行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告
重新加工下之製造系統產能評估 研究成果報告(精簡版)
計 畫 類 別 ： 個別型
計 畫 編 號 ： NSC 99-2622-E-011-005-CC3
執 行 期 間 ： 99 年 06 月 01 日至 100 年 08 月 31 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： 碩士班研究生-兼任助理人員：黃培勝 博士班研究生-兼任助理人員：張秉宸
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 100 年 09 月 02 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：重新加工下之製造系統產能評估
計畫類別：□ 先導型 □ 開發型 █ 技術及知識應用型 計畫編號：NSC 99-2622-E-011-005-CC3
執行期間：99 年 7 月 1 日至 100 年 8 月 31 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、黃培勝、張秉宸
合作企業簡介
合作企業名稱：仁傑食品有限公司 計畫聯絡人：廖建良
資本額：100 萬
產品簡介：黑豆乾、豆腐乳、醬菜 電話：（03）3878608
一、研究摘要(500 字以內)：
本計畫之合作廠商「仁傑食品股份有限公司」乃以生產大溪黑豆干與豆腐乳之 傳統食品，由於產品之多樣且生產過程相當著重傳統人力之經驗，造成生產系統調 整上的困擾，近年來食品市場的變動更加劇烈，因而生產計劃的變動性挑戰更為明 顯。每一項豆乾或豆腐乳的加工過程、流程、耗費之時間不盡相同，且當中牽涉許 多人工的經驗與技術，並非工廠自動化之概念即可達成。實際的運行過程中部分產 品由於未臻理想必須進行重新加工（重工：reworking），此時致使原訂生產排程必須
更改，然而更改之後的新排程其可行性卻又造成執行上的另一項難題，廠商過去僅 能憑實際發生的狀況臨時調整人力（例如聘用短期或一日臨時工），過於欠缺科學性 的評估。本產學計畫乃是架構一隨機型流量網路，涵蓋重工因素、加工時間、多種 商品、與多狀態等因素，實務地應用至食品業之製造系統上，討論於一生產條件要 求下，系統可以成功生產此些產品之可能性，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，以決定生產之瓶頸。
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. 就實務上而言，提供生產系統同時考量重工動作、不良品、系統產能、與訂單 量下之績效指標，以快速決策因應接單之變化。
2. 能擴展產能規劃之科學化技術將至其他食品業。
3. 成功整理生產系統績效指標之相關研究。
4. 能夠深入傳統生產系統，並且提供適合之網路模型與績效指標以供衡量。
5. 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。
6. 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。
7. 熟練數學軟體 LINGO、Mathematica、MATLAB、模擬軟體 Promodel 以及統計 軟體 SPSS 的使用。
8. 能夠將演算法正確編碼成程式。
三、技術研發成果說明：
本計畫針對仁傑食品股份有限公司之製造系統為探討重心，在流量無法守恆之 大前提下架構出合理化之網路模型，並採用最小路徑的網路方法解釋流量之變動，
進一步定義系統的產能，並進行績效指標的設計與衡量，也將進行敏感度分析。以 下依序說明建構模型與導入實務系統之研究步驟與研究方法。我們採用傳輸邊代表 機器，節點代表產品（加工）狀態的 AOA（activity on arc）模式。以定義 G(A, N,
M)表示一個自起點 s 傳送至終點 t 之隨機型流量網路，其中 A{ai|1i p}代表所 有傳輸邊、N{bi|1i n}表示機台且 M (M1, M2,…,Mn)表示最大產能向量，Mi 則表示 bi的最大產能。產能為一單位時間內經由機台（本研究定義為節點）所生產 的最大產品數量。因為隨機型流量網路中，每個節點（機台）的產能為隨機性，因 此以符號 xi表示元件 bi目前產能，其可能值為 0 = ci1< ci2<… <
iri
c = Ci，其中 cij為 整數，j = 1,2,…,ri，以向量 d =（d1,d2,…du）表示商品之需求量，其中 di表示第 i 個終點的需求量。若網路系統的流量能夠(i)同時滿足這些需求量 d=（d1,d2,…,du）且 (ii)不超過傳輸邊之最大產能，則定義該網路系統為成功。
1. 找出網路中的所有的最小路徑（先假設此網路為二元狀態系統，可得此網路之 最小路徑）。
2. 針對需求量 d =（d1,d2,…,du）以最小路徑的概念找出實際流量的分佈情形。因為 在終點處的需求量等於所有路徑流量的總和，利用此一關係式，便可找出所有 最小路徑流量的分佈情況，將會有多組解。
3. 將上步驟的流量分佈轉換成每個機台目前所承擔的負荷量或狀態，找出最接近 的產能以承受此負荷。以向量 X(x1, x2,…,xn)表示產能向量（capacity vector）， 其代表每個機台目前的狀態。
4. 上步驟得到之產能向量為下界向量（lower boundary vector）的候選者，所謂的 下界向量表示使系統滿足要求的最低限狀態，任一產能向量只要大於此一下界
向量必能滿足傳輸 d 商品量的要求。
5. 比較上述候選者，從中找出最小的向量，即為下界向量。
6. 求出的下界向量會有多種可能值，再利用交集互斥法（inclusion-exclusion rule）、 不 交 集 事 件 法 （ disjoint events method ） 或 狀 態 空 間 分 解 法 （ state-space decomposition）可求出產能向量大於或等於下界向量的機率，即系統可滿足需 求量之機率，稱為系統可靠度，以符號 Rd表示之。
四、技術特點說明：
透過本計畫之執行，合作企業可以針對其高依賴人力之特性快速地評估多種產 品下的系統產能，尤其將重工因素與不良品之因素納入，可快速地根據不同之生產 計劃評估出該計劃之合理性與可行性。且在生產現場的人力調整上，該公司可以更 有彈性與科學化根據。內部產能系統在整條供應鏈上幾乎以經驗為判斷，透過本計 畫之評估技術後，便可使該公司在營業銷售據點的擴展策略上提供清晰的後勤評 估，以擴大其市場影響力。因而透過本計畫之執行，該公司可以將過去擔憂因營業 銷售據點的擴張而使生產系統無法因應市場變動的窘境降低，進一步地可健全該公 司生產系統與產銷系統的互動連結。
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。
國科會補助計畫衍生研發成果推廣資料表
日期:2011/05/17
國科會補助計畫
計畫名稱: 重新加工下之製造系統產能評估 計畫主持人: 林義貴
計畫編號: 99-2622-E-011-005-CC3 學門領域: 生產系統規劃與管制
無研發成果推廣資料
99 年度專題研究計畫研究成果彙整表
計畫主持人：林義貴 計畫編號：99-2622-E-011-005-CC3 計畫名稱：重新加工下之製造系統產能評估
量化
成果項目 實際已達成
數（被接受 或已發表）
預期總達成 數(含實際已
達成數)
本計畫實 際貢獻百
分比
單位
備 註 （ 質 化 說 明：如 數 個 計 畫 共 同 成 果、成 果 列 為 該 期 刊 之 封 面 故 事 ...
等） 期刊論文 1 1 100%
研究報告/技術報告 1 1 100%
研討會論文 1 1 100%
論文著作 篇
專書 0 0 100%
申請中件數 1 1 100%
專利 已獲得件數 0 0 100% 件
件數 1 1 100% 件
技術移轉
權利金 0 0 100% 千元
碩士生 1 1 100%
博士生 2 2 100%
博士後研究員 0 0 100%
國內
參與計畫人力
（本國籍）
專任助理 0 0 100%
人次
期刊論文 1 1 100%
研究報告/技術報告 0 0 100%
研討會論文 1 1 100%
論文著作 篇
專書 0 0 100% 章/本 申請中件數 1 1 100%
專利 已獲得件數 0 0 100% 件
件數 0 0 100% 件
技術移轉
權利金 0 0 100% 千元
碩士生 0 0 100%
博士生 0 0 100%
博士後研究員 0 0 100%
國外
參與計畫人力
（外國籍）
專任助理 0 0 100%
人次
其他成果 (無法以量化表達之成 果如辦理學術活動、獲 得獎項、重要國際合 作、研究成果國際影響 力及其他協助產業技 術發展之具體效益事 項等，請以文字敘述填 列。)
透過本計畫之執行，合作企業可以針對其高依賴人力之特性快速地評估多種產 品下的系統產能，尤其將重工因素與不良品之因素納入，可快速地根據不同之 生產計劃評估出該計劃之合理性與可行性。且在生產現場的人力調整上，該公 司可以更有彈性與科學化根據。內部產能系統在整條供應鏈上幾乎以經驗為判 斷，透過本計畫之評估技術後，便可使該公司在營業銷售據點的擴展策略上提 供清晰的後勤評估，以擴大其市場影響力。因而透過本計畫之執行，該公司可 以將過去擔憂因營業銷售據點的擴張而使生產系統無法因應市場變動的窘境降 低，進一步地可健全該公司生產系統與產銷系統的互動連結。
成果項目 量化 名稱或內容性質簡述
測驗工具(含質性與量性) 0
課程/模組 0
電腦及網路系統或工具 0
教材 0
舉辦之活動/競賽 0
研討會/工作坊 0
電子報、網站 0
科 教 處 計 畫 加 填 項
目 計畫成果推廣之參與（閱聽）人數 0
本產學合作計畫研發成 果 及 績 效 達 成 情 形 自 評 表 成果項目 本產學合作計畫預估研究成果及績效指標
（作為本計畫後續管考之參據） 計畫達成情形
技術移轉 預計技轉授權 1 項 完成技轉授權 1 項
國內 預估 1 件 提出申請 1 件，獲得 0 件 專利
國外 預估 1 件 提出申請 1 件，獲得 0 件 博士 1人，畢業任職於業界1人 博士 1人，畢業任職於業界0人
碩士 1人，畢業任職於業界1人 碩士 1人，畢業任職於業界1人 人才培育
其他 1人，畢業任職於業界1人 其他 0人，畢業任職於業界0人
期刊論文 1 件 發表期刊論文 1 件
研討會論文 1 件 發表研討會論文 1 件
SCI論文 1 件 發表SCI論文 1 件
專書 1 件 完成專書 0 件
國內
技術報告 1 件 完成技術報告 0 件
期刊論文 1 件 發表期刊論文 1 件
學術論文 1 件 發表學術論文 1 件
研討會論文 1 件 發表研討會論文 1 件
SCI/SSCI論文 1 件 發表SCI/SSCI論文 1 件
專書 1 件 完成專書 0 件
論文著作
國外
技術報告 0 件 完成技術報告 0 件
其他協助產業發展
之具體績效 新公司或衍生公司 1 家 設立新公司或衍生公司(名稱)：
計畫產出成果簡 述：請以文字敘述 計畫非量化產出之 技術應用具體效 益。（限 600 字以
內）
透過本計畫之執行，合作企業可以針對其高依賴人力之特性快速地評估多種產品下的 系統產能，尤其將重工因素與不良品之因素納入，可快速地根據不同之生產計劃評估 出該計劃之合理性與可行性。且在生產現場的人力調整上，該公司可以更有彈性與科 學化根據。內部產能系統在整條供應鏈上幾乎以經驗為判斷，透過本計畫之評估技術 後，便可使該公司在營業銷售據點的擴展策略上提供清晰的後勤評估，以擴大其市場 影響力。因而透過本計畫之執行，該公司可以將過去擔憂因營業銷售據點的擴張而使 生產系統無法因應市場變動的窘境降低，進一步地可健全該公司生產系統與產銷系統 的互動連結。
