加油站加油設備生產力最佳化之探討

國立臺東大學資訊管理學系 環境經濟資訊管理碩士在職專班

碩士論文

指導教授：廖國良 博士

加油站加油設備生產力最佳化之探討

研 究 生： 趙書徹 撰

中 華 民 國 一 ○ 六 年 五 月

國立臺東大學資訊管理學系 環境經濟資訊管理碩士在職專班

碩士論文

加油站加油設備生產力最佳化之探討

研 究 生： 趙書徹 撰 指導教授： 廖國良 博士

中 華 民 國 一 ○ 六 年 五 月

i

誌 謝

歲月匆匆，自大學畢業後至今已十年，不知不覺已為公司工作邁入第六年，

從夜以繼日的煉油廠作業員轉換為顧客至上的標準作業加油站營業員，雖想利用 閒暇精進學歷卻苦無機緣；有幸在工作調派至台東地區後，用兩年的放假時間就 讀大學母校的環境經濟資訊管理在職專班，不僅豐富了知能，更結識了來自各領 域的朋友，獲益良多。

就學期間最感謝指導教授廖國良博士循循善誘。對於脫離求學階段，由被動 受教轉為主動求知的研究生而言，老師的督促與指引猶如暗夜中的明燈；從內容 選擇、閱讀文獻、線性規劃、論文補足、細項檢修，至定時抽空指導研討的態度 與精神，皆是我效法的標的，不僅獲得撰寫論文的技巧，更習得求學待人的風範。

其次亦感謝口試委員黃建裕博士及謝昆霖博士鞭辟入裡的建議，專業的見解 與廣闊的學術視野，補足我論文不足之處及長遠展望，若指導教授引領我進入學 術領域大門，兩位口試委員則是在領域中替我開了兩扇窗，讓論文更趨於完善。

就學期間，特別感謝直屬長官許經理博彬先生及張經理金財先生允許調整上 班時間，讓我能抽空就讀假日專班；更感謝徐站長國瑞先生、許站長照振先生、

黃美珠小姐、胡美智小姐、陳麗華小姐、黃宇燕小姐的支持與協助，使我能利用 周休六日的機會求學；也感謝兩站勞務人員，因人數眾多故無法一一表列，有你 (妳)們當我的後盾，使我能順利在兩年完成學業。

特別感謝任勞任怨的班代洪秀偵小姐，身兼校務的溝通橋樑及行政流程幫手；

更感謝好夥伴巫佳容小姐，這兩年一起度過論文的大小難關、一起準備口考、一 起奮戰到最後一刻，一起終結每個周末來回 200 公里的生活；也感謝陪我共度這 兩年求學時光的在職專班同學，讓我認識更多不同的職業也看到更多不同的人生，

亦師亦友的諸位同學們永藏我心。

最後最感謝我可愛的正妹老婆-琇緯，這兩年來因為有妳的支持與鼓勵，讓 我無後顧之憂，也因為有妳的督促讓我不斷前進、更因為妳的一颦一笑讓我更有 動力完成學業。有妳抽空陪伴我遠赴 60 公里外的校區進修，讓再遠的距離也顯 得微不足道，妳無私無悔的相伴、善良體貼的舉動，讓我在這再說一次：我愛妳，

妳是我今生的唯一ヾ(♥óωò)ﾉ。

研究生 趙書徹 謹誌 2017.06.10

ii

摘要

油品行銷之市場需求預測，除衡量自身產油能力外，亦須兼顧利潤與服務水 準，故可透過添購加油設備、創新自助加油等營業手法，滿足市場需求及達成預 測目標，因此，業主如何評估加油機添購數量、自助加油機採買、用人需求考量、

追求最大利潤、減少成本支出，為本研究所要探討之主題。本研究將利用某公司 台東地區加油站實際數據為研究對象，應用線型規劃模型(Linear programming model)進行加油站加油設備生產力分析，同時運用作業研究相關軟體運算，作為 加油站評估人工與自助加油設備取捨之選擇依據。

本研究分析結果可得：

一、投資成本最小化：研究數據傾向使用人工加油設備以降低投資成本。

二、總生產成本最小化：研究數據顯示在發油量足夠之情況下可將人工加油 設備改為自助加油設備。

三、總成本最小化：研究數據顯示應人工加油機與自助加油機並存，藉由部 分自助加油機降低人力成本耗損。

四、利潤極大化：研究數據認為研究地區應使用人工加油設備並聘用勞務人 員以提高發油量，藉以追求最大利潤。

本研究對加油站加油設備之成本投資提供客觀數據分析，未來期望透過研究 數據與模型，供業者在人工與自助間取捨、成本與利潤判別時做為參考依據；另 外本研究亦探討加油站發油量最佳化，期望業者在選擇加油設備時，可運用本研 究所提供之評估策略，維持或提升加油站整體油品銷量。

關鍵字：自助加油、發油量、線性規劃(LP)

iii

Abstract

The anticipation of demand in oil marketing not only needs to measure its own oil production capacity, but also balance the profit and service quality. In order to meet market demand and achieve goals, some measures, like adding refueling equipment, providing innovative self-service refueling machine, and other practices, are adopted.

Therefore, the issue, such as the evaluation of the number of refueling machine, the purchase of self-service refueling machine, the needs of employment, the pursuit of maximum profit, and the consideration of costs, are explored. This study will utilize the data of a company Taitung gas station as the research object, and apply the linear programming model (Linear programming models) to analyze the productivity of gas station refueling equipment, and use the related software, as the choice between manual and self-service refueling equipment.

The results of this study are available:

I. The minimization of the cost of investment: The research data tends to use artificial refueling equipment to reduce investment costs.

II. The minimization of total production cost: The research data shows that when the oil volume is sufficient, the artificial refueling equipment is changed to self-service refueling equipment.

III. The minimization of total cost: The research data shows that the manual refueling machine and self-service refueling machine coexist with some self-service refueling machine to reduce the cost of manpower.

IV. The maximization of profit: The research data suggest that the area should use artificial refueling equipment and employ the labor personnel to increase the oil quantity, in order to pursue the maximum profit.

This study provides an objective analysis of the cost investment of refueling equipment in petrol stations. Besides, in the future, the research data and model are expected to be the reference of choice between labor and self-service, and between cost and profit. In addition, the study explores the optimization of oil capacity at the petrol station, also, it expects that the marketing manager could adopt the strategy provided by this study to maintain or increase the overall oil sales.

Keywords：Self-Service Fueling, Gasoline Consumption, Linear Programming (LP)

iv

目錄

誌謝詞... i

摘要... ii

Abstract... iii

目錄... iv

表目錄... vi

圖目錄... vii

第一章 緒論... 1

第一節 研究背景 ... 1

第二節 研究動機 ... 2

第三節 研究目的 ... 5

第四節 研究流程 ... 6

第二章 文獻探討... 8

第一節 區位理論(location theory) ... 8

第二節 營運設備評估 ... 15

第三節 產能分類 ... 23

第四節 產能策略 ... 25

一、產能緩衝 ... 25

二、產能擴充時程與規模 ... 25

三、決策連結 ... 27

第五節 成本探討與分析 ... 28

一、成本分類 ... 28

二、成本改善 ... 30

第六節 財務分析 ... 32

第七節 線性規劃 ... 33

第三章 整數線型規劃模式... 38

第一節 整數線性規劃模式 ... 38

第二節 模式建構 ... 40

v

第四章 實例驗證與探討... 47

第一節 問題定義 ... 47

第二節 模式建構 ... 50

第三節 目標函數探討 ... 71

第四節 設備投資 ... 71

第五節 成本考量 ... 74

第六節 人力資源 ... 76

第七節 投資分析 ... 78

第五章 結論與建議... 80

參考文獻... 82

vi

表目錄

表 1 設施區位問題分類表... 12

表 2 服務地點考量因素對照表... 17

表 3 加油站設備評分參考表... 19

表 4 週邊環境評分參考表... 20

表 5 鄰近道路評分參考表... 21

表 6 競爭站評分參考表... 22

表 7 季節變動指數參考表... 22

表 8 投資分析構思表... 45

表 9 加油站單月平均發油量統計表... 47

表 10 油品成本結構表... 47

表 11 加油設備油槍數統計表... 48

表 12 各加油站設備折舊與殘值統計表... 48

表 13 各加油站人員比例示意表... 48

表 14 各加油站人員薪資明細表... 49

表 15 設備投資與人力需求統計表... 49

表 16 投資分析構思表... 54

表 17 求解摘要整理表... 68

表 18 Objective Function Value... 71

表 19 設備投資數量與發油量之探討... 73

表 20 各成本比較表... 75

表 21 人力資源分配表... 77

表 22 A 站投資分析表 ... 78

表 23 B 站投資分析表 ... 78

表 24 C 站投資分析表 ... 79

表 25 D 站投資分析表 ... 79

vii

圖目錄

圖 1 研究流程... 7

圖 2 服務設施地點議題分類 ... 16

圖 3 影響設計産能的因素 ... 23

圖 4 産能的分類 ... 24

圖 5 觀望策略 ... 26

圖 6 擴充主義策略 ... 26

圖 7 成本分類... 29

圖 8 成本改善活動-成本改善機率... 30

圖 9 成本改善活動... 31

1

第一章 緒論

自政府頒布「石油管理法」開啟民營業者投身油品銷售市場大門後，致使國 營企業台灣中油股份有限公司（以下簡稱中油)面臨巨大衝擊及與挑戰，隨著台 塑石化股份有限公司(以下簡稱台塑)的加入，石油供應鏈結構由原先一家獨大的 局勢驟轉為寡占市場的年代，分別為台灣中油與台塑石油。面對產業環境全面轉 變，中油除了提升自身競爭力藉以應變局勢之外，對於各石油產品之品質供應、

行銷通路與產能效率，必須在總體營運成本的考量上通盤檢討，以達成提高銷售、

降低成本之目標；然而，强化營運績效的同時需兼顧降低成本與提升顧客滿意度 並維持產能，儼然已成爲業者在競爭激烈的産業環境中一場重要的戰役。

第一節 研究背景

據經濟部能源局「105 年 12 月份各縣市汽車加油站汽、柴油銷售量統計表」

之統計，中油直營及加盟加油站共計 1,969 站，台塑直營及加盟加油站共計 517 站，綜觀近幾年兩大企業加油站所佔之比例略呈 8：2 之態勢，但統計數據卻也 顯示近五年來國內加油站產業競爭激烈，已由 101 年的 2,543 站逐年下降至 105 年的 2,486 站，可見傳統加油站之數量已趨近飽和，經營加油站的獲利已不如往 昔，在此競爭如此激烈的環境下，各業者需重新調整經營模式，以期由傳統經營 型態的競爭中脫穎而出。

日愈競爭的環境對加油站而言是項嚴苛的挑戰，不僅需在行銷策略上推陳出 新，更得對每個成本層面通盤檢討，根據經濟部能源局統計，現今加油站每日平 均發油量約為 14 至 15 公秉，相較於以往每日 20 公秉的銷售盛況已不復見，柯 立恆（2008）在研究中提及，國人生育率降低，致使工讀學生及勞務人員來源減 少，以及近幾年政府規範最低薪資的限制，各種因素導致人力成本不斷攀升；吳

2

冠杰（2009）則指出加油站虧損原因來自於銷量過少、競爭激烈、費用與成本提 升等，而自助加油站的推廣則可降低營收中的高人事成本，進而促使國內興起自 助加油的經營模式，但自助加油站的經營據點仍屬少數，並在法規及客戶消費習 慣的限制上，尚無允許全無人化的加油站設置，為此，各附屬自助加油的加油站 亟需妥善配置現有人力並評估自助加油機之設置。

然而，在油品行銷的市場預測對企業而言是項挑戰，不僅需衡量自身產油能 力，更應兼顧整條供應鏈的最佳利潤與行銷過程的服務水準，方可適切提供應有 之產品與服務；為滿足市場各方需求，著手採購新型加油設備、創新自助加油的 營業手法甚至開發新型油品，皆是為了達成預測之目標。但過往卻習慣以套用經 驗數據解決產能模擬問題，再將推估所得之計畫交予決策者審核，易欠缺正確且 客觀之實體市場行銷數據佐證，以致履行計畫過程得不斷修正改進以配合市場需 求，肇生投資成本浪費或錯失進入市場先機，在環環相扣的產業鏈上不僅易造成 重大損失，更會迫使企業面臨同業競爭的生存挑戰；因此，如何靈活分配握有之 成本與資源，如何精準運算並適度套用舊有數據，將是油品行銷未來努力的目標。

第二節 研究動機

同時以有效的計量方法(整數線型規劃模式)，套用各項已知及未知的產能限制條 件，分析有限的資金、設備等資源之下對整體發油量之影響，以期產出各項有效

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數據作為決策的重要指標。

某公司曾推廣以信用卡為主之自助加油方式取代人工加油，但僅選用少數特

一、勞退新制實施，人力成本上升：民國 94 年 7 月 1 日勞退新制上路，規定雇 主應為適用勞基法之勞工，無論年資長短及是否正職，按月提繳每月工資 6

％以上之勞工退休金，儲存於勞工退休金個人帳戶，不因勞工轉換工作或事 業單位關廠、歇業而受影響，其專戶所有權屬於勞工，因而使雇主雇用人力 之成本提升。此外，105 年 9 月 19 日行政院宣布，自 106 年 1 月 1 日起，

每月基本工資調整為 21,009 元，每小時基本工資調整為 133 元，相較於民 國 104 年 7 月 1 日所規範之最低工資 20,008 元增加了 1,001 元；而最低時 薪制則較 105 年 10 月 1 日所規範之每小時 126 元增加了 7 元，也增加了勞 動成本及勞健保之負擔。

二、現金找零誤差易肇生糾紛：顧客使用現金加油時，因加油站營業員心算、忙 碌或其他人為因素造成找錯錢等狀況，亦會偶爾遭遇顧客加霸王油等事件而 引發糾紛。

三、信用卡付款側錄弊端：依現場經驗及新聞報導得知，人工加油後客戶將信用 卡交由服務人員刷卡付款，少數加油站曾發生工讀生重複刷卡、盜刷信用卡 或側錄等行為，不僅造成顧客損失更重大危及公司形象。

四、高額現金風險及員工人力成本：對市區或客戶數眾多的加油站而言，來客數 眾多雖獲得高額營收，但營業收入現金款項卻也快速累積，造成搶劫或竊盜 等風險問題，雖對營收款項投注相關保險保額，並要求收款人員定時巡收現 金，但人力成本耗損及保險金額投入卻是另一筆成本負擔。

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五、找零週轉金的營運成本：找零週轉金為營運加油站之生財工具，以某公司為 例，平均 600 站每天皆需準備 10 萬元找零週轉金，共計 6,000 萬元之資金 留存於加油站內空轉，造成營運資金成本負擔。

相較於人工加油，自助加油方式亦存在待改進之問題：

一、僅節約部分人力，卻無法完全扣除人力成本：自助加油並非完全節省人力成 本，因目前仍屬推廣階段，因此民眾尚在摸索適應創新的交易方式，觀察現 場實際狀況可發現許多存在之問題，例如：信用卡未開通無法加油、信用卡 卡死於讀取機內、顧客不熟悉加油設備、設備更換發票紙捲、發票單據設備 卡紙等，上述各項問題皆需一名以上人力協助排除，故雖名為自助加油，卻 仍需耗損人力於設備維護或服務客戶。

二、不熟悉設備操作，增加維護成本：自助加油設備雖備有明顯指標，但無法提 示顧客車輛進入之車道，眾多顧客因不熟悉車輛油孔方向，在缺乏服務人員 引導之下，停放錯誤位置，為節省時間而大力拉扯同軸皮管反向加油，不僅 易對加油設備之皮管造成耗損，更因插入油槍角度錯誤易造成油品洩漏，致 使維護成本提升，甚至需加派更多人力恢復設備。

三、顧客缺乏專業訓練，設備效能低落：顧客非專業加油人員，因此設備操作與 加油過程耗損之時間遠大於人工加油，儘管自助加油可提供二十四小時加油 服務，卻因前方顧客長時間使用自助加油設備，而造成後方顧客等待，不耐 久候之顧客可能放棄自助加油而改至鄰近加油站；且加油過程僅短暫占用顧 客加油時間，其餘多數時間為顧客操作軟體、車輛停放位置錯誤、摸索加油 流程、逆向加油造成回堵等，設備使用效能將遠低於人工加油。

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第三節 研究目的

國內現今共計 2,486 個加油站據點，經營業者除了中油及台塑外，尚有統一、

全國、福懋、台糖、山隆、北基等民營業者，油品行銷的競爭市場中不僅對手繁 多且競爭激烈，除了積極擴增營運據點，多角化經營亦是趨勢所在，透過附加的 多角化服務，在同質性極高的競爭中可建立出屬於自己的品牌優勢，然而多角化 服務成本仍得計算於銷售利潤之中，因此在有限的經營利潤空間中，國內許多業 者開始投入人工伴隨自助加油的加油站經營模式。

據中油內部資料指出，自實施自助加油站設點迄今共有 245 站，佔全國中油

其每日發油量略微提高，係因品牌因素、價格因素，亦或顧客對自助加油之接受 度有所影響，尚有探討研究空間；有鑑於以往倚靠經驗法則或主管經驗遴選附設 自助設備之加油站風險高且缺乏客觀數據佐證，為兼顧成本考量與同業競爭，如 何在眾多全人工服務方式之加油站中，評選合適據點以增設自助加油設備，是多 數業者所需考量的首要問題。

本研究將依據上述之背景與動機，藉以驗證假說之正確性，並將研究所得

能夠提供業者評估加油設備作為成本考量之依據，進而決策增派人力或裝設自助 加油設備，以優良服務品質與滿足顧客滿意度雙管齊下，藉以提升公司品牌形象，

同時提升顧客忠誠度，並獲得更多營收利潤。故本研究期望達到以下目的，包括：

一、 透過線型規劃方法，在各項成本及條件限制下，建立計量模型，藉以評估市 區型加油站應新設或廢除自助加油設備，提升整體營運效能，並評比各模 式運算結果，以提出裝設加油設備之策略與建議。

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二、 透過線型規劃方法，在各項成本及條件限制下，建立計量模型，藉以評估郊 區型加油站應新設或廢除自助加油設備，提升整體營運效能，並評比各模 式運算結果，以提出裝設加油設備之策略與建議。

三、 透過線型規劃方法，在各項成本及條件限制下，建立計量模型，藉以評估鄉 村型加油站應新設或廢除自助加油設備，提升整體營運效能，並評比各模 式運算結果，以提出裝設加油設備之策略與建議。

四、 透過線型規劃方法，在各項成本及條件限制下，建立計量模型，藉以評估觀 光型加油站應新設或廢除自助加油設備，提升整體營運效能，並評比各模 式運算結果，以提出裝設加油設備之策略與建議。

第四節 研究流程

本研究將依研究流程分為五個章節分述，研究流程如圖 1 所示。透過線型規 劃作業軟體運算，藉以探討評估如何選擇人工或自助加油設備兩項方案，茲說明 如下：

一、第一章為緒論，針對研究背景、研究動機、研究目的、研究流程等逐一說明。

二、第二章為文獻探討，針對區位理論、營運設備評估、產能策略、成本探討與 分析、財務分析、線性規劃等主題進行文獻深究。

三、第三章為整數線型規劃模式，針對成本、人力、發油量、財務等各面向之限 制，將多方條件轉化為數學模型加以探討。

四、第四章為實例驗證與探討，針對第三章所列舉之限制式及模型進行運算，並 分析運算之最佳化結果。

五、第五章為結論與建議，統整各篇章所得之結果，並針對本研究之結論給予未 來從事相關研究之人員建議。

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圖 1 研究流程 資料來源：本研究整理繪製

研究動機／問題敘述

文獻探討

問題定義

蒐集資料／資料分類

建立模式

模式求解

結論與建議 修正模式 N

Y

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第二章 文獻探討

由於自由競爭的油品市場開啟大門，為拓展營業收益，加油站開始嘗試複合

為發揮其廣大的通路優勢，除銷售主要商品外亦提供洗車、快速保養、便利商店 等相關服務，近年來更開始增設自助加油設備，將人力有效放置在精緻服務與顧 客滿意之上，將加油站塑造為「好厝邊」，期望藉由優良的服務品質與環境吸引 來客人數帶動本業成長，同時鞏固市場優勢；由此可見加油站將人力配置於多元 化服務與自助加油將為未來趨勢。

為配合趨勢發展，本章將對區位理論、營運設備評估、產能策略、成本探 討與分析、財務分析、線型規劃等相關文獻深入研究，預測自助與人工設備加 油適合何種類型加油站，以降低營運及人力成本，並將資源有效運用於多元化 服務項目及其經營之績效。

第一節 區位理論 (location theory)

為了滿足某些活動或滿足某些使用者前提下，統合整體模式建構之考量因素

及模式使用限制之基本假設，將一個或多個服務設施安放於已知的地理空間或某 一網路中，透過設施服務分佈在各空間上之需求點，以規劃最佳化或達成規模經 濟為目標來決定設施區位及數量，使服務活動能順利進行，即稱為設施區位問題 (facility location problem)。其涵蓋範圍與應用相當廣泛，舉凡物流中心、

銷售地點、工廠、加油站、商店、醫院、消防站等設施之區位選擇，皆屬此問題 之範疇。設施地點選擇為影響設施績效之主要因素，例如：物流中心之績效可能

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受設備或員工人數影響，但選擇良好之營運地點卻可大幅降低運輸成本。

過去常由規畫者主觀引導劃設土地使用分區，依循該土地使用類型來設立設 施，卻常於多年後無法符合土地使用分區發展所需，故應設計一套更精準的區位 規劃工具解決上述問題。1990 年後，多以多準則評估及數學規劃兩種方法求解 各項設施區位之選擇，多準則評估主要應用於分析單一設施；數學規劃則應用於 多數設施區位分布問題考量，其探討之設施對象數量依序為非緊急性設施、緊急 設施、鄰避設施；近年來區位求解模式則偏向多目標與多區位的模式(衛萬明、

林宏晉，2006)。茲整理區位規劃模式之研究文獻，包括規劃模式型態、分析問 題之特性、使用之求解方法與模式結構分析如下：

一、模式型態

區位規劃模式之標的是在有限經費之限制下滿足最大需求，相較於設施區位 規劃模式，則主要在滿足設施服務時效性與範圍限制。故模式規劃基礎多採取最 大服務範圍之區位規劃模式(MCLP)，再配合各項問題限制產生各種不同規劃之模 式進行求解，例如：何友峰等(1996)為滿足社區住宅配給多項需求，透過多目標 線性規劃模式求解；Johnson ,& Hurter(1998)為解決住房補貼之區位規劃問題，

設計單目標整數規劃模式後求解；林楨家與謝瓊慧(2003)為配置緊急避難場，利 用設施預算與設施容量等限制考量後探討求解；衛萬明與林宏晉(2006)為解決都 市鄰里公園之設施配置問題，而模擬多項區位模式後選擇最佳解。綜觀前述各項 應用型態之模式可得知，劃設土地分區使用、配置公共設施等區位規劃模式，其 類型及內容多為配置有限之資源以滿足最大需求，藉以解決所面臨之問題，又為 了服務所涉及需求對象，而多運用覆蓋模式以考量設施數量與服務範圍之型態進 行規劃。

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二、問題特性

劃設土地使用或配置設施多屬整數規劃之區位規畫問題型態。Church(1995)、

Farhan(2006)及何友峰等(1996)利用整數規劃與多目標模糊規劃形式，解決區位 配置問題及處理土地使用配置；林楨家與謝瓊慧(2003)結合 0-1 規劃與整數規劃 之變數特性並加以求解，用以解決設施之新增與改善問題；林楨家與蔡耀慶(2006) 深入探討設施間彼此競合關係。由前述各模式應用型態可得知，整體規劃過程面 臨相互衝突且複雜之問題，為使模式型態發展趨向多目標規劃方式且符合實際情 況需求，應運用多目標規劃方法以考量不同目標間之衝突情形，再從中選擇最妥 適的規劃方法。

三、求解方法

曾國雄與林楨家(1997)、林楨家與蔡耀慶(2006)提及，為減少土地使用或設 施區位配置問題複雜度，透過事後偏好介入的計算方式，將規劃過程中配置對象 假設為均質或同等重要以利計算，計算過程多以權重法進行求解，讓規劃者決定 各目標間相對重要性再分配權重。Church(1995)、Farhan(2006)、Teixeira(2007) 及林楨家與謝瓊慧(2003)則是多利用分支界定法解決多屬整數規劃或 0-1 整數 規劃之問題型態；Johnson ,& Hurter(1998)亦先行考量模式結構再選擇限制法 求解。上述問題，因運算過程較為繁複，故面對此類問題現今亦可透過線型規畫 程式或軟體求解以縮短運算時間。

四、模式結構

一般使用區位規劃模式討論土地配置結構等問題，可分為目標式、限制式與 決策變數等三部份討論，茲歸納上述內容與共同點如下所述：

(一)目標式

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土地使用或設施區位配置問題追求之目標分為下列兩種：

1. 使用效益最大化：其目的在於滿足需求或服務考量，包含：涵蓋人 口、距離遠近、旅次需求、設施容量、開放空間加權效益值等。例如：

Church(1995)被覆蓋物種數期望最大值；Johnson ,& Hurter(1998) 追求配置結果之總效益值最大化；林楨家與謝瓊慧(2003)、林楨家與 蔡耀慶(2006)計算涵蓋人口最大化與被服務需求比例最大化。

2. 開發成本最小化：其目的在於追求設置成本或使用成本最小化， 包 含：土地面積、設施總數、旅行距離等。例如：Teixeira(2007)、

Farhan(2006)計算設施與需求中心點間距離最小化；何友峰等(1996) 期望總開發成本最小化；曾國雄與林楨家(1997)追求設置設施數最 小化、衛萬明與林宏晉(2006)期望總加權距離最小化等。

(二) 限制式

表示在系統制約條件下之考量因素，分為三類：

1. 土地或設施容量之限制：為維持一定的服務水準，考量既有資源之 限制及追求設施或土地分區使用。

2. 土地或設施總數之限制：限制開闢數量以符合成本考量，其主要受 限於土地徵收成本或設施開發成本，期望規劃對象不因政府預算而 縮減。

3. 土地或設施位置之限制：綜上兩點所述，土地或設施之容量以及開 發數量有限，需限制位置避免重疊劃設或無法服務。

(三)決策變數

整理前述之問題特性可知，決策變數多受問題特性之制約，包括用地或 設施設置與否、設置單位數量等，而土地使用區位配置問題多屬整數規劃或

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0-1 混合整數規劃問題。

以下將列舉幾位學者在區位理論下所探討之相關文獻：

Hodgson(1990)定點需求為傳統設施之區位模式，網路節點代表每個所需服 務之需求位置，將重點著眼於需求點至服務設施間之距離，例如：救護站需權衡 最短距離為設置地點，使救護車能最快達到各需求點。但流動需求點則為生活中 某些需求卻非位於定點上，而是位於行經交通動線上，例如：上班行經之路線中，

順道使用 ATM 提款或至加油站加油等，此即為流量概念。服務需求者在起點至目 的地間之路徑尋找及使用服務，主要重點為所設置設施能提供服務最多之流量，

但避免重複服務相同流量，亦可歸屬為設施區位問題，例如：在加油站加油設備 設置上，需重視車輛有續航力之限制及考量，因此車輛需一次或多次補充油料方 可完成旅行之問題。

Current(1990) 、Daskin(1995)、Owen(1998)、吳永裕(2005)及林全志(2007) 將區位問題劃分為下列幾項特性，如表 1，茲說明如下：

表 1 設施區位問題分類表

分類指標 類 型

空間結構 平面、網路 供 應 者 私人、公家機構

設施性質 緊急、非緊急、想要、不想要 設施數目 單一、多個

設施容量 有限、無限

需求型態 固定需求、變動需求 目標個數 單目標、多目標

問題分類 靜態與確定性、動態、隨機性

資料來源：Current(1990) 、Daskin(1995)、Owen(1998)、吳永裕(2005)及林全 志(2007)

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一、空間結構：為展現需求及設施設置地點之差異，而劃分為平面區位模式與網 路區位模式兩項。平面模式中，需求及設施可設置地點為平面上任一點；網 路區位模式中，需求及設施可設置地點僅假設為由節點及連線所構成之網路 上可能發生之處，而其中所謂離散性區位網路則假設設施可設置地點僅發生 於網路節點中。

二、供應者：因設置設施之類型與目的不同，依設施供應者二分為私人機構及公 家機構。多數私人機構將投資成本與利潤視為其主要考量之因素；公家機構 則是優先考量其他非利益性因素，例如：民眾之便利性或環境保護等議題。

三、設施性質：細分為緊急、非緊急、想要、非想要四項。緊急設施具時效性因 素，例如：消防局或醫院等設施；非緊急設施則無迫切需求，例如：學校；

另外，某些受歡迎或需要之設施設置，其需求距離要越短越好，例如：醫院 或學校等；而不受歡迎或不想要之設施，則需求距離將越遠越好，例如：垃 圾場及核電場等。

四、設施數目：設施數目因 p-中位、p-中心及最大覆蓋問題之限制，而分為單一 設施或多數設施。單一設施問題受外生變數影響，而外生變數則為事先所給 定設置之設施數；多數設施問題則受到內生變數影響，而其內生變數為集合 覆蓋問題所需設施數之求解結果。

五、設施容量：設施容量可分為有限設施容量及無限設施容量兩類。

六、需求型態：固定需求若假設需求為已知且不會變動，則稱為固定需求；若因 為時間變動而改變需求數量，則稱為變動需求。

七、目標個數：依成本、需求、利潤、環境等四導向，分為單目標與多目標兩類。

八、問題分類：可分為靜態與確定性、動態及隨機性三項區位問題。使用一組不 隨時間變動之資料，其所求之解具一定代表性，則此類問題能協助策劃者洞 悉一般區位選擇，稱之為靜態與確定性之區位問題。若考量未來某時間間格 內，需求隨時間變動而改變，欲在某特定時間範圍內嘗試求得此類不確定性

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之問題最佳或接近最佳的(near-optimal)設施區位，則稱之為動態的區位問 題，該區位問題較能符合實際狀況。由於現實世界存在著隨機的特性，因此 在系統中之需求數量或其他參數均可視為具不確定性，故在模式中隨機取得 變數的機率分佈，並在可能之參數範圍內求得一穩健的設施設置區位，稱之 為隨機性區位問題。

Goodchild & Noronha(1987)針對加油站之區位模式進行研究，將需求二分 為單一目的旅程與多目的旅程。單一目的旅程指由一參考地點至設施，例如：家 或工作地點至設施；多目的旅程則指由一起點至目的地。單一目的旅程需求模式 假設以地區住宅人口代表，多目的旅程模式假設則以交通量代表，利用一常數作 為兩需求之權重，於目標式中追求服務最多之需求，結果顯示，雖二分需求並分 別探討，但因有強烈共線性存於住宅分佈與交通量間，故結果傾向產生相似之解。

研究中亦指出，為便捷資料蒐集，而以交通量代表點至點間之流量，但易肇使流 量重複計算、設施服務流量亦重複之情形，且點至點之交通量無法代表替代能源 車輛能完成旅程，故應以起訖流量代表替代能源車輛能源補充之區位模式計算較 為適當。

Bapna(2002)等人探討欲於開發中國家將有鉛汽油有效轉換為使用無鉛汽油 並設置無鉛汽油加油站，為了提高無鉛汽油車輛之使用意願，拓展車輛行駛旅程，

讓無鉛汽油車輛能通行在各城市間，因此需擴充或建置新的能源補充設備於現存 加油站中；然因需投入大量成本且現實使用者寡少，易致使投資業者恐懼怯步，

故需研發一區位模式，在覆蓋最多需求之前提下，追求最低設置成本，但求解時 則先需考量城市間連接道路，根據道路長度決定所需之補充能源設施，並統計此 連接道路所能覆蓋之人口數為參數，進而計算替代能源車輛行駛所耗費之成本；

而其決策變數則為城市間連接道路需轉換為替代能源車輛能行駛之道路，同時限

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制一城市至少需有一條替代能源道路進出。

由上述文獻可得知，應多面向考量商業性設施設置之需求，以提高設施服務 最多顧客為最大效用，因無法確定決策者之偏好，故均使用多目標權重法進行規 劃，經由不同情況套用不同權重進行求解，且權重法基本理念簡單明確，更具有 不更動原限制式結構之特性，故本研究亦將參考權重法進行規劃，以供決策規劃 參考。

第二節 營運設備評估

以往，主管部門依靠著直覺與經驗決策營運地點或設備，然而，受到法令之 規範與限制，例如：加油站設置管理規則第 13 條對設備之限制「加油站應具備 基本設施如下：一、地下儲油槽。二、具不可倒退計數表之流量式加油機。三、

營業站屋。」，加油站營運設備之選擇基於上述法規限制下，仍有經驗決策空間，

但透過量化與科學方法計算，卻能減少或避免制生錯誤決策。

Fitzsimmons & Fitzsimmons (2005)眾多決策因素會影響服務設施及地點 之選擇，可將服務設施地點等議題區分為三大類，分別為：地理代表性、設施數 量及最佳標準化，茲說明如下：

一、地理代表性：透過二維座標系統標示的方式，將地點選擇與行程距離描繪於 平面地圖或網絡中，而設施則座落於在此平面地圖或網絡的任何位置。

二、設施數量：設施數量多寡影響決策或計算之差異；透過數學方法可解決單設 施地點問題，例如：無競爭對手之鄉鎮，可依人口車輛數設置加油站。但如 需面對多個競爭對手或多位址選擇時，則須考量每一地點服務區域差異、競 爭對手反應及潛在加入者，因此需多方面考量。

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三、最佳標準化：私人部門將成本極小化，亦即利潤極大化列為決策地點或設備 之主要因素；相對於公部門則需考量社會整體利益及民眾需求，例如：民營 加油站多偏向集中於人口密集或高需求之位址，然國營加油站需設址於偏遠 地區以滿足社會或民眾需求。

圖 2 服務設施地點議題分類

資料來源： Fitzsimmons & Fitzsimmons (2005)

Fitzsimmons & Fitzsimmons (2005)另提出服務地點選擇之策略，其將影響 地點之彈性、競爭性決定、需求管理、及聚焦等四面向，分述如下：

一、 地點之決定需長遠規劃，地點之選擇需對未來經濟、人口數量、地區文化、

同業競爭等即時反應，因此，地點之彈性是指面對上述變化時服務可反應 至何種程度。相對於加油站營運據點或設備投資之選擇，即需對未來人口 及車輛成長提前預期並反應。

二、 企業透過下列所述之方法為自己確立優於其他競爭者之相對地位，即所謂 之競爭性決定：

(一) 建立市場意識可提高企業競爭性地位。

(二) 市場開發前搶先獲取主要地點，利用地點之多重選擇作為競爭障礙，

服務設施地點 地理代表性

網路 平面

都會方式量測法 歐幾里得公制

設施數量

一個 多個

服務乘載力 服務水平 服務區域

最佳標準化

公共部門 私人部門

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阻止競爭者進入搶手地點或地段。

(三) 創造人為進入障礙，例如：加油站先行設點可優先排除潛在競爭者，

增添自助服務以創造新的競爭利器。

三、控制商品數量與品質及掌握需求時機之能力稱為需求管理，例如：飯店 業者因設備固定化之本質，肇生無法有效控制產能等問題，為求生產者 可即時有效且穩定供應需求，則將飯店地點設置於鄰近多樣化市場之生 產者附近，可有效解決該問題。自助加油設備亦具有固定化之特性，因 此可深入探討自助加油是否設置於潛在生產(使用)者附近。

四、在眾多地點提供相同服務即稱為聚焦。服務業為求擴張之便，於許多地 點複製標準作業流程或制式設施，然因地點過近而可相互吸走業務，產 生所謂之分食效應。

實際考量服務據點之選擇策略尚有下列因素(Fitzsimmons & Fitzsimmons (2005))，如表 2 所示：

表 2 服務地點考量因素對照表 1.易接近性 易進入之街道 2.能見度 設施能見度高 3.交通 交通流量大 4.停車 充分停車空間 5.擴充 有擴充之餘地 6.環境 鄰近可補充服務 7.競爭 與競爭者之地利 8.政府 土地區分使用 9.勞力 可取得充分勞力

資料來源：Fitzsimmons and Fitzsimmons (2005)

受限於經濟部能源局制定之「加油站設置管理規則」，因此與國內加油站服 務設施評估所作之研究甚少；相較於一般服務業之服務設施評估著重於人潮或人

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口數，加油站服務設施評估則著重於車流量，例如：評估國道或快速道路週邊人 潮或住家極為稀少，但車流量卻極大；相對於市集或百貨商圈周圍，因人潮聚集 而劃設行人徒步區，致使車輛無法進出，評估車流量反之為零。

中油公司訓練所聘請日籍顧問橫山達雄先生（2000-2003），特別針對「新設 加油站」設計相關項目進行評估作業，再以一連串之評估方法預估新設加油站發 油量，進而做為決策設置新加油站之依據，評估項目及計算方式如下：

一、 每車次發油量：汽油車 30 公升/次、柴油車 40 公升/次、機車 3.5 公升/次 二、 汽車進站車次：內側車道車次*5%＋外側車道車次*3%

三、 基本發油量：汽油車車次*30＋柴油車車次*40＋機車車次*3.5

四、 加權平均綜合影響係數：加油站設備*0.2＋週邊環境*0.3＋鄰近道路*0.3

＋競爭站*0.2

五、 理論發油量：基本發油量*加權平均綜合影響係數*季節因素

加權平均綜合影響係數所提及之加油站設備、週邊環境、鄰近道路、競爭 站等因素，依下方表列之評分項目及內容給予評分，加油站之加油設備評分如 表 3 所示、週邊環境評分如表 4 所示、鄰近道路評分如表 5 所示、競爭站評分 如表 6 所示；另外，與季節因素相關之因素以季節變動指數給分，如表 7 所 示：

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表 3 加油站設備評分參考表

項目 內容 係數 給分

加油站面寬

25 公尺以下 80

25 公尺至 28 公尺 90 28 公尺至 32 公尺 100 32 公尺至 3 公尺 110 36 公尺以上 120

坪數

250 坪以下 90

250 坪至 330 坪 100 330 坪至 400 坪 110 400 坪以上 120

設立年限

1 年以下 90

1 年至 3 年 130 3 年至 5 年 110 5 年至 10 年 100

10 年以上 90

泵島數

2 島以下 90

2 島至 4 島 100

5 島以上 110

同時加油台數

6 台以下 90

7 台至 10 台 100

11 台以上 110

洗車機數量

無 90

1 100

2 110

開放面

1 面開放 100

2 面開放 110

3 面開放 120

出入難易度 90～120

與道路高低差 無 100

有 80～95

合計平均值 係數

資料來源：橫山達雄（2000-2003），中油公司人事訓練所內部資料

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表 4 週邊環境評分參考表

項目 內容 係數 給分

商圈出入口

觀光型 90

鄉村型 90

郊區型 95

工業型 100

城鎮型 130

都會型 120

國道型 120

高速公路出入口

入口位於 1KM 以內 120 出口位於 1KM 以內 110

無 100

大量人潮地帶

無 100

有百貨公司 95

有大型商圈 90

住宅密度 依狀況 90～120

商圈密度 依狀況 90～120

周邊建築物高度

鄰接加油站 3 樓以內 120 鄰接加油站 4 樓至 6 樓 100 鄰接加油站 7 樓以上 95 合計平均值

係數

資料來源：橫山達雄（2000-2003），中油公司人事訓練所內部資料

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表 5 鄰近道路評分參考表

項目 內容 係數 給分

道路種類

產業道路 90

縣道 95

省道 100

市區道路 110

工業道路 110

車線道

1 線道 110 2 線道 120 3 線道 100

車速

30KM 以下 120 30KM 至 50KM 110 50KM 至 60KM 100 60KM 以上 90 路線曲直

直線 100

凸線 90

凹線 110

慢車道 有 80

無 100

中央分隔島 有 80

無 100

交通號誌 有 100

無 120

斜坡

無 100

上坡 110

下坡 90

合計平均值 係數

資料來源：橫山達雄（2000-2003），中油公司人事訓練所內部資料

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表 6 競爭站評分參考表

項目 內容 係數 給分

競爭站數

1KM 內無競爭站 200 對向有一家 150 對向有二家 140 同向有一家 130 同向有二家 110 綜合三家 100 綜合四家以上 90 合計平均值

係數

資料來源：橫山達雄（2000-2003），中油公司人事訓練所內部資料

表 7 季節變動指數參考表

月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 指數 0.95 0.84 0.97 0.97 1.01 0.96 1.04 1.03 0.96 1.00 0.95 1.04 資料來源：橫山達雄（2000-2003），中油公司人事訓練所內部資料

上述評估項目與內容，主要應用於新設加油站或現有加油站之績效評估，但 表列之考量因素亦可作為自助加油機據點設置之評估項目。為吸引顧客由人工加 油轉至自助加油，且避免自助加油與人工加油混合，自助加油評估項目主要針對 現有加油站是否增設自助加油設備，因此僅就泵島數、加油站面寬、鄰近道路、

商圈類型、現有設備及顧客因素做為考量，上述所提之季節因素、道路因素與競 爭站因素並不列入考量。

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第三節 產能分類

一般產能常被分為三大類：

一、設計産能（Design capacity）：(王士峯,1997）在理想之情況下，當企業投 入所有生産資源時，所能達成之最大産出。（白健二,1997）。設計産能亦可 稱為最大産出率，一台機器、一項製程或一間工廠於特定條件限制下(如圖 3 所示)，容納産品或勞務的最大産出量另外，顛峰産能（Peak capacity)亦 可代表設計産能，但顛峰産能僅能維持一段時間。

圖 3 影響設計産能的因素 資料來源：本研究整理繪製

二、有效産能(Effective capacity) (下頁圖 4)：預接訂單多寡、調整産品組 合、更換生産排程、定期機器維護、落實品質管制等多項限制條件會影響設 計産能的有效産出；因此，也可指在正常的情况下，製程或廠商所能維持的 最大産出。例如：企業落實實際員工工作時間表與設備運作時間表，所能維 持最好的運作水準。

三、實際産能(Actual capacity)：當生産單位從事實際産出時，會因機器故障 設計

產能 財務

能力 經營

策略 競爭

力

市場 外在

環境 技術

資源 人力

資源 硬體 設施

預估 需求

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停擺、員工出勤缺席、原料庫存短缺、氣候天然災害等不確定的異常因素影 響而能達成的產能稱之。

圖 4 産能的分類

資料來源：王世峯、劉明德（1997）。生產作業與管理。

要進行産能計劃前必須先計算目前産能及各項利用率，利用率(Utilization)

利用率 ＝ ^平均產出

最大産能 * 100%

衡量平均産出與最大産能時，需以同等條件計算，包含：耗費時間、計算單

Chase（1992）由於産出的提升，進而降低每單位產品或服務的平均成本，

稱之為規模經濟（Economies of scale)的概念。規模經濟除了具有降低成本的 特性，更可藉由大量購買低成本材料及擴大生産而獲得製程上的優勢。反之，若 提升產能滿足產量需求，卻耗費更多投資建設導致平均成本隨之提升，過大的規 模導致整體組織變得更複雜，將影響或偏失營運重心，即所謂的規模不經濟

（Diseconomies of scale)，規模不經濟會使得營運作業無效率或無效能並增加 每單位産品或服務的平均單位成本。

設計產能 有效產能 實際產能

限制條件降低設計產能

異常因素降低有效產能

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第四節 產能策略

KraJewski（2002）産能決策前，決策管理者必須預先審慎評估産能策略

一、產能緩衝

為了解決某些狀況下，因需求不確定性而衍生的額外產能，決策管理者必須 設計產能緩衝(capacity cushion)來應對，可以百分比表示之:

產能緩衝 ＝ 100% － 使用率

當生產產能暫時損失或需求突然增加時，產能緩衝將是廠商維持儲備產能(安全 庫存)之鑰，當需求變動幅度較大、供給不穩定或資源彈性較低等不確定的性較 高時，應維持較大的產能緩衝，但若維持過多的產能緩衝致使產能過剩，將會提 高成本造成浪費，故對於資本較密集的產能投資、生產流程標準化之產品或提供 標準化服務的組織，應保持產能緩衝最小化，成本與競爭因素將成為關鍵要素。

二、產能擴充時程與規模

產能決策可因擴充產能時間與擴充產能範圍分為兩項構面探討，時間與規模

為觀望策略(Wait-and-see strategy)，產能擴充次數較為頻繁，但每次產能擴 充量較少也較為保守。

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擴充主義策略(Expansionist strategy)為前瞻性的需求模式，其可造就規 模經濟與快速累積學習經驗，亦可避免因產能不足而錯失銷售契機。而規模經濟 能幫助廠商降低成本，進而獲得價格上之競爭優勢，以提昇市場佔有率，相較於 其他維持保守策略之同業更具優勢。然而若過於樂觀擴充產能，則可能因耗費固 定成本過大，致使企業喪失競爭力(潘俊明,1996)。

觀望策略(Wait-and-see strategy)於產能需求出現後方做應變，故需仰賴 員工臨時加班、聘用臨時人員、延時維修等短期方案彌補不足，雖可透過此策略 減少過度樂觀之需求預測或降低錯誤假設而產生之風險，但卻也可能因産能不足 無法滿足市場即時需求，而使競爭者取得市場先機而錯失佔有率，管理者需權衡 此兩項策略擇一應用，或統整兩項策略之長處加以改善。

圖 5 擴充主義策略

資料來源：本研究整理繪製

圖 6 觀望策略

資料來源：本研究整理繪製

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三、決策連結

對於企業選擇廠址、調整資源彈性、和控制存貨數量等決策時，管理決策者 不僅須連結産能決策與其他作業決策，亦得同時考量對産能緩衝所造成之衝擊；

透過控制産能緩衝、調整資源彈性、提前儲備貨量及延長顧客前置等待時間，可 降低組織整體之不確定性或維持營運系統之平衡。

長遠的産能計劃需搭配長時間之需求預測，但因在長時間的時段中無法平均

等候線模型運用於處理眾多客戶下單的時間及處理需求的時間，通常透過此 模型來解釋在核心工作形成前，每一隨機且獨立之行為，以機率分配的方式估算 每一位客戶平均到達時間、平均處理時間長度、及工作站資源利用的情况，例如：

銀行櫃台、餐廳等。

決策樹則可用於需求不確定性較高且需連續決策時，評估不同的產能擴充方 案，藉以比較在各方案節點上需求成長機率及未來生產報酬之優劣。

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第五節 成本探討與分析

一、成本分類

王献彰（2011）、大濱庄司（2012）、鄭榮郎（2013）為了達到更高程度之價 值，而付出之代價稱之為成本。基於定義不同與分類不同而有不同的解釋，為了清 楚分辨與比較，茲分類各成本名稱如下：

(一) 依據成本與業務量之間的比例變動關係劃分：成本總額在某時期與某 業務量範圍間，因業務量增減而影響成本是否呈比例變動。

1. 固定成本（FixedCost）: 總成本固定不變，不因業務銷售或生產數量 多寡而有影響。例如：廠房、設備及基本組織、租金合約或廣告支出。

2. 變動成本（VariableCost）: 在一定範圍內，隨產銷量之增減變動，

而總成本隨產量成正比例變動者。如:原料、工資..等。

3. 半變動成本（Semivariable Cost）或半固定成本（semifixed Cost）

或混合成本（Mixed Cost）。

(二) 根據企業功能分類：依據產生成本的企業部門功能進行分類。

1. 製造成本:物料加工、原物料成本、設備維修、設備投資、人力薪資、監 工、廠房租金、清潔等費用。

2. 銷售成本:廣告費用、銷貨運費、接單、銷售、採購等費用。

3. 管理成本:總辦公室之員工薪資、人事、會計與總務部門成本、品管或 倉儲等費用。

4. 財務成本:請付款、理財活動、投資活動等費用。

(三) 根據成本與產品關係分類:按能否確定成本歸屬某產品或某部門為標準。

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1. 直接成本:成本能以經濟可行方式確知屬於哪一產品所耗用或追溯至 特定成本標的。又可區分為直接原料、直接人力。

2. 間接成本:成本不能以經濟可行方式認定或追溯至特定成本標的，但仍 為生產過程中所不可或缺，或因金額不重大直接歸屬不符效益者。例 如:水電費、維修費用。又可區分為間接材料、間接人力。

(四) 按與收入配合期間區分：

1. 產品成本（Product Cost）：成本因製造產品而生，該成本應於產品銷 售時轉化為費用，若未出售則應遞延改列存貨。

2. 期間成本（Period cost）：成本與產品製造無關，而改列當期費用。

(五) 按可否控制區分:

1. 可控制成本（ControllableCost）:決策管理者於特定期間內能重大影 響某成本之發生或金額大小。

2. 不可控制成本（NoncontrollableCost）:決策管理者在特定期間內無法 對某成本之發生或金額大小產生重大影響力者。

營業額

利潤

總體 成本

變動 成本

銷售、管理、

財務成本

製造成本

製造直接成本 直接原料成本

固定 成本

直接人工成本 製造間接成本

製造費用 圖 5 成本分類

資料來源：圖解工廠構造與管理，世茂出版

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二、成本改善

大濱庄司（2012）、鄭榮郎（2013）產品開發初期可稱為「開發設計階段」， 成本改善活動可由該階段開始實施，由於初期即進行改善，因此在此期能改善產 品成本的機率相對較高，例如：零組件模組化、產品結構套用模組設計、減少新 規格設計等；接續於開發早期階段應由設計與製造部門協同進行「生產性檢討」， 透過不同部門各司其職之專業發揮所長，相互檢討改進，藉以降低原料與零組件 之成本，並可一併改善產品結構以便縮減製造流程或活用生產技術。當企業內部 各部門或成員以專案方式推動此類活動，將能使成本改善於短期內提升效率。

圖 6 成本改善活動-成本改善機率 資料來源：圖解工廠構造與管理，世茂出版

隨著常態性成本改善的活動範圍越廣，所需之時間與能量也要跟著變大，

但對於提高獲利的貢獻程度也越大，如圖 9，分列三項目標如下：

(一) 削減變動成本，例如：降低原物料成本。

(二) 削減固定成本配合生產量支出之費用，例如：非核心業務外包、會 計、人事、資訊等支出。

(三) 削減固定成本，例如：降低人事成本、相似部門合併。

研發設計 製造準備 物料採購 製造 管理

成 本 改 善 機 率

%

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圖 7 成本改善活動

資料來源：圖解工廠構造與管理，世茂出版

本研究將參考「成本分類」原則、「成本計算」架構與「成本改善」理念，建 立「加油站加油設備生產力最佳化」之數學計算公式。

成本

總收入 損益平衡點

利潤 變動 成本 固定 成本

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第六節 財務分析

Lawrence（2002）財務分析是管理決策者進行産能決策時，預先規劃分配有

與「現值」。

一、 現金流量(Cash flow)：係指經由販賣商品或透過其他方式所得現金流入，

以及給付員工薪資、營業相關税額、其他間接費用所造成現金流出。

二、 現值(Present value)：給定一時刻，當一次或多次該時刻之後發生之總現 金（或現金流）在該時刻之價值稱之。

財務分析經常使用的三種方法分析：回收年限法、淨現值法與内部報酬率。

此三種方法以回收年限法較簡易明瞭、淨現值法較為精準明確、而內部報酬率法 較淺顯易懂，但限用於現金流量確定時方能使用此三種方法。

一、 回收年限法(Payback)：回收年限法未考量金錢的時間價值，故套用於短期 計劃較為合理，是一種簡單且被廣泛使用之方法，主要著重於計算回收原始 投資成本所需耗費之時間。

二、 淨現值法(Net present value; NPV)：將初期投資所投入之成本與其他時 間點現金流入合併計算，轉化為某一特定時間點之值，因常將某特定時間點 設定為現在，故稱為現值法，此法之考量特點是納入了金錢的時間價值。

三、 内部報酬率法(Internal rate of return; IRR)：為找出資產潛在的報酬率 的一種評估方法，將各時期之投資收入轉換為現今價值，且將現今投資額轉 換為目前現值和兩者相比得其折現率，其原理也就是是利用內部報酬率折現，

投資的淨現值等於零而稱之；若投資報酬率大於資金成本，則適合投資。

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第七節 線性規劃

線性規劃模型(Linear programming model) 為作業研究中運用於實務決策

（Bernard W.Taylor,2012)。以線性規劃模型探討産能決策之相關文獻整理參考 如下：

Okubo（1996）因生産數量受限於製程産能及半成品庫存數量，故在製程中 操控可控參數來保留産能，再以經驗數據分析，進而提出在保留産能的非線性單 一個體限制下，兩階段時期之生産庫存系統與新、半成品之訂單規則。

Aghezzaf（2000）產能不僅需考量機器設備之産能，亦須納入每一時期之可 用人力，將兩項要素整合為一套有效率、以基礎人力資源計畫為策略之演算法，

藉由演算法過程獲得人力産能結果，再轉化為以平常工時（Regular-time）及加 班工時(Overtime)為單位之生産産能。

Kok(2000）建立一數學模式包含兩項產能策略，分別為：需求延後（Postpone）

與委外(Outsourcing)，當需求超過目前所能提供的産能時，擇一使用此兩種策 略以取得最低成本之相關參數來决定産能。

Caux（2000）利用組合模擬方法以 branch-and-bound 來選擇路徑，套用於 生產製造流程、各機器産能及生產所需之零件數，依據組合為群組之機器設備的 產能限制下生産所有零件，藉此選擇某一流程，目標使内部各單元的運輸成本最

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小化而得到最佳解。

王文派(2000）為使生產決策最適化並協助管理決策者在合理範圍內考量缺 貨損失、存貨持有與產能閒置等三項成本總合最小化，因此構建一個在模糊決策 環境下之線性規劃備料模式，以需求驅動之多期、多產品線性規劃備料決策模式，

提供設定材料安全存量水準、調整需求預測與規劃瓶頸機台產能水準等三種策略 作為參考。

方孝華（2000）針對當外部環境係數，如：預測需求、外包價格、内部作業 參數、設備可用産能等具模糊性的整體生産規劃問題，提出模糊線性規劃方法及 模型。相較傳統確定性假設模型，更能反應實際環境的現況，並可降低投入相關 資訊成本，管理決策者可適時的調整決策應變實際環境，以獲得較高的決策品質。

洪美妙（2001）針對市場景氣變動不定的環境下 DRAM 產業在需求不確定時 產能擴張的做法，而達成產能擴張的目的。比較不同景氣環境下的之產能設置計 畫並進行實驗，分為兩階段建立整數規劃模式，以觀察產能水準估算法則對工作 站產能設置量與模式缺貨量成本之影響，再比較將單一需求模式與多種需求模式 之缺貨量成本，並提出不同限制下應對之模式，使決策者兼顧模式績效值與求解 時間。

陳碧暉（2001)以 Hung and Leachman (1996)所提出的線性規劃生產計劃模 型為基礎，求解單一晶圓廠在產品需求與產能限制下的最佳生產計劃，並檢視最 近之生產計劃，探討晶圓廠於計劃期間各項資源(如：加工機台等)產能缺乏或剩 餘之困境，再針對該期產能不足之資源項目，尋找不同廠間具相同計劃或同類資 源的可行產能支援。逐步解決各計劃期內之產能支援作業，直至所有產能不足資

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源項目皆完成調度為止。

許世洲（2003）為協助 IC 設計公司外包產能之分配決策，而發展外包產能 規劃(OCP: Outsourcing Capacity Planning)機制，以 IC 產品的淨需求計劃 (Net IC Product Demand Planning)、淨產能需求計劃(Net Capacity Demand Planning)和外包產能分配計劃(Booking Capacity Planning)來預估產能需求 與產能需求分配。而為完成產能需求之計劃，透過線性規劃方式構建需求模式，

當産品進行最終測試後得到需求投入量，再配合産能需求計劃，轉化産品需求為 産能需求，並推算各製程之産能需求。

謝志祥(2003) 在有限產能與訂單交期限制下，為達到供應鏈之最佳化，考 慮最終產品與整體供應鏈網路架構之關係，而對先進規劃排程之主規劃排程部分 進行研究，透過最小化生產處理、運輸和存貨成本，完成多張訂單的生產規劃。

之後再衍生多目標最佳化之生產規劃問題，包括允許使用超額產能及允許訂單延 遲；在允許使用超額產能之前提下，最小化超額產能使用量的問題規劃；而為了 允許訂單延遲，而最小化訂單延遲發生量的規劃問題。

張志成（2004）為降低成本及提高生產效率並確保競爭優勢，利用線性規劃 軟體 LINGO 為工具，規劃機台在既有廠房空間的最佳佈置模式，以産能規劃當作 基礎來建立線性規劃數學模式，並針對個案實例驗證。

劉基全（2004）為了整合多廠生産規劃問題轉化為整數線性規劃問題，但生 産環境具多層上下游關係，導致整數線性規劃問題過於複雜，因此於重新整理後 運用拉氏釋限法(Lagrangian Relaxation)，將問題區分為最終組裝廠及半成品 製造廠兩子問題。在給定拉氏乘數(Lagrangian multiplier)之值後，可依據各

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自目標函數、決策變數之係數，由小而大排序，迅速賦予生産數量之最佳解。

范植職（2005)以整數線性規劃模式探討產能擴充計劃之研究與相關問題，

將模式實際應用於 XX 公司未來擴廠計劃的決策參考。擴廠評估過程中，分析現 有資源及其他條件限制，以投資相關設備硬體、生產製造成本、人力資源等各面 向模式化問題；進而將不同資源條件限制組合為各項方案，並探討財務分析等 相 關條件限制，做為產能規劃之重要參考依據。

黃維民（2006) 研究產品產能最佳化配置之線性規劃，旨在期望透過漆包線 產業實務生產上的考量，以作業研究方法之線性規劃模式，組合機台的產量、投 資達成率、產品平均成本與產品平均獲利百分比，而構成獲利係數；並且依現實 條件限制導入 LP(Linear Programming)模式，以找可行之產能配置組合方式及 產品規劃方法，達到企業預期產出的最佳效能與獲利水平。

陳雅雯（2008) 以線性規劃進行人力配置最佳化決策模式之研究，其主要針 對國內某半導體封測業內部資料之人力配置為例，建立一整數規畫之最佳模式，

藉此尋求正職人員、派遣人員、加班與排休時數最適調配狀態，使總人工成本最 低，驗證結果可得該研究模式人力成本較人工經驗模式為低。

丁榮堂（2009)針對電廠大修人力指派最佳決策模式進行研究，以整數線性 規劃為架構，設定水力電廠水輪組大修人力指派模式為研究範圍，建立數學最佳 化模式，並利用 LINGO 7.0 套裝軟體求解最小支出成本與人力組合之指派。

綜觀上述文獻，研究多只著重於單一項目，礙專業知識不足與實例數據著墨 不深，而鮮少套用製程參數與其他數據考量於生產規劃內。本研究將利用線性規

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劃模式，將相關參數轉化成生產成本，並最佳化可控制之生產成本，以期改善以 往研究著重單一項目，將製造費用、銷售成本、管理成本、財務成本等一併納入 討論，探討在人力配置、總產能、各項成本影響下取得生產力之最佳化。

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第三章 整數線型規劃模式

第一節 整數線性規劃模式

依據問題定義，將欲建構之整數線型規劃模式相關符號與變數彙整如下：

符號說明

i 油品種類：i＝1 表示柴油加油機，i＝2 表示汽油加油機 j 機器型別：j＝1 表示自助加油機，j＝2 表示人工加油機

k 站別地點：k＝1 表示 A 站，k＝2 表示 B 站，k＝3 表示 C 站，k＝4 表示 D 站 l 人力類別：l＝1 表示正職人員，l＝2 表示勞務人員，l＝3 表示工讀學生 參數說明

𝑇𝐶 產能擴充計畫總成本 𝑇𝐶_𝐼 設備投資成本

𝑇𝐶_𝑃 滿足需求預測的銷售相關成本 𝑇𝐶_𝐿 人力資源相關成本

b_𝑖𝑗𝑘 在地點 k，種類 i，型別 j 的機器設備採購單位成本 𝑓_𝑖𝑘 在地點 k，種類 i 的單位銷售成本

λ 不同地點的單位銷售成本價差比率 g_𝑘𝑙 在地點 k，各類別人力 l 的薪資成本 d_𝑖𝑘 在地點 k，產品種類 i 的每月需求預測 a_𝑖𝑗𝑘 在地點 k，種類 i，型別 j 的機器單位產能 α_𝑖𝑗𝑘 在地點 k，種類 i，型別 j 的現有產能

γ 產能預留比例(產能緩衝) w_𝑘 在地點 k，總人力需求限制

z_𝑘𝑙 在地點 k，各類別人力 l 最少需求數 決策變數

X_𝑖𝑗𝑘 在地點 k，投資種類 i，型別 j 的機器數量 Y_𝑖𝑘 在地點 k，產品種類 i 的產能

𝑍_𝑘𝑙 在地點 k，人力類別 l 的雇用數量