程式及常數（C；Constant），此外如果另有符號 T 表示圖表函數（T；Table function）。方程式系統中(1,L)表示目前時刻 t 的 PINV，而目前 t 時候的存貨是由上一時刻（t – dt）的 PINV 加上每單位時間（dt）的訂貨量（POR），即 POR 乘上 dt。而(1.1,N)表示目前存貨之初始值 200 個；(2,R)表示訂貨是由目標存貨(PIG)及目前存貨的差除以訂貨的調整時間(TPCA)。而(2.1,C)表示調整時間為 5 天，(3,A) 表示目標存貨為 10000 個零件數。行為變化趨勢(Behavior Patterns)就是我們透過模擬的方法而觀察到隨時間推移而產生的變化。透過這簡單的存貨控制模式我們可以發現系統中最重要的決策函數「訂購量(POR)」，乃反映出決策者對於訂貨決策之考量。參考圖 8 即顯現出存貨之變化。. 1: PIG. 2: PINV. 1: 2:. 10000. 1: 2:. 5100. 1: 2:. 1. 1. 1. 2. 1. 2. 2. 2. 200 1.00. 12.00. 23.00 Days. Page 1. 34.00 45.00 06:02 ¤U¤Č 2007¦~12¤ė15¤é. 說明：【變數 1】為目標存貨量(PIG) 【變數 2】為目前存貨量(PINV) 圖 8 存貨的行為變化趨勢圖. 圖 9 是以不同訂購率的情況下，庫存水位增長的趨勢圖，以三種不同的零件修正行動調整時間(TPCA)來模擬，可以明顯的看出調整天數越短，庫存水位的增長越快，反之則越慢，然而究竟要以何種天數來進行決策，就視決策者考量 20.

(32) 的問題是什麼？因為快速的庫存可以讓生產線不會有停工待料的情況發生，但是確會使公司的應付帳款提早實現！ PINV: 1 - 2 - 3 1:. 10000. 1. 1. 1. 2. 2. 3. 3. 2 3. 1:. 5100 2. 3. 1. 1:. 200. 1.00. 8.25. 15.50 Days. Page 1. 22.75 30.00 06:39 ¤U¤Č 2007¦~12¤ė15¤é. Difference parts order rate. 說明：PINV 1：TPCA=2 天，2：TPCA=5 天，3：TPCA=8 天，圖 9 不同的零件修正行動調整時間(TPCA)之存貨行為變化趨勢圖. 四、系統基模. 第三節建模方法之回顧一、系統動力學的模組式建模方法本模組式建模方法，乃參考中山大學陳家屏碩士(1992 年)論文為基礎，目前所設計的模組共有五個，一方面可用於模擬企業內各部門間搭配的問題以及政策的實驗；另一方面亦可製作供組織學習之用的學習模式。以下先介紹整套方法的輪廓，接下去再介紹個別模組內容。模組內的零件有三種：基礎結構、政策及參數，分述如下： (1)、基礎結構基礎結構乃是由流量(Rate)與積量(Level)所構成的線流圖幹線，來顯示公司內部實際運轉的流程。圖 10 為一簡單的基礎結構之示例，顯示公司內部人員的流動狀況。依據建模的目的，將人員分成新員工與老員工兩個積量，以突顯新、舊員工生產力的差異。員工由雇用進入公司，經由歷練成為老員工，其中員工因退休或離職等原因離開公司。如此一個只單純顯示人員流動過程的線流圖，就是基礎 21.