行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告
製造系統之人力導向可靠度評估 研究成果報告(精簡版)
計 畫 類 別 ： 個別型
計 畫 編 號 ： NSC 98-2622-E-011-005-CC3
執 行 期 間 ： 98 年 07 月 01 日至 99 年 06 月 30 日 執 行 單 位 ： 國立臺灣科技大學工業管理系
計 畫 主 持 人 ： 林義貴
計畫參與人員： 博士班研究生-兼任助理人員：葉承達
處 理 方 式 ： 本計畫涉及專利或其他智慧財產權，研究成果報告(精簡版)2 年後可公開查詢
中 華 民 國 99 年 07 月 03 日
行政院國家科學委員會補助產學合作研究計畫成果精簡報告
學門領域：工程處 工業工程與管理學門
計畫名稱：
製造系統之人力導向可靠度評估
計畫類別：□ 先導型 □ 開發型 █ 技術及知識應用型 計畫編號：NSC 98-2622-E-011 -005
-CC3
執行期間：98 年 7 月 1 日至 99 年 6 月 30 日止 執行單位：國立台灣科技大學 工業管理系
計畫主持人：林義貴 計畫參與人員：葉承達
合作企業簡介
合作企業名稱：黃日香股份有限公司 計畫聯絡人：黃文尚
資本額：1560 萬
產品簡介：豆干、豆腐乳 電話：（03）3885456
一、研究摘要(500 字以內)：
本計畫之合作廠商乃以生產大溪豆干與豆腐乳之傳統食品聞名於全國，為一結 合地區觀光特色之食品製造業。在系統產能的規劃上，業者相當仰賴於過去的經驗，
且由於加工過程仰賴人力甚多，因而對於管理科學的技術應用仍屬匱乏。本計劃將 處理系統產能的評估，以可靠度作為系統產能的評估指標。重點則是偏重於人力產 能的評估上，我們將模糊理論導入每一人力於產品上加工時間，而非僅是抽取某些 樣本以表示所有人力產能。本計劃建構人力為主的隨機型流量網路以表達該食品製
造系統，此外尚須涵蓋產品的種類、產品的加工過程、產品耗用產能之狀態、產品 的交期、生產成本的降低、資源的分配等因素。當人力之產能已確定後，本計畫採 用最小路徑之網路分析手法導入系統產能評估，建構同時考量產品需求與人力產能 之隨機型網路模型，評估系統產能能夠吻合生產計劃的可能性，稱為系統可靠度，
乃為系統之績效指標。利用此一指標進一步進行敏感度分析，以找出系統之生產瓶 頸，即為加工區段或者某些人員，進而調整各個生產程序的個別產能以最有效率地 提高系統產能。
二、人才培育成果說明：
透過本案的執行，可以讓參與本計畫之研究生助理得到以下之成果：
1. 就學術上貢獻而言，不僅使隨機性流量網路之相關理論從流量主軸加入人力評 估的要素，能夠同時處理人力產能與容量兩大變動因素，使流量網路之理論更 臻完整。所提出的網路模型更能擴大作業研究領域，激發更多學者參與此一領 域之研究可將成果投稿於國際上關於可靠度、品質或 OR 領域之 SCI 學術期刊。
2. 於實務上貢獻而言，我們提出相當完整的網路模型，可視為工具箱，遇到實際 系統時可採用不同的模型以真實反應該系統的特色。
3. 人員訓練上，能夠以紮實嚴謹的過程處理流量網路問題，並且能結合網路分析 理論、線性代數、作業研究與統計理論。
4. 有能力以數理能力分析演算法之時間複雜度，亦有能力以模擬方法分析演算法 之時間複雜度。
5. 熟練數學軟體 LINGO、Mathematica、MATLAB、模擬軟體 Promodel 以及統計 軟體 SPSS 的使用。
6. 能夠將演算法正確編碼成程式。
三、技術研發成果說明：
採最小路徑以求出績效指標
在網路分析的領域中已有許多的網路問題被提出，這些問題皆可視為系統的一 種績效指標。面對變遷的系統，過往習於將系統簡化以套用已發展之網路模型，但 是過多的簡化雖能暫時解決問題卻難以反應真實現象，更遑論正確決策。而製造系 統特別關注於廠內之資源（特別是人力產能）變動，為吻合市場需求的生產計劃更 動乃運用經驗法則評估，實務上欠缺以管理科學技術評估系統之即時產能。
因而本計畫以網路分析的角度切入實務系統的績效評估，並且主角不在於機 器，而在於人力產能的評估上，將作業研究、統計與系統模擬等方法發展出的網路 模型與其相對應的績效指標應用至實務產業。
將訂單量表達成網路模型中的終點端需求量。若網路系統的流量能夠(i)同時滿 足終點端需求量 d=（d1,d2,…,du）與(ii)仍在系統供應之能力範圍內，則定義該網路 系統為成功。據此，我們評估多商品流量網路的生產系統可靠度步驟如下：
1. 找出所有最小路徑（先假設此網路為二元狀態系統，可得此網路之最小路徑）。 2. 針對所有商品的需求量 d =（d1,d2,…,du），找出於能滿足(i)與(ii)之流量向量，再
將此流量向量轉換成為系統狀態(即各邊所需具備的負荷量)。稱為成功的系統狀 態。
3. 從所有成功的系統狀態中找出下界向量（lower boundary vector for d）。任何系 統狀態只要大於或等於某一個需求量的下界向量，則系統必為成功。
4. 根據求出的下界向量，利用交集互斥法、不交集事件法或狀態空間分解法算出 系統的供需可靠度 Rd，即為在交期與預算的雙重要求下，系統能夠成功加工特 定數量之不同商品的機率。
5. 以系統可靠度訂為績效指標一，進行敏感度分析以找出最敏感的元件。可朝兩 方向下手，第一，增加某一元件的可靠度，找出對系統可靠度貢獻最大者，即 為優先改善的元件。另則減少某一元件的可靠度，找出對系統可靠度影響最大 者，即為需優先保護或加強的元件。
四、技術特點說明：
本產學計畫乃是建構一隨機型流量網路，涵蓋多種訂單、人力產能、與多狀態 等綜合因素，應用至傳統之食品生產系統上，討論於面臨一批生產訂單之要求時，
考慮大量人力需求之熟悉度與產能(或言生產力)之限制下，系統可以成功生產此些產 品之可能性，即可成功接單之機率，稱之為系統可靠度，將此值視為系統之良好績 效指標。並且進行敏感度分析，以決定接單條件下之生產瓶頸。本計畫以網路分析 的角度切入實務系統的績效評估，將作業研究、統計與系統模擬等方法發展出的網 路模型與其相對應的績效指標應用至實務產業，可幫助國內產業適時評估本身的績 效，以提高資源的利用效益，並且面對瞬時萬變的局勢仍能做出快速反應，以顯著 提升國際競爭力。
五、可利用之產業及可開發之產品：
食品製造業由於顧客口味變化以及競爭加遽，以及仍著重於大量人力作業，對 於訂單有快速回應之壓力，必須考量人力調度上是否能夠快速地回應顧客之訂單詢 問，便可以採用本計畫成果之演算法評估可滿足條件之機率，並且針對不同條件之 變化亦能快速求出相對應的成功機率，可確實達到快速回應客戶訂單的目的。
