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中 華 大 學 碩 士 論 文

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中 華 大 學 碩 士 論 文

題目:瓶頸作業迴流型態 DBR 系統之開發

A Drum-Buffer-Rope System for the Bottleneck Reentry Environment

系 所 別:科 技 管 理 研 究 所 學號姓名:M09203032 黃 永 全 指導教授:吳 鴻 輝 博 士

中華民國九十四年七月

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i

瓶頸作業迴流型態 DBR 系統之開發

學生:黃永全 指導教授:吳鴻輝 博士

摘 要

工廠導入限制驅導式現場排程與管理技術(Drum-Buffer-Rope,DBR)不但 能有效提升產出、降低在製品與縮短生產週期,而且可以提升訂單達交率。

然而對於瓶頸作業有迴流(Reentry)的生產環境,例如半導體晶圓製造廠、IC 基板(Substrate)製造廠或多層印刷電路板(Multilayer Board)製造廠等,在推行 DBR 管理技術時往往變得困難與複雜,最主要的原因之一是因為工廠缺乏一 套 DBR 系統。

因此本研究的主要目的即在開發一套滿足瓶頸作業迴流型態下的 DBR 系統,以協助工廠有效導入 DBR 機制。本系統共有四大模組,分別為限制驅 導式主生產排程模組、限制驅導式排程模組、自主式現場派工模組與訂單交 期控制模組四部份。限制驅導式主生產排程模組主要是提供訂單交貨日期與 下線/投料時間的估算,限制驅導式排程模組主要是設計瓶頸站的詳細生產排 程,自主式現場派工模組提供每一工作站的加工次序,至於訂單交期控制模 組則是監控訂單是否因突發狀況而可能延遲,並且判斷是否予以趕工。

本論文首先詳細說明這四大模組的功能與規格,其次開發出一套雛形系 統以利於 DBR 系統的導入,最後以 eM-Plant 建立模擬環境具體說明本系統 之功用與意義,並測試所開發雛形系統之可行性。透過本系統所提供之功能,

將有助於瓶頸作業迴流型態工廠依 DBR 機制回應客戶訂單交期、現場細部的 排程計劃、排程計劃在現場的有效執行與訂單進度監控等。

關鍵詞:限制驅導式主生產排程、限制驅導式現場排程、自主式現場派工、

訂單交期控制、瓶頸作業迴流型工廠

(6)

ii

A Drum-Buffer-Rope System for the Bottleneck Reentry Environment

Student : Yung-Chuan Huang Advisor : Dr. Horn-Huei Wu

Abstract

Implementing the Drum-Buffer-Rope (DBR) management system effectively increases throughput, lowers WIP, shortens cycle time, and improves on-time-delivery performance. However, implementing DBR is difficult and complex in manufacturing environments with bottleneck reentrant flows, such as semiconductor wafer manufacturing plants, IC substrate manufacturing plants, and multilayer board manufacturing plants. The lack of a DBR system for these environments is a key problem.

A DBR system for manufacturing environments with bottleneck reentrant flows is proposed. The system composes of four modules which are Constraint-Based Master Production Scheduling (CBMPS) module, Drum-Buffer-Rope (DBR) module, Shop Floor dispatching (SFD) module and Order due-date control (ODC) module. The CBMPS module evaluates delivery date and lot release time for new coming orders. The DBR module designs detailed schedule for bottleneck station. The SFD module creates lot dispatching list for each station based on the drum. Finally, the ODC module diagnoses if some order has been attacked by any unexpected fluctuations in the shop floor and if expediting it.

The functions and specifications of these module are described detailed first.

A prototype system is then provided to demonstrate the feasibility of the proposed DBR system. An eM-Plant simulation model is finally utilized to test the functions provided by this prototype system.

keywords: Constraint-Based Master Production Schedule, Drum-Buffer-Rope, Shop Floor dispatching model, Order due-date control, Bottleneck reentrant flows.

(7)

iii

誌 謝

結束了兩年的研究生涯亦代表準備離開讓人羨慕的學生生活,在這兩年 中,最要感謝的是我的恩師吳鴻輝博士在這兩年中辛苦的指導與教誨,讓迷 茫的學生能找到光明,不止在求學與做人處事上,感謝您的恩惠。其次要感 謝李榮貴博士與謝玲芬博士於口試期間的指導,以使得本論文能更完整。感 謝學長姊與學弟妹們的幫忙與建議,還有系上的助理們的幫忙。

其次要感謝我親愛的家人與在天堂的父親,一路支持我能順利完成學 業,你們的付出與對家裡的照顧,讓我能專心致力於學業而不用操心,感謝 你們。還有國中的死黨,在我快要走不下去時的幫助與安慰,有機會大家在 一起出去走走。感謝大學的朋友,你們的刺激與關懷讓我產生了動力。感謝 518 中隊與 143 的夥伴們,大家也都是一路辛苦的走來與熬夜看日出與吃早 餐等,我不會忘記這美好與難忘的時光。

最後我要感謝藝珍這兩年的陪伴,我已忘記妳是何時走進我的生活,但 很感謝妳在我最無助時,能默默能一路陪我走下來。要感謝的人實在太多了,

只有感謝老天來形容大家了,願大家平安、幸福、喜悅。

永全 謹識於風城 中華民國 94 年 8 月 9 日

(8)

iv

目 錄

摘 要... i

Abstract ... ii

誌 謝... iii

目 錄... iv

圖目錄... vi

表目錄... ix

第一章 緒論... 1

1.1 研究背景 ... 1

1.2 研究動機 ... 1

1.3 研究目的 ... 3

1.4 研究架構 ... 4

第二章 文獻探討... 6

2.1 瓶頸迴流作業之限制驅導式排程探討 ... 6

2.2 集體緩衝探討 ... 9

2.3 緩衝管理探討 ... 10

2.4 限制驅導式主生產排程探討 ... 13

第三章 瓶頸作業迴流型態 DBR 系統之建立 ... 15

3.1 問題描述與分析 ... 15

3.2 瓶頸作業迴流型態 DBR 軟體架構... 18

3.3 限制驅導式主生產排程(CBMPS)模組... 24

3.4 限制驅導管理系統(DBR)模組 ... 28

3.5 現場派工模組 ... 33

3.6 訂單交期控制模組(緩衝管理) ... 34

3.7 系統作業程序 ... 36

第四章 系統實作... 41

4.1 系統設計與描述 ... 41

(9)

v

4.2 CBMPS 子系統... 45

4.3 DBR 子系統... 54

4.4 現場派工子系統 ... 64

4.5 訂單交期控制子系統 ... 69

第五章 系統測試... 72

5.1 環境設定 ... 72

5.1.1 工作站與產品設定 ... 72

5.1.2 機台的派工與加工時間 ... 73

5.1.3 訂單到達時間 ... 73

5.1.4 訂單的交期設定 ... 73

5.2 模擬輸出 ... 74

5.2.1 系統運作情況 ... 74

5.2.2 單一訂單追蹤 ... 92

5.3 成果探討 ... 98

第六章 結論與未來研究建議... 100

6.1 結論 ... 100

6.2 後續研究與建議 ... 101

參考文獻... 102

附錄... 105

(10)

vi

圖目錄

圖 1.1 研究架構流程圖... 5

圖 2.1 限制驅導式排程系統之基本概念圖... 6

圖 2.2 瓶頸作業迴流特性... 7

圖 2.3 專案管理之整體安全保護時間... 9

圖 2.4 排程之集體緩衝應用示意圖... 10

圖 2.5 緩衝管理三區域圖... 12

圖 2.6 主生產排程示意圖... 13

圖 3.1 訂單協調圖... 15

圖 3.2 瓶頸作業迴流型態之 DBR 各模組關聯圖 ... 21

圖 3.3 CBMPS 合併示意圖 ... 26

圖 3.4 集體緩衝示意圖... 31

圖 3.5 間隔緩衝之緩衝管理... 35

圖 3.6 瓶頸作業迴流型態 DBR 系統軟體運作圖 ... 37

圖 3.7 重排次序變動... 39

圖 3.8 固定一段時間之次序... 40

圖 4.1 DBR 系統主視窗 ... 42

圖 4.2 瓶頸加工資訊圖... 43

圖 4.3 產品緩衝資訊... 44

圖 4.4 CBMPS 子系統視窗 ... 45

圖 4.5 CBMPS 子系統之新單資訊 ... 47

圖 4.6 舊單資訊... 48

圖 4.7 CBMPS 子系統程序圖 ... 49

圖 4.8 訂單參考備料時間... 50

圖 4.9 CBMPS 生產節奏 ... 52

圖 4.10 訂單 CBMPS 交期 ... 53

圖 4.11 訂單交期分析... 54

圖 4.12 系統之 DBR 子系統視窗 ... 55

圖 4.13 系統之 DBR 子系統新單資訊 ... 56

圖 4.14 系統之 DBR 子系統舊單資訊 ... 57

圖 4.15 系統之 CBMPS 輸出資訊 ... 57

(11)

vii

圖 4.16 設定集體緩衝比例值... 58

圖 4.17 系統之 DBR 子系統程序圖 ... 59

圖 4.18 系統之 DBR 子系統限制驅導節奏 ... 60

圖 4.19 系統之 DBR 子系統投料節奏 ... 61

圖 4.20 系統之 DBR 子系統交期 ... 62

圖 4.21 系統之 DBR 子系統交期分析 ... 64

圖 4.22 現場派工子系統... 65

圖 4.23 瓶頸機台派工程序圖... 66

圖 4.24 瓶頸機台派工... 66

圖 4.25 非瓶頸機台派工程序圖... 67

圖 4.26 非瓶頸機台派工... 68

圖 4.27 現場投料資訊... 68

圖 4.28 緩衝管理控制系統程序圖... 69

圖 4.29 緩衝管理資料... 71

圖 5.1 新單資訊(2003/06/19 12:30)... 74

圖 5.2 CBMPS 子系統交期分析 ... 75

圖 5.2 CBMPS 子系統交期分析(續)... 75

圖 5.3 訂單之生產節奏... 76

圖 5.4 訂單之投料時間... 77

圖 5.5 DBR 子系統交期分析 ... 77

圖 5.5 DBR 子系統交期分析(續)... 78

圖 5.6 瓶頸機台加工指示... 78

圖 5.7 緩衝管理訂單進度視窗... 79

圖 5.8 新單資訊(2003/06/20 12:30)... 80

圖 5.9 CBMPS 子系統交期分析 ... 81

圖 5.10 編號 434 新單之生產節奏... 82

圖 5.11 編號 433WIP 單之生產節奏 ... 83

圖 5.12 編號 434 新單之投料時間... 83

圖 5.13 系統之 DBR 子系統交期分析 ... 84

圖 5.14 瓶頸機台加工指示... 85

圖 5.15 非瓶頸機台加工指示... 85

圖 5.16 緩衝管理訂單進度視窗... 86

圖 5.17 新單資訊(2003/06/21 12:30)... 87

(12)

viii

圖 5.18 系統之 CBMPS 子系統交期分析 ... 87

圖 5.18 系統之 CBMPS 子系統交期分析(續)... 88

圖 5.19 編號 436 新單之生產節奏... 88

圖 5.20 編號 433WIP 單之生產節奏 ... 89

圖 5.21 新單之投料時間... 89

圖 5.22 系統之 DBR 子系統交期分析 ... 90

圖 5.22 系統之 DBR 子系統交期分析(續)... 90

圖 5.23 瓶頸機台加工指示... 91

圖 5.24 緩衝管理訂單進度視窗... 92

圖 5.25 客戶需求訂單(2003/05/22 12:05)... 93

圖 5.26 交期評估分析(2003/05/22 12:05)... 93

圖 5.27 訂單第 1 天生產節奏次序(2003/05/22 12:05)... 94

圖 5.28 訂單第 2 天生產節奏次序(2003/05/23 12:05)... 94

圖 5.29 訂單第 3 天生產節奏次序(2003/05/24 12:05)... 95

圖 5.30 訂單第 4 天生產節奏次序(2003/05/25 12:05)... 95

圖 5.31 訂單第 5 天生產節奏次序(2003/05/26 12:05)... 96

圖 5.32 訂單第 6 天生產節奏次序(2003/05/27 12:05)... 96

圖 5.33 訂單第 7 天生產節奏次序(2003/05/28 12:05)... 97

圖 5.34 訂單第 8 天生產節奏次序(2003/05/29 12:05)... 97

圖 5.35 訂單第 9 天生產節奏次序(2003/05/30 12:05)... 98

圖 5.36 訂單第 10 天生產節奏次序(2003/05/31 12:05)... 98

(13)

ix

表目錄

表 4.1 產品瓶頸加工時間資訊表... 43

表 4.2 產品緩衝資訊表... 44

表 4.3 新單資訊表... 46

表 4.4 舊單資訊表... 48

表 4.5 訂單參考備料時間表... 50

表 4.6 CBMPS 生產節奏資料表 ... 51

表 4.7 CBMPS 交期資料表 ... 52

表 4.8 訂單交期分析表... 53

表 4.9 限制驅導節奏資料表... 60

表 4.10 系統之 DBR 子系統投料節奏資料表 ... 61

表 4.11 系統之 DBR 交期資料表 ... 62

表 4.12 系統之 DBR 子系統交期分析資料表 ... 63

表 4.13 緩衝管理資料表... 70

附表 1 各加工站的詳細資料... 105

(14)

1

第一章 緒論

1.1 研究背景

工 廠 追 求 的 是 能 快 速 回 應 客 戶 的需 求 以 增 加 市 場 競 爭 力 , 對 於 新 訂 單 的 承 接 往 往 需 要 一 段 時 間 與 相 關 人 員 不 斷 的 協 商 , 才 能 回 應 給 予 客 戶 , 從 客 戶 下 單 至 得 到 回 應 這 段 時 間 的 落 差 , 往 往 造 成 客 戶 過 長 的 等 待 而 失 去 了 競 爭 力 , 在 瓶 頸 作 業 有 迴 流 的 生 產 型 態 上 , 這 段 落 差 的 時 間 會 更 嚴 重 , 原 因 是 因 為 在 多 迴 流 型 態 工 廠 的 產 能 規 劃 更 繁 瑣 , 產 能 無 法 有 明 確 的 評 估 指 標 來 給 業 務 與 生 產 規 劃 人 員 使 用 , 而 造 成 產 能 的 虛 報 承 接 了 太 多 的 訂 單 , 使 得 現 場 無 法 滿 足 客 戶 的 需 求 。

而 在 多 迴 流 的 生 產 環 境 中 , 對 於現 場 的 生 產 次 序 規 劃 , 往 往 沒 有 一 套 良 好 的 管 理 機 制 來 執 行 與 安 排 , 原 因 是 因 為 產 品 的 流 程 會 不 斷 迴 流 到 同 一 機 台 進 行 加 工 作 業 , 在 規 劃 生 產 排 程 時 又 有 著 產 品 製 程 的 相 依 性 , 使 排 程 的 設 計 上 增 加 了 許 多 複 雜 度 。 在 交 期 評 估 與 現 場 的 生 產 規 劃 兩 者 間 , 亦 缺 乏 完 整 的 一 套 體 系 來 進 行 規 劃 , 往 往 是 交 期 評 估 為 一 種 模 式 , 在 現 場 的 生 產 排 程 規 劃 又 一 種 模 式 , 兩 者 間 的 達 成 性 沒 有 一 定 的 準 則 。

而 對 於 訂 單 進 度 的 監 控 亦 沒 有 一套 完 整 的 判 斷 模 式 , 常 是 在 出 貨 時 間 到 了 , 才 在 現 場 追 訂 單 而 造 成 現 場 次 序 大 亂 , 這 次 追 趕 的 訂 單 影 響 了 原 本 的 生 產 計 劃 , 使 得 原 本 不 急 的 訂 單 到 最 後 又 變 急 單 , 如 此 的 惡 性 循 環 下 去 , 全 廠 一 直 都 處 於 趕 工 狀 態 。

工 廠 會 產 生 如 此 多 的 問 題 大 多 是因 為 缺 乏 一 套 完 整 的 生 產 管 理 機 制 , 才 會 產 生 訂 單 交 期 不 易 評 估 、 產 能 評 估 不 準 確 、 現 場 投 料 沒 有 準 則 、 沒 有 詳 細 的 排 程 規 劃 與 出 貨 日 期 不 易 掌 握 等 問 題 。

1.2 研究動機

一 套 管 理 機 制 必 須 包 含 現 場 排 程 (計 劃 )、現場 派 工(執行)、現場控 制 ( 考 核 ) 等 三 個 管 理 程 序 , 限 制 驅 導 式 現 場 排 程 與 管 理 技 術

( Drum-Buffer-Rope,DBR) 是 Goldratt【15】 根 據 限 制 理 論 ( TOC)

(15)

2

所 提 出 的 一 套 生 產 排 程 系 統,其 運 作 方 式 即 包 含 這 三 個 程 序,計 劃(限 制 驅 導 式 現 場 排 程 )、執行(自 主 式 現 場 派 工)、 考 核(緩 衝 管 理)。

限 制 驅 導 式 現 場 排 程 觀 念 主 要 是以 系 統 的 瓶 頸 為 核 心 , 設 計 訂 單 在 瓶 頸 的 生 產 順 序,稱 為 限 制 驅 導 節 奏(Drum),再 用 一 緩 衝( Buffer)

來 保 護 瓶 頸 的 產 能,利 用 Drum 加 上 Buffer 來 推 出 投 料 節 奏( Rope),

使 投 料 能 和 瓶 頸 的 生 產 速 度 達 到 同 步,此 三 者(Drum、Buffer、Rope)

即 為 DBR 的 核 心 機 制 , 限 制 驅 導 式 現 場 排 程 方 法 的 主 要 排 程 結 果 , 包 含 瓶 頸 的 生 產 節 奏 與 投 料 時 程 兩 種 計 劃 。

自 主 式 現 場 派 工 可 以 瓶 頸 機 台 與非 瓶 頸 機 台 來 區 分 , 由 於 限 制 驅 導 式 現 場 排 程 結 果 只 針 對 瓶 頸 機 台 來 加 以 安 排 , 對 於 非 瓶 頸 機 台 沒 有 一 定 的 生 產 安 排,因 此 對 於 瓶 頸 機 台 的 派 工 方 式,採 集 中 式 派 工 /管理 的 方 法 , 根 據 限 制 驅 導 節 奏 的 計 劃 生 產 次 序 進 行 加 工 ; 而 對 於 非 瓶 頸 機 台 的 派 工 方 式,採 分 散 式 派 工 /管 理 的 方 法,由 該 站 處 理 人 員 依 現 場 狀 況 自 行 決 定 。

緩 衝 管 理 主 要 是 針 對 現 場 狀 況 進 行 控 制,針 對 各 緩 衝 (瓶 頸 緩 衝 、 裝 配 緩 衝 、 出 貨 緩 衝 )給 予 進 度 的 監 督 , 把 緩 衝 分 成 三 區 間 (忽 略 區 、 警 示 區、趕 工 區 ),當 訂 單 應 該 於 各 計 劃 時 間 內 到 達 該 區,卻 尚 未 出 現 時 , 進 行 處 理 的 動 作 , 如 訂 單 應 該 出 現 在 趕 工 區 , 卻 尚 未 出 現 , 此 時 應 當 針 對 該 訂 單 發 出 趕 工 狀 態 , 現 場 在 收 到 趕 工 指 示 後 , 應 當 讓 此 趕 工 單 迅 速 流 往 下 一 工 作 站 。

以 上 即 為 限 制 驅 導 式 現 場 排 程 與管 理 技 術 包 含 的 三 個 機 制 , 經 由 此 三 個 機 制 , 工 廠 在 實 行 限 制 驅 導 式 現 場 排 程 與 管 理 技 術 時 , 對 於 訂 單 的 交 期 與 投 料 的 時 機 可 以 有 效 的 控 制 。 限 制 驅 導 式 現 場 排 程 與 管 理 技 術 已 成 功 運 用 在 許 多 產 業 上 【 2、11、18、19、21、22】, 然 而 在 瓶 頸 作 業 有 迴 流 的 生 產 環 境 上 , 尚 無 完 整 之 應 用 。 雖 然 過 去 有 一 些 研 究 是 針 對 瓶 頸 作 業 迴 流 下 之 限 制 驅 導 式 現 場 排 程 、 限 制 驅 導 式 主 生 產 排 程 設 計 、 自 主 式 現 場 派 工 與 緩 衝 管 理 的 控 制 方 法 等 進 行 討 論 , 然 而 大 部 份 皆 是 局 部 功 能 的 探 討 , 例 如 李 明 煌 的 「 晶 圓 廠 之 限 制 驅 導 式 主 生 產 排 程 的 設 計 與 應 用 」【 6】、洪 文 章 的「 晶 圓 廠 之 限 制 驅 導 式 兩 階 段 生 產 排 程 的 應 用 -求 最 適 當 週 期 時 間 」【 7】、 蔡 佳 蓉 的 「 瓶 頸 迴 流 的 限 制

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3

驅 導 節 奏 之 設 計 方 法 研 究 」【 9】、葉 美 伶 的「 應 用 集 體 緩 衝 於 瓶 頸 迴 流 生 產 型 態 之 限 制 驅 導 式 主 生 產 排 程 方 法 」【 8】 與 吳 滄 浩 的 「 應 用 限 制 驅 導 式 現 場 排 程 與 管 理 機 制 下 瓶 頸 作 業 迴 流 訂 單 之 交 期 控 制 模 式 」【 1】

等,在 導 入 限 制 驅 導 式 現 場 排 程 與 管 理 技 術 卻 尚 未 有 整 合 系 統 之 研 究。

因 此 本 研 究 之 主 要 動 機 是 藉 由 整合 過 去 在 瓶 頸 作 業 迴 流 型 態 下 之 限 制 驅 導 式 現 場 排 程 、 限 制 驅 導 式 主 生 產 排 程 設 計 、 自 主 式 現 場 派 工 與 緩 衝 管 理 的 控 制 方 法 , 成 為 一 套 整 合 之 系 統 , 並 開 發 一 套 雛 型 系 統 以 輔 助 說 明 迴 流 型 態 工 廠 導 入 限 制 驅 導 式 現 場 排 程 與 管 理 技 術 。 1.3 研究目的

本 研 究 的 目 的 在 說 明 工 廠 在 導 入限 制 驅 導 式 現 場 排 程 與 管 理 技 術 的 方 法 與 開 發 一 套 軟 體 系 統 來 進 行 輔 助 , 說 明 如 下 :

一 、 說 明 CBMPS 模 組 的 功 能 與 建 立 方 式

CBMPS 模 組 主 要 用 來 進 行 訂 單 交 期 評 估 , 可 以 有 效 利 用 瓶 頸 的 產 能 來 進 行 規 劃 , 瓶 頸 的 產 出為 整 個 系 統 的 產 出 , 因 此 可 以 準 確 快 速 利 用 現 場 產 能 評 估 出 交 期 , 而 不 用 經 過 繁 瑣 的 計 算 。 二 、 說 明 DBR 模 組 的 功 能 與 建 立 方 式

DBR 模 組 主 要 用 來 進 行 現 場 的 細 部 排 程 規 劃,採 用 系 統 觀 的 思 維 , 主 要 針 對 現 場 的 核 心 也 就 是 瓶 頸 機 台 來 安 排 訂 單 加 工 次 序 , 以 有 效 控 制 瓶 頸 機 台 的 產 能 , 充 分 利 用 而 不 浪 費 。

三 、 說 明 派 工 模 組 的 功 能 與 建 立 方 式

派 工 模 組 主 要 給 予 現 場 機 台 操 作 指 示 , 說 明 應 當 加 工 哪 一 工 件 , 對 於 瓶 頸 機 台 採 用 集 中 式 派 工, 生 產 次 序 全 依 照 限 制 驅 導 節 奏 來 加 工 , 非 瓶 頸 機 台 採 用 分 散 式派 工 , 由 該 站 處 理 人 員 依 現 場 狀 況 自 行 決 定 。

四 、 說 明 交 期 控 制 模 組 的 功 能 與 建 立 方 式

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4

交 期 控 制 模 組 也 就 是 緩 衝 管 理 系 統 , 主 要 用 來 控 制 訂 單 的交 期 進 度,當 訂 單 進 度 落 後 時,對 現 場 的 非 瓶 頸 機 台 發 出 趕 工 指 示,

要 求 先 行 加 工 趕 工 的 訂 單 。 五 、 整 合 各 模 組 間 的 關 係

利 用 上 述 各 模 組 的 功 用 , 整 合 各 模 組 成 為 一 套 完 整 的 瓶 頸作 業 迴 流 型 態 之 DBR 軟 體 雛 型 , 方 便 瓶 頸 迴 流 型 態 工 廠 導 入 DBR 時 能 簡 易 執 行 , 以 有 效 解 決 上 一 節 所 提 出 的 問 題 。

1.4 研究架構

本 研 究 之 研 究 架 構 及 流 程 如 圖 1.1 所 示 , 主 要 包 含 六 部 份 , 其 說 明 如 下 :

一 、 文 獻 探 討

主 要 針 對 限 制 驅 導 式 現 場 排 程 與 管 理 技 術 、 集 體 緩 衝 、 緩 衝 管 理 、 限 制 驅 導 式 主 生 產 排 程 等 四 部 份 進 行 文 獻 蒐 集 與 分 析 , 進 行 整 理 的 作 業 。

二 、 系 統 架 構 與 各 模 組 間 關 係 說 明

分 別 闡 述 各 模 組 的 功 能 與 方 法 , 說 明 各 模 組 間 的 關 聯 性 , 整 合 成 一 套 完 整 的 系 統 , 對 整 個 架 構 加 以 說 明 以 及 運 作 流 程 。 三 、 系 統 軟 體 實 作

本 研 究 利 用 eM-Plant 進 行 進 行 軟 體 的 開 發 與 建 立,說 明 各模 組 間 的 操 作 流 程 , 包 括 資 料 的 輸 入 與 模 組 運 作 以 及 輸 出 資 訊 等 。 四 、 系 統 測 試

利 用 模 擬 工 廠 環 境 來 驗 證 本 系 統 可 行 , 以 連 續 三 天 本 系 統 提 供 的 資 訊 來 分 析 生 產 規 劃 間 的 關 係 , 以 及 訂 單 間 的 變 化 。 另 外 亦 舉 一 張 訂 單 在 系 統 中 從 到 達 到 完 成 的 關 係 。

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5

五 、 結 論 與 建 議

經 由 模 擬 測 試 的 結 果 加 以 分 析 、 說 明 以 及 檢 討 , 並 針 對 本 研 究 的 不 足 點 作 整 理 , 以 提 出 對 未 來 後 續 研 究 的 建 議 。

文 獻 蒐 集

系 統 架 構 說 明

系 統 軟 體 實 作

系 統 測 試

結 論 與 建 議 各 模 組 間 關 係

說 明

圖 1.1 研 究 架 構 流 程 圖

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6

第二章 文獻探討

2.1 瓶頸迴流作業之限制驅導式排程探討

限 制 驅 導 式 現 場 排 程 與 管 理 技 術 ( Drum-Buffer-Rope, DBR) 是 Goldratt【 15】根 據 限 制 理 論( TOC)所 提 出 的 一 套 生 產 排 程 系 統,限 制 可 分 為 實 體 限 制 和 政 策 限 制 二 種 , 政 策 限 制 是 指 公 司 的 政 策 如 績 效 指 標 、 制 度 等 ; 而 實 體 限 制 則 為 市 場 、 材 料 、 產 能 三 種 限 制 , 而 一 般 所 謂 的 瓶 頸 站 (bottleneck)就 是 指 產 能 限 制 , 也 就 產 能 受 限 產 能 資 源 (Capacity Constrains Resource, CCR)。

在 限 制 理 論 中 限 制 資 源 決 定 此 系 統 的 產 出,因 此 在 DBR 中主要以 瓶 頸 為 核 心 , 設 計 訂 單 在 瓶 頸 的 生 產 順 序 , 稱 為 限 制 驅 導 節 奏

( Drum),再 用一緩衝(Buffer)來保 護 瓶 頸 的 產 能,保 護 瓶 頸 站 加 工 的 作 業 能 及 時 到 來 , 而 不 讓 瓶 頸 挨 餓 , 緩 衝 時 間 的 設 定 則 是 包 含 了 非 瓶 頸 站 加 工 、 換 線 時 間 及 當 機 等 製 程 不 穩 定 的 寬 放 時 間 , 可 以 分 成 出 貨 緩 衝( Shipping Buffer)、瓶 頸 緩 衝( CCR Buffer)、裝 配 緩 衝( Assembly Buffer)三 類,如 圖 2.1 所 示。除 了 緩 衝 的 保 護 外,利 用 限 制 驅 導 節 奏 加 上 緩 衝 來 推 出 投 料 節 奏( Rope),使 投 料 能 和 瓶 頸 的 生 產 速 度 同 步 , 此 三 者 ( Drum、 Buffer、 Rope)即為 DBR 的核 心 機制 。

瓶 頸 站 加 工 作 業

瓶 頸 站 前 的 加 工 作 業 瓶 頸 站 後 的 加 工 作 業

要 和 瓶 頸 站 完 成 品 裝 配 前 的 加 工 作 業

受 限 產 能

圖 2.1 限 制 驅 導 式 排 程 系 統 之 基 本 概 念 圖 資 料 來 源 :【 5】

(20)

7

一 般 在 DBR 中 對 於 限 制 驅 導 節 奏 的 設 計 主 要 有 兩 個 步 驟 : 一 、 產 生 廢 墟 (Ruin)

先 不 要 考 慮 瓶 頸 產 能 的 可 行 性 , 而 只 計 算 訂 單 在 瓶 頸 的 理想 生 產 時 間 , 其 作 法 是 將 訂 單 的 交 期 直 接 減 去 該 產 品 的 出 貨 緩 衝 。 因 此 廢 墟 是 一 個 不 要 考 慮 瓶 頸 產 能 是 否 可 行 的 瓶 頸 理 想 排 程,其 目 的 是 要 評 估 出 各 訂 單 在 瓶 頸 生 產 時 間 的 相 對 先 後 次 序 。

二 、 推 平 廢 墟 (Levelling)

由 於 廢 墟 是 一 個 不 滿 足 瓶 頸 產 能 的 瓶 頸 理 想 排 程 , 亦 即 一 台 機 台 在 同 一 生 產 時 段 可 能 會 有 兩 張 以 上 的 訂 單 , 因 此 必 須 將 這 些 重 疊 的 訂 單 予 以 推 平 及 合 理 化 , 才 能 產 生 合 理 的 瓶 頸 生 產 排 程 。 對 於 產 品 製 程 只 有 一 次 瓶 頸 作 業的 工 廠 而 言 , 由 於 一 張 訂 單 在 瓶 頸 只 有 一 個 加 工 作 業 , 因 此 如 何 設 計 限 制 驅 導 節 奏 或 推 平 廢 墟 , 其 決 策 是 很 直 接 的 。 然 而 對 於 瓶 頸 作 業 有 迴 流 (Reentry)的 生 產 環 境 , 由 於 瓶 頸 作 業 的 迴 流 特 性 , 一 張 訂 單 在 瓶 頸 會 有 兩 個 以 上 的 加 工 作 業 , 如 圖 2.2 所 示 , 因 此 在 設 計 限 制 驅 導 節 奏 或 推 平 廢 墟 時 , 會 因 為 同 一 訂 單 在 瓶 頸 的 前 後 迴 流 作 業 之 相 依 特 性 , 而 導 致 在 設 計 限 制 驅 導 節 奏 或 推 平 廢 墟 時 增 加 技 術 困 難 與 複 雜 性 , 而 無 法 直 接 決 策 。

M 2 M a c h i n e ( 瓶 頸 站 ) M 1 M a c h i n e

M 3 M a c h i n e

M 4 M a c h i n e

圖 2.2 瓶 頸作業迴流特性 資 料 來 源 :【 5】

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8

產 生 這 樣 的 原 因 , 主 要 是 因 為 在 瓶 頸 作 業 有 迴 流 (Reentry)的 生 產 環 境 中 , 存 在 著 兩 個 特 性 :

一 、 製 程 間 的 相 依 性

在 瓶 頸 生 產 節 奏 上,同 一 訂 單 之 後 瓶 頸 作 業 不 可 以 排 在 前 瓶 頸 作 業 之 前 , 否 則 該 瓶 頸 生 產 節 奏 違 反 了 製 程 相 依 之 條 件 , 是 不 可 行 的 排 程 , 也 就 是 指 訂 單 的 第 一 次 瓶 頸 迴 流 作 業 沒 有 加 工 完 , 不 可 以 進 行 訂 單 的 第 二 次 瓶 頸 迴 流 作 業 。

二 、 作 業 間 隔 必 須 大 於 或 等 於 間 隔 緩 衝 的 時 間

在 限 制 驅 導 節 奏 上 , 前 後 兩 瓶 頸 迴 流 作 業 所 排 位 置 間 的 相 隔 時 間 , 稱 為 作 業 間 隔 , 基 本 上 , 作 業 間 隔 的 時 間 是 排 程 的 結 果 , 它 決 定 了 後 瓶 頸 迴 流 作 業 能 開 始 加 工 的 時 間,而 間 隔 緩 衝 則 是 現 場 物 流 所 需 的 時 間,它 決 定 了 後 瓶 頸 迴 流 作 業 在 現 場 能 流 回 瓶 頸 站 的 時 間。在 設 計 限 制 驅 導 節 奏 時,必 須 確 保 前 後 兩 瓶 頸 迴 流 作 業 間 的 作 業 間 隔 不 可 小 於 其 相 對 之 間 隔 緩 衝,否 則 後 瓶 頸 作 業 會 來 不 及 流 回 瓶 頸 站,而 導 致 瓶 頸 的 待 料 閒 置 或 限 制 驅 導 節 奏 的 混 亂 。

針 對 作 業 間 隔 不 可 小 於 間 隔 緩 衝 之 需 求,Goldratt【16】提 出 了間 隔 棍 (Batch Rod)的 觀 念 , 間 隔 棍 為 不 可 壓 縮 的 棍 子 , 長 度 即 為 前 後 兩 瓶 頸 迴 流 作 業 的 間 隔 緩 衝 , 以 確 保 前 後 兩 瓶 頸 迴 流 作 業 間 的 作 業 間 隔 不 可 小 於 間 隔 棍 。 其 次 現 場 若 採 行 單 件 移 轉 批 量 時 , 則 間 隔 棍 可 以 進 一 步 評 估 前 後 兩 瓶 頸 迴 流 作 業 間 的 最 佳 作 業 間 隔 大 小 。 Simons etc.

【 23】 則 依 Goldratt 的 間 隔 棍 觀 念 而 提 出 了 一 套 限 制 排 程 模 式 來 計 算 前 後 作 業 之 開 始 與 結 束 時 間。蔡 佳 蓉【9】依 據 限 制 驅 導 式 現 場 排 程 與 管 理 技 術 (DBR)及 限 制 理 論 (TOC)專 案 管 理 的 觀 念,提 出 一 套 適 用 於 瓶 頸 迴 流 生 產 型 態 的 瓶 頸 生 產 節 奏 推 平 與 合 理 化 方 法 , 可 有 效 解 決 訂 單 交 期 延 誤 問 題,葉 美 伶【 8】應 用 集 體 緩 衝 之 觀 念 提 出 一 套 有 效 的 瓶 頸 迴 流 環 境 瓶 頸 生 產 節 奏 的 設 計 方 法 。

因 此 , 在 本 文 的 瓶 頸 迴 流 作 業 之限 制 驅 導 節 奏 設 計 , 亦 採 用 集 體 緩 衝 的 概 念 來 加 以 設 計 。

(22)

9

2.2 集體緩衝探討

集 體 緩 衝 是 Goldratt【 14】 利 用 專 案 管 理 所 提 出 的 一 套 方 法 , 所 謂 的 專 案 是 指 透 過 相 互 關 連 的 任 務 (Task), 去 達 成 一 個 特 定 的 目 標 。 由 許 多 的 現 象 及 研 究 指 出 , 不 確 定 因 素 是 所 有 專 案 的 典 型 特 徵 , 也 就 是 管 理 不 善 的 主 要 因 素,而 所 有 的 專 案 執 行 者 為 了 使 自 己 的 Task 可 以 準 時 完 成 , 都 傾 向 於 加 入 一 些 可 以 保 護 自 己 的 安 全 時 間 。

但 是 即 使 在 每 個 專 案 都 加 入 了 許多 的 安 全 時 間 來 加 以 保 障 專 案 不 受 不 確 定 因 素 的 影 響 , 實 際 上 專 案 仍 舊 會 產 生 超 時 以 及 超 支 的 問 題 , 也 就 是 說 所 加 入 的 安 全 時 間 並 不 能 真 正 保 護 專 案 不 受 莫 菲 (Murphy’s Law)的 影 響 , 因 此 TOC 式 的 專 案 管 理 便 提 出 了 一 個 整 體 安 全 保 護 時 間 的 觀 念 來 保 障 專 案 。

整 體 安 全 保 護 時 間 的 觀 念 是 由 任 務 的 估 計 時 間 開 始 著 手 , 由 機 率 分 布 圖 中 可 以 發 現 , 任 務 中 間 值 的 達 成 機 率 是 相 當 高 的 , 也 就 是 說 如 果 將 獲 得 的 估 計 時 間 減 少 到 接 近 中 間 值 的 話 , 整 個 任 務 仍 舊 有 相 當 高 的 達 成 機 率 , 所 以 我 們 將 個 別 的 任 務 時 間 減 半 之 後 將 所 減 少 的 安 全 時 間 加 總 到 整 個 專 案 的 最 後 , 成 為 一 個 整 體 的 安 全 時 間 (Project Buffer) 來 統 一 保 護 整 個 專 案 的 交 期 , 如 圖 2.3 所 示 。

1 2 1 2 2 0

3 0

1 6 1 6

P r o j e c t B u f f e r 4 7 1 5

1 0 6

6

8 8 F e e d I n g B u f f e r 1 6

圖 2.3 專 案 管 理 之 整 體 安 全 保 護 時 間 資 料 來 源 :【 14】

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我 們 可 以 將 專 案 管 理 中 的 整 體 安 全 保 護 時 間 ( Aggregated Buffers)觀 念 應 用 在 排 程 推 平 上 面 。 將 製 程 視 為 一 個 專 案 而 每 一 個 間 隔 緩 衝 則 是 一 個 Task, 縮 短 每 一 個 Task 時 間 也 就 是 將 每 一 個 間 隔 緩 衝 的 時 間 縮 短 , 然 後 將 這 段 時 間 集 合 成 為 一 個 大 的 緩 衝 時 間 放 置 在 出 貨 緩 衝 之 後 , 用 來 保 護 這 個 排 程 的 準 確 度 , 如 圖 2.4 所 示 。

B o t t l e n e c k B u f f e r 2 4 h r

1st R o d B u f f e r

1 2 h r

G l o b a l B u f f e r 4 2 h r 2nd

R o d B u f f e r 1 2 h r

3rd R o d B u f f e r

1 2 h r

S h i p p i n g B u f f e r 2 4 h r

S h i p p i n g B u f f e r

2 4 h r B o t t l e n e c k

B u f f e r 2 4 h r

1st R o d B u f f e r

1 2 h r 2nd R o d B u f f e r

1 2 h r 3rd R o d B u f f e r

1 2 h r

圖 2.4 排 程 之 集 體 緩 衝 應 用 示 意 圖 資 料 來 源 :【 9】

2.3 緩衝管理探討

配 合 限 制 驅 導 式 現 場 排 程 方 法 的 特 性 與 現 場 管 理 之 需 求,Goldratt

& Fox【 16、 21】 提 出 了 緩 衝 管 理 的 現 場 控 制 方 法 。 該 方 法 僅 對 系 統 關 鍵 站 作 控 制,即 瓶 頸 站、裝 配 站 (受 限 產 能 站 所 完 成 工 件 之 後 續 裝 配 站 )、以及 出 貨 站 等,雖 然 比 傳 統 現 場 監 控 方 法 所 需 的 資 料 減 少 許 多 且 控 制 程 序 更 為 簡 單 , 然 而 卻 更 能 發 揮 現 場 管 理 的 效 果 。

緩 衝 管 理 基 本 上 是 針 對 單 一 瓶 頸作 業 的 一 套 現 場 管 理 與 訂 單 進 度 的 控 制 機 制 , 由 於 限 制 驅 導 式 現 場 排 程 方 法 共 提 出 了 瓶 頸 緩 衝 、 裝 配 緩 衝 及 出 貨 緩 衝 等 三 種 緩 衝 時 間 的 保 護 觀 念 , 而 每 個 緩 衝 都 有 其 相 對 之 保 護 區 , 因 此 相 對 的 會 產 生 瓶 頸 緩 衝 區 、 裝 配 緩 衝 區 及 出 貨 緩 衝 區 等 三 種 在 製 品 的 暫 存 區 。

由 於 時 間 緩 衝 的 內 容 除 了 設 置(Setup)與 加 工 時 間 外 , 尚 包 含 保 護 系 統 可 能 發 生 的 不 穩 定 狀 況 與 負 荷 高 峰 的 寬 放 時 間 , 而 系 統 的 不 穩 定

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11

與 負 荷 高 峰 會 是 一 隨 機 狀 況,而 不 是 常 態。因 此 一 訂 單 在 現 場 流 動 時,

如 果 遇 上 了 這 些 隨 機 狀 況 , 則 透 過 時 間 緩 衝 的 保 護 尚 可 及 時 到 達 , 然 而 如 果 訂 單 在 現 場 流 動 很 順 時 , 即 會 發 生 提 早 到 達 的 現 象 , 而 形 成 一 緩 衝 區 上 的 在 製 品 存 貨 。 由 於 已 到 達 的 緩 衝 區 的 訂 單 即 為 在 製 品 存 貨,而 尚 未 到 達 緩 衝 區 的 訂 單 即 會 在 緩 衝 區 上 形 成 一 個 空 洞 (hole),而 空 洞 在 緩 衝 區 有 以 下 幾 個 特 性 :

一 、 緩 衝 區 上 一 定 會 有 或 多 或 少 的 空 洞 (即 代 表 未 到 之 訂 單 ), 亦 即 緩 衝 區 上 有 一 些 空 洞 才 是 合 理 的 , 否 則 代 表 現 場 流 程 很 穩 定 , 並 不 需 要 緩 衝 之 保 護 。

二 、 在 緩 衝 區 上 愈 後 面 的 空 洞 , 表 示 才 剛 投 料 , 離 加 工 時 間 還 早 , 所 以 還 不 急 。

三、在 緩 衝 區 上 愈 前 面 的 空 洞,馬 上 就 要 輪 到 加 工,所 以 表 示 愈 嚴 重 。 四 、 緩 衝 區 上 空 洞 愈 多 代 表 現 場 流 程 愈 不 穩 定 ; 反 之 , 空 洞 愈 少 則 表

示 現 場 流 程 愈 趨 穩 定 。

在 緩 衝 管 理 的 應 用 上 , 其 方 法 是將 緩 衝 區 分 為 三 個 區 域 , 即 趕 工 區 (Expediting zone)、 警 示 區(Mentioned zone)及忽略區(Ignored zone) 等 如 圖 2.5 所 示 , 則 透 過 監 控 空 洞 在 這 三 個 區 域 所 出 現 的 位 置 及 數 量 的 多 寡 , 即 可 據 以 研 判 該 訂 單 是 否 會 延 誤 及 時 間 緩 衝 大 小 是 否 適 當 等 , 進 而 發 揮 了 現 場 控 制 及 持 續 改 善 的 管 理 目 的 。

(25)

12

趕 工 區

( E x p e d i t i n g z o n e )

警 示 區

( M e n t i o n e d z o n e )

忽 略 區

( I g n o r e d z o n e )

空 洞

( h o l e )

加 工 訂 單 瓶 頸 計 劃 開 始 時 間 現 在

未 來

圖 2.5 緩 衝管理三區域圖 資 料 來 源 :【 14、21、25】

吳 鴻 輝 與 吳 滄 浩【 3】提 出 一 套 整 合 緩 衝 管 理 與 管 制 圖 之 緩 衝 時 間 控 制 模 式 , 此 模 式 透 過 緩 衝 管 理 機 制 來 監 控 訂 單 到 達 瓶 頸 站 時 機 之 快 慢 程 度 , 其 次 再 以 管 理 圖 分 析 訂 單 到 達 瓶 頸 站 時 機 快 慢 程 度 之 趨 勢 , 最 後 根 據 趨 勢 來 研 判 工 廠 狀 況 是 在 惡 化 或 在 變 好 , 以 及 惡 化 或 變 好 的 程 度,以 便 及 時 調 整 緩 衝 時 間 的 大 小。吳 滄 浩【 1】根據 緩 衝 管 理 的 基 本 理 念 而 提 出 一 套 完 整 的 交 期 控 制 模 式 , 探 討 在 瓶 頸 作 業 迴 流 的 訂 單 交 期 非 常 緊 急 , 可 供 生 產 的 時 間 已 不 足 的 情 況 下 , 如 何 有 效 控 制 訂 單 的 交 期 。

緩 衝 管 理 所 提 供 的 管 理 資 訊 不 只掌 握 了 重 點 , 而 且 是 主 動 性 及 預 知 性 的 管 理 資 訊 , 且 其 管 理 方 法 與 觀 念 都 極 為 簡 單 , 因 此 是 一 套 在 實 務 上 可 行 的 現 場 控 制 方 法 【11】。

(26)

13

2.4 限制驅導式主生產排程探討

一 般 主 生 產 排 程 (MPS)主 要 功 能 可 分 為 兩 大 方 面 : 客 戶/市 場 以及 工 廠 。 客 戶/市 場 是 對 外 的 承 諾 , 例 如 交 期 承 諾 、 訂 單 異 動(插單)、產 能 管 理 等;工 廠 是 對 內 的 指 示,例 如 出 貨 (績 效 考 核 )、現 場 排 程 控 制 、 購 料 (投 料 )計劃、下 線(投料)計 劃等,因此,主 生產 排 程是 客 戶 與 工廠 間 的 重 要 橋 樑 也 是 產 銷 間 的 主 要 依 據,所 以 MPS 之 建 構 必 須 要 簡 單 、 有 效 且 可 靠 合 理 , 如 圖 2.6 所示【 4】。

M P S

戶 / 市 場

交 期 承 諾

出 貨 ( 績 效 考 核 )

現 場 排 程 與 控 制 投 料 ( 下 線 )

購 料 計 劃 訂 單 異 動

圖 2.6 主 生產排程示意圖 資 料 來 源 :【 4】

然 而 在 一 般 的 主 生 產 排 程 構 建 作 業 方 式 中 , 是 以 時 間 間 隔 區 段 來 表 示 生 產 需 求 之 狀 態 , 再 由 這 個 主 生 產 排 程 推 得 其 他 配 合 之 計 劃 , 但 往 往 因 為 時 程 及 其 他 限 制 之 因 素 , 使 得 整 個 主 生 產 排 程 計 劃 執 行 相 當 困 難。Spencer & CoxIII【24】提 出 一 套 架 構 在 限 制 驅 導 式 下 之 主 生 產 排 程 的 構 建 模 式,認 為 主 生 產 排 程 是 將 瓶 頸 資 源 所 安 排 出 來 之 結 果 (即 限 制 驅 導 節 奏 ),而 不 是 物 料 需 求 計 劃 下 的 產 品 完 工 預 期 結 果。在 限 制 驅 導 式 下 之 主 生 產 排 程 中 , 出 貨 計 劃 只 是 瓶 頸 資 源 安 排 後 所 產 生 之 產 出 預 定 結 果 , 而 投 料 計 劃 則 是 為 了 滿 足 主 生 產 排 程 所 做 之 配 合 計 劃 , 在 此 模 式 下 可 以 獲 得 良 好 的 計 劃 與 控 制 。

(27)

14

然 而 此 限 制 驅 導 式 下 之 主 生 產 排 程 是 以 零 工 型 工 廠 之 生 產 型 態 來 構 建 , 此 零 工 型 工 廠 之 瓶 頸 作 業 是 單 一 的 , 其 瓶 頸 製 程 不 具 迴 圈 之 特 性 。 對 於 瓶 頸 製 程 具 迴 流 特 性 之 工 廠 來 說 , Spencer & Cox III 所 提 出 之 主 生 產 排 程 方 法 無 法 直 接 應 用 。 為 了 解 決 這 個 問 題 , 吳 鴻 輝 與 李 明 煌【 4】提 出 了 瓶 頸 迴 流 作 業 合 併 之 構 建 模 式,如 此 即 可 將 瓶 頸 多 迴 流 作 業 的 問 題 簡 化 成 類 似 瓶 頸 沒 有 迴 流 的 單 一 瓶 頸 作 業 , 而 可 直 接 應 用 Spencer & Cox III 所 提 出 之 限 制 驅 導 式 主 生 產 排 程 之 觀 念 。

在 現 行 瓶 頸 迴 流 生 產 型 態 中,其 投 料 /出 貨 計 劃 和 訂 單 在 瓶 頸 生 產 節 奏 不 是 一 對 一 的 關 係 , 因 此 生 產 排 程 不 易 產 生 、 維 護 調 整 與 修 正 , 以 致 無 法 很 快 得 知 插 入 一 張 新 訂 單 後 , 其 可 能 之 完 成 時 間 或 對 現 有 訂 單 的 影 響 , 因 此 , 一 套 良 好 的 排 程 模 式 便 需 要 能 解 決 此 問 題 與 快 速 回 應 。

在 李 明 煌【6】之 晶 圓 廠 之 限 制 驅 導 式 主 生 產 排 程 的 設 計 與 應 用 、 及 吳 鴻 輝 與 李 明 煌 【 4】 之 晶 圓 廠 之 限 制 驅 導 式 主 生 產 排 程 模 式 研 究 中 , 把 多 迴 流 瓶 頸 作 業 進 行 合 併 再 利 用 Spencer & Cox III 所 提 出 之 限 制 驅 導 式 主 生 產 排 程 之 觀 念 , 來 進 行 排 程 設 計 , 其 文 中 所 提 之 合 併 瓶 頸 作 業 之 方 式 是 將 訂 單 經 過 瓶 頸 機 台 所 需 之 加 工 時 間 加 總 起 來 放 到 最 後 一 個 瓶 頸 加 工 位 置 , 成 為 合 併 後 之 瓶 頸 加 工 時 間 , 將 瓶 頸 緩 衝 和 各 間 隔 緩 衝 加 總 起 來 , 放 到 合 併 後 之 瓶 頸 作 業 前 , 成 為 合 併 後 之 瓶 頸 緩 衝 。

洪 文 章【 7】進 一 步 提 出 大 生 管 與 小 生 管,說明 吳 鴻 輝 與 李 明 煌 之 模 式 , 除 了 將 瓶 頸 緩 衝 和 各 間 隔 緩 衝 加 總 之 外 應 加 上 訂 單 之 各 瓶 頸 迴 圈 可 能 被 往 後 推 長 之 時 間 , 放 在 合 併 後 之 瓶 頸 作 業 之 前 , 成 為 合 併 後 之 瓶 頸 緩 衝。而 葉 美 伶【 8】更 進 一 步 提 出 在 重 排 程 下 瓶 頸 迴 流 生 產 型 態 之 限 制 驅 導 式 主 生 產 排 程 方 法 , 由 於 現 場 的 實 際 狀 況 會 不 斷 改 變 , 為 了 排 程 能 順 利 執 行 , 要 能 隨 時 更 新 排 程 進 行 重 排 的 作 業 。

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第三章 瓶頸作業迴流型態 DBR 系統之建立

3.1 問題描述與分析

在 現 行 的 工 廠 中 , 產 品 的 生 命 週期 越 來 越 短 , 往 往 是 在 一 個 產 品 剛 上 市 沒 多 久 , 就 要 在 為 下 一 個 產 品 做 準 備 , 快 速 推 出 新 產 品 也 就 變 成 工 廠 生 存 法 則 之 一 , 也 因 此 會 要 求 供 應 商 能 具 備 快 速 回 應 其 需 求 的 能 力 , 以 有 效 縮 短 訂 單 協 商 和 生 產 規 劃 與 備 料 所 需 的 前 置 時 間 。

由 於 目 前 業 界 對 於 新 客 戶 訂 單 的承 接 , 通 常 是 由 業 務 人 員 與 生 產 計 劃 人 員 在 產 銷 會 議 上 進 行 溝 通 協 調 , 如 圖 3.1 所 示 , 再 透 過 生 產 規 劃 確 認 是 否 有 足 夠 的 產 能 承 接 以 及 該 訂 單 何 時 可 以 出 貨 , 因 此 在 回 覆 客 戶 時 往 往 已 經 過 許 久 的 時 間 , 因 此 縮 短 這 段 協 商 的 時 間 , 能 快 速 回 應 客 戶 的 需 求 , 是 一 個 極 需 解 決 的 問 題 。 而 對 於 生 產 規 劃 而 言 , 由 於 沒 有 一 套 完 整 的 管 理 機 制 , 造 成 現 場 實 際 的 執 行 與 原 本 計 劃 不 相 符 合 , 亦 是 一 個 需 解 決 的 課 題 。

訂單確認 與回應

訂單生產排程

C B M P S

D R U M

現場派工

C C R 派工 N o n C C R

派工

訂單交期控制–緩衝管理 客戶

訂單 入庫 / 出貨

訂單協調時間

( 訂單協調與管理 )

( 生產排程規劃 ) ( 現場機台派工與控制 ) 客戶需求

交期

細部排程 交期

實際執行 交期 粗部排程

交期

圖 3.1 訂 單協調圖

在 製 程 有 迴 流 型 態 的 工 廠 中 (如 半 導 體 晶 圓 廠 ), 往 往 隨 著 迴 流 作 業 次 數 的 增 加 , 使 得 在 生 產 規 劃 上 變 得 相 當 複 雜 , 像 晶 圓 廠 的 一 個 產

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16

品 就 高 達 了 上 百 道 製 程 , 在 設 計 排 程 與 估 計 交 期 時 , 常 常 會 發 生 計 劃 無 法 執 行 與 估 算 的 交 期 與 實 際 的 交 期 相 差 甚 遠 。 而 在 現 行 的 工 廠 運 作 中 , 常 會 發 生 訂 單 處 理 流 程 時 間 冗 長 、 現 場 執 行 混 亂 沒 有 標 準 的 依 據 及 現 場 堆 積 許 多 在 製 品 等 現 象 , 這 樣 的 結 果 將 導 致 訂 單 遲 交 嚴 重 , 這 是 因 為 現 行 的 工 廠 運 作 存 在 著 一 些 問 題 :

一 、 訂 單 交 期 評 估 不 易

業 務 人 員 對 於 是 否 承 接 訂 單 , 是 以 預 先 配 置 好 的 產 品 組 合 數 量 , 分 配 給 各 業 務 人 員 , 對 於 交 期 的 確 認 , 由 生 產 計 劃 人 員 以 固 定 生 產 週 期 為 基 準 作 交 期 的 判 斷 , 此 方 式 容 易 造 成 接 單 上 的 偏 差 。 假 設 某 業 務 人 員 接 單 數 量 超 過 其 分 配 的 產 能 , 而 另 一 個 業 務 人 員 卻 有 過 剩 的 產 能 配 置 , 將 會 造 成 某 些 訂 單 應 該 接 到 卻 沒 有 接 到 的 情 況 發 生 。

當 生 產 計 劃 人 員 在 接 獲 業 務 人 員 的 訂 單 需 求 時 , 必 須 檢 核 該 訂 單 是 否 可 行 與 安 排 預 定 出 貨 時 間 , 再 通 知 業 務 人 員 。 此 方 式 必 須 要 有 一 套 檢 核 模 式 , 以 利 業 務 人 員 在 承 接 新 訂 單 時 , 對 於 那 些 訂 單 該 接 那 些 訂 單 不 該 接 , 可 以 作 為 判 斷 用 。

二 、 產 能 評 估 不 準 確

對 於 現 場 產 能 的 評 估 , 沒 有 一 套 有 效 的 評 估 方 式 , 那 是 因 為 以 往 的 產 能 都 落 入 局 部 觀 之 觀 念 , 而 沒 有 系 統 觀 的 想 法 , 也 就 是 瓶 頸 機 台 的 產 出 才 是 全 廠 的 產 出 , 造 成 產 能 的 定 義 變 得 不 合 理 。

由 於 沒 有 一 套 有 效 的 產 能 評 估 方 式 , 使 得 工 廠 的 實 際 產 能 無 法 得 知 , 在 錯 誤 的 產 能 下 , 業 務 人 員 承 接 新 單 就 會 變 得 不 實 際 , 也 就 是 在 虛 大 的 產 能 下 , 業 務 人 員 以 為 有 足 夠 的 產 能 , 而 接 下 了 許 多 的 訂 單 , 然 而 工 廠 的 產 能 並 沒 有 那 麼 多 , 這 樣 的 結 果 , 只 會 造 成 現 場 屯 積 在 製 品 , 訂 單 的 交 期 不 準 確 。

生 產 線 的 產 能 往 往 是 由 業 務 人 員 與 生 產 計 劃 人 員 協 調 建 立 的 , 而 現 行 的 方 式 由 於 沒 有 一 套 有 效 的 產 能 評 估 模 式 , 生 產 計 劃 人 員 很 難 快 速 的 回 應 訂 單 需 求 與 行 銷 策 略 的 改 變 , 產 能 變 得 不 夠

(30)

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透 明 化 。 這 樣 的 結 果 , 導 致 業 務 人 員 在 接 獲 新 單 後 , 無 法 快 速 回 應 給 客 戶 交 期 , 因 為 業 務 人 員 無 法 依 工 廠 產 能 立 刻 決 定 是 否 該 承 接 此 訂 單 。

三 、 投 料 沒 有 準 則

現 行 工 廠 的 投 料 方 式 , 由 計 算 出 來 的 產 能 分 別 以 每 單 位 時 間 來 看 , 例 如 晶 圓 廠 計 算 出 來 的 產 能 以 製 程 別 的 片 數 來 表 示 , 如 果 所 算 出 來 的 是 月 產 能 , 表 示 這 個 月 能 出 產 3 萬 片 , 在 換 算 成 以 天 為 單 位 來 看 , 除 以 30 之 後 可 以 得 到 每 天 的 產 能 為 1000 片,以此 數 量 來 進 行 投 料 作 業 與 控 制 。

然 而 以 此 模 式 來 進 行 投 料 , 有 其 不 合 理 的 地 方 , 由 於 以 一 段 期 間 的 產 能 來 評 估 投 料 , 而 此 產 能 的 準 確 性 卻 不 一 定 正 確 , 如 果 以 月 產 能 3 萬 片 來 看 , 實 際 有 可 能 比 這 個 值 大 或 小 , 如 果 實 際 產 能 沒 那 麼 多 , 卻 不 斷 的 投 料 , 只 會 造 成 現 場 在 製 品 存 貨 過 多 , 加 工 一 些 賣 不 掉 的 貨 品 罷 了。反 之,如 果 實 際 產 能 需 求 大 於 預 測 值,

那 會 造 成 機 台 閒 置 的 狀 況 , 浪 費 了 機 台 的 產 能 。

由 此 可 知 投 料 並 不 是 由 產 能 算 出 平 均 化 的 結 果 , 投 料 是 要 依 狀 況 來 反 應 , 隨 產 品 種 類 變 化 投 料 量 跟 著 改 變 , 可 能 超 過 平 均 值 亦 可 能 低 於 平 均 值 , 所 以 用 平 均 值 來 控 制 是 不 正 確 的 。

四 、 沒 有 詳 細 的 排 程 規 劃

由 於 迴 流 型 態 的 工 廠 排 程 設 計 複 雜 , 像 晶 圓 廠 常 把 投 料 出 貨 計 劃 與 現 場 的 生 產 安 排 分 開 來 設 計 , 對 於 投 料 給 予 一 單 獨 的 計 劃 , 而 生 產 排 程 執 行 另 一 個 計 劃 , 這 樣 的 結 果 會 造 成 兩 者 間 的 不 妥 協 , 也 就 是 投 料 沒 有 管 現 場 是 否 做 的 完 , 等 到 現 場 在 製 品 屯 積 過 高 了 , 才 減 少 投 料 , 而 久 了 又 會 使 得 現 場 沒 有 料 可 加 工 , 於 是 又 一 窩 瘋 的 投 入 大 量 的 物 料 , 結 果 又 造 成 現 場 在 製 品 屯 積 過 高 , 就 這 樣 一 直 惡 性 循 環 下 去 , 沒 有 一 套 良 好 的 解 決 模 式 。

對 於 現 場 的 生 產 排 程 , 因 為 迴 流 型 態 的 複 雜 無 法 給 予 一 套 合 理 的 生 產 順 序 來 進 行 加 工 , 而 改 用 派 工 方 式 為 排 程 計 劃 , 作 為 線

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上 執 行 的 參 考 , 然 而 派 工 常 隨 著 現 場 的 狀 況 不 斷 在 改 變 , 常 會 發 生 許 多 的 衝 突,例 如 指 派 第 1 機台 加 工訂 單 A,而因 為 訂 單 B 產 生 延 誤 了 , 又 要 第 1 機 台 加 工 訂 單 B, 如 此 的 臨 時 變 換 , 常 在 現 場 中 出 現 , 在 此 多 變 的 現 場 排 程 下 , 常 與 主 生 產 排 程 所 安 排 的 計 劃 有 所 差 異 。

五 、 出 貨 日 期 不 易 掌 握

由 於 現 場 充 斥 著 許 多 的 變 數 , 如 果 沒 有 一 套 有 效 的 生 產 規 劃 作 為 基 準 , 而 只 使 用 派 工 的 方 式 , 那 會 使 得 現 場 過 於 混 亂 , 訂 單 大 多 的 時 間 全 處 於 等 待 加 工 的 情 況 , 把 訂 單 的 處 理 流 程 時 間 大 大 的 拉 長 , 全 廠 都 會 處 在 趕 工 的 狀 態 。

而 在 趕 工 的 狀 態 下 , 為 了 追 求 訂 單 能 準 時 出 貨 , 常 使 用 跟 催 的 方 式 , 擾 亂 了 原 本 的 計 劃 , 主 要 原 因 是 現 場 沒 有 一 套 有 效 的 控 制 機 制 , 給 予 適 度 的 訂 單 進 度 監 控 , 常 在 訂 單 的 交 期 快 到 了 , 發 現 訂 單 延 誤 甚 多 , 才 開 始 跟 催 及 叫 料 等 趕 工 方 法 的 使 用 , 然 而 如 果 訂 單 剩 餘 的 時 間 很 少 了 , 那 這 些 方 法 都 是 無 效 的 。

為 了 解 決 上 述 的 問 題 , 從 客 戶 下 單 的 確 立 、 工 廠 產 能 的 評 估 、 投 料 機 制 的 確 立 、 現 場 生 產 排 程 規 劃 以 及 訂 單 出 貨 日 期 的 掌 握 , 本 研 究 開 發 一 套 瓶 頸 作 業 迴 流 型 態 之 DBR 軟 體 雛 型 , 使 用 集 體 緩 衝 的 限 制 驅 導 節 奏 設 計 , 搭 配 瓶 頸 迴 流 作 業 之 限 制 驅 導 式 主 生 產 排 程 的 方 法 , 再 結 合 緩 衝 管 理 的 方 法 , 可 以 提 供 工 廠 從 接 單 到 現 場 生 產 排 程 計 劃 的 安 排 , 且 在 實 際 執 行 中 有 效 的 控 制 訂 單 進 度 , 使 實 際 的 出 貨 日 期 能 滿 足 客 戶 的 需 求 。 本 研 究 說 明 包 括 建 構 方 式 與 使 用 方 法 , 以 有 效 解 決 上 述 的 問 題 現 象 , 方 便 瓶 頸 作 業 迴 流 型 態 之 工 廠 在 導 入 DBR 機制時,

能 更 易 瞭 解 與 上 手 。

3.2 瓶頸作業迴流型態 DBR 軟體架構

一 套 完 整 的 生 產 管 理 系 統 , 不 僅 可 以 有 效 管 理 現 場 的 生 產 , 還 可 以 提 供 客 戶 訂 單 交 期 的 掌 握 , 從 客 戶 下 訂 單 後 , 經 由 現 場 執 行 與 現 場 控 制 到 實 際 生 產 完 後,這 一 整 個 的 流 程 (訂 單 協 調 與 管 理、生 產 排 程 規 劃、現 場 機 台 派 工 與 控 制 )能 有 效 的 控 制 訂 單 交 期,使 訂 單 能 順 利 達 交。

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當 客 戶 下 訂 單 後 產 生 一 個 交 期 , 本 研 究 定 義 此 交 期 為 「 客 戶 需 求 交 期 」,經 由 場 內 進 行 產 能 評 估 (本 研 究 使 用 CBMPS 方 式 ),檢 視 是 否 有 足 夠 產 能 承 接 此 訂 單 , 以 確 認 與 回 應 客 戶 , 此 產 能 評 估 後 確 認 的 交 期 , 本 研 究 定 義 此 交 期 為 「 CBMPS 交 期 」。在 雙 方 確 認 了 此 粗 部 排 程 交 期 後,即 可 進 行 備 料 作 業 與 現 場 細 部 的 生 產 排 程 規 劃 (本 研 究 使 用 限 制 驅 導 節 奏 設 計 方 式 ),建 立 機 台 的 生 產 計 劃,安 排 機 台 對 工 件 的 加 工 次 序 , 根 據 此 細 部 的 生 產 排 程 規 劃 可 以 得 到 一 個 訂 單 交 期 , 本 研 究 定 義 此 交 期 為 「 DBR 交期」。 在 安 排 了 生 產 排 程 規 劃 後 , 有 了 計 劃 即 可 經 由 現 場 來 實 際 執 行 , 進 行 派 工 的 作 業 , 指 派 各 機 台 的 加 工 次 序 ; 為 了 解 決 現 場 的 突 發 狀 況,需 要 給 與 一 個 控 制 機 制 (本 研 究 使 用 緩 衝 管 理 的 方 法 )來 進 行 現 場 的 監 控,以 控 制 訂 單 能 如 計 劃 時 間 內 完 成,對 於 現 場 實 際 執 行 後 的 結 果 , 訂 單 產 生 的 交 期 , 本 研 究 定 義 此 交 期 為 「 實 際 執 行 交 期 」。

本 研 究 主 要 目 的 在 結 合 產 能 評 估 、 生 產 排 程 規 劃 、 現 場 派 工 、 現 場 控 制 四 部 份 , 來 開 發 一 套 瓶 頸 作 業 迴 流 型 態 之 DBR 軟 體 雛 型 , 以 方 便 瓶 頸 作 業 迴 流 型 態 工 廠 導 入 DBR 機 制 , 其 中 結 合 了 CBMPS 模 組、DBR 模 組、現 場 派 工 模 組、訂 單 交 期 控 制 模 組 四 部 份 建 立 本 系 統。

ㄧ 、 CBMPS 模 組 , 其 基 本 的 理 念 是 把 多 迴 流 瓶 頸 作 業 合 併 為 單 一 瓶 頸 作 業 來 看 , 可 以 簡 化 多 迴 流 瓶 頸 作 業 的 複 雜 性 , 主 要 目 的 是 能 在 短 時 間 內 就 評 估 出 訂 單 的 交 期 , 而 不 用 把 每 個 瓶 頸 作 業 皆 排 出 來 , 縮 短 了 訂 單 交 期 的 規 劃 時 間 , 還 可 以 提 供 有 效 平 準 化 CCR 產 能 與 篩 選 不 合 理 的 訂 單 的 功 能 。

二、DBR 模 組,目 的 是 給 予 現 場 執 行 時 更 詳 細 的 計 畫,採 用 系 統 觀 的 理 念 , 也 就 是 瓶 頸 機 台 的 產 出 為 系 統 的 產 出 之 觀 念 , 來 進 行 現 場 生 產 計 畫 的 安 排 , 只 為 瓶 頸 機 台 設 計 加 工 計 畫 , 也 就 是 安 排 工 件 在 瓶 頸 機 台 的 加 工 順 序 (限 制 驅 導 節 奏 ), 而 不 用 為 全 場 的 機 台 都 設 計 生 產 排 程 規 劃 , 這 樣 的 方 式 可 以 使 工 廠 不 會 過 於 緊 繃 , 只 要 能 充 份 利 用 瓶 頸 機 台 的 產 能 即 可 , 而 非 瓶 頸 機 台 只 要 全 力 配 合 瓶 頸 機 台 來 生 產 , 不 需 要 追 求 使 用 率 , 因 為 非 瓶 頸 機 台 如 果 加 工 的 物 件 不 是 瓶 頸 機 台 所 要 的 , 那 只 會 增 加 現 場 的 在 製 品 堆 積 。

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三 、 現 場 派 工 模 組 , 主 要 針 對 現 場 進 行 指 派 作 業 , 瓶 頸 機 台 使 用 限 制 驅 導 節 奏 來 進 行 加 工 次 序 的 依 據 , 非 瓶 頸 機 台 則 交 給 該 機 台 的 操 作 人 員 視 現 場 狀 況 自 行 決 定 或 者 採 用 先 到 先 加 工 的 方 法 , 而 當 現 場 控 制 機 制 發 出 趕 工 時 , 在 依 趕 工 指 示 選 擇 訂 單 進 行 加 工 , 對 於 投 料 採 用 限 制 驅 導 節 奏 所 推 展 出 來 的 投 料 節 奏 (ROPE)來 進 行 投 料 作 業 。

四 、 訂 單 交 期 控 制 模 組 , 主 要 用 來 進 行 現 場 訂 單 的 進 度 控 制 , 在 訂 單 的 生 產 流 程 中,利 用 各 緩 衝 時 間 來 進 行 監 控 作 業,包 括 瓶 頸 緩 衝、

間 隔 緩 衝 與 出 貨 緩 衝 等 , 將 這 些 緩 衝 時 間 分 成 三 個 區 間 分 別 是 忽 略 區 、 警 示 區 以 及 趕 工 區 , 當 發 現 訂 單 進 度 延 誤 時 , 對 非 瓶 頸 機 台 發 出 趕 工 的 指 示 , 可 以 有 效 控 制 每 個 瓶 頸 作 業 進 度 , 有 別 於 一 般 的 方 法 , 只 能 在 訂 單 的 交 貨 日 期 快 到 了 , 才 發 現 訂 單 流 程 延 誤 了 , 此 時 的 趕 工 只 會 造 成 現 場 更 加 混 亂 , 而 本 模 組 可 以 提 供 及 早 發 現 的 功 能 。

四 個 模 組 間 的 關 聯 性 如 圖 3.2 所 示 , 由 CBMPS 模 組 評 估 現 場 的 產 能 , 排 出 CBMPS 的 出 貨 節 奏 , 確 立 CBMPS 交 期 , 以 及 參 考 備 料 時 間 , 再 給 予 DBR 模 組 , 進 行 細 部 的 排 程 規 劃 , 得 到 瓶 頸 機 台 的 限 制 驅 導 節 奏 , 得 到 瓶 頸 機 台 的 加 工 次 序 與 參 考 加 工 起 迄 時 間 , 給 予 現 場 派 工 模 組 生 產 計 劃 , 指 派 瓶 頸 機 台 的 加 工 次 序 , 以 及 現 場 的 投 料 節 奏 , 而 DBR 模 組 所 產 生 的 限 制 驅 導 節 奏 , 亦 可 給 予 訂 單 交 期 控 制 模 組 , 進 行 現 場 進 度 的 監 控 , 依 狀 況 適 度 給 予 非 瓶 頸 機 台 加 工 指 示 。 在 每 次 重 排 程 的 情 況 下 , 本 系 統 軟 體 產 生 的 計 劃 經 由 製 造 執 行 系 統 與 現 場 進 行 聯 繫 , 對 於 現 場 的 狀 況 經 由 製 造 執 行 系 統 進 行 回 饋 , 以 進 行 訂 單 交 期 控 制 模 組 (BM)進 度 的 監 控 , 以 及 現 場 訂 單 進 度 狀 態 的 回 報 , 以 利 每 次 排 程 作 業 的 進 行 。

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D B R 模 組

瓶 頸 工 作 站 非 瓶 頸 工 作 站

現 場

黃 光 區 工 作 站 前 暫 存 區 氧 化 / 薄 膜 沉 積

圖 案 蝕 刻 . . . .

黃 光 區

出 貨 倉 儲 區

成 品 暫 存 區 訂 單 交 期 控 制

模 組 ( B M )

製 造 執 行 系 統 ( M E S )

C B M P S 模 組

瓶 頸 作 業 迴 流 型 態 之 D B R 系 統

新 單 資 訊

舊 單 資 訊

參 考 備 料 時 間

&

粗 部 排 程 交 期

D R U M & R O P E

&

細 部 排 程 交 期

現 場 派 工 模 組 ( 瓶 頸 & 非 瓶 頸 機

台 & 現 場 投 料 )

圖 3.2 瓶 頸 作 業 迴 流 型 態 之 DBR 各 模 組 關 聯 圖

除 了 以 上 模 組 間 運 作 的 關 聯 外 , 模 組 間 還 有 其 可 行 性 的 關 係 , 例 如 對 CBMPS 模 組 來 說 , 由 於 是 把 多 迴 流 瓶 頸 作 業 合 併 為 單 一 瓶 頸 作 業 來 看 , 對 於 這 種 方 式 的 合 理 性 與 可 行 性 , 也 就 是 CBMPS 的 合 併 與 展 開 後 的 現 場 作 業 順 序 產 能 是 否 能 一 致 ? 針 對 這 個 疑 問 , 李 明 煌 【6】

利 用 狀 況 的 方 式 來 進 行 驗 證 , 針 對 產 能 差 異 上 及 出 貨 差 異 與 間 隔 緩 衝 的 大 小 上 進 行 比 較 , 證 明 將 訂 單 瓶 頸 加 總 方 式 是 可 行 的 。

在 CBMPS 模 組 與 DBR 模 組 關 聯 方 面 ,CBMPS 模組所估算出來 的 交 期 與 DBR 模 組 排 出 來 的 交 期 是 否 能 達 到 一 致 , 也 就 是 兩 者 間 的 合 理 性 , 葉 美 伶 【 8】 利 用 實 驗 的 方 式 , 驗 證 了 CBMPS 模組與 DBR 模 組 之 間 的 合 理 性 , 也 就 是 兩 者 間 是 一 致 的 , 必 須 互 相 搭 配 才 能 使 CBMPS 計 劃 更 有 效 。

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對 於 DBR 模 組 來 說 , 利 用 集 體 緩 衝 方 式 來 解 決 個 別 緩 衝 時 間 的 問 題 是 否 可 行,且 是 否 會 有 比 較 好 的 績 效,對 於 此 蔡 佳 蓉【 9】利 用實 驗 的 方 法 , 證 明 使 用 集 體 緩 衝 方 式 比 沒 有 使 用 的 限 制 驅 導 節 奏 設 計 要 來 的 好,而 葉 美 伶【 8】也利 用 實 驗 證 明,集體 緩 衝 可 以 解 決 瓶 頸 作 業 迴 流 型 態 上 限 制 驅 導 節 奏 設 計 的 複 雜 與 困 難 性 , 且 使 用 集 體 緩 衝 方 式 績 效 會 比 較 好,而 吳 滄 浩【 1】使 用 模 擬 實 驗 的 方 法,證 明 集 體 緩 衝 可 以 解 決 個 別 緩 衝 時 間 的 問 題 , 也 就 是 集 體 緩 衝 可 以 吸 收 廢 墟 推 平 時 的 推 長 效 應 。

在 訂 單 交 期 控 制 模 組 與 DBR 模 組 關 聯 上 , 對 於 計 劃 的 實 現 與 現 場 的 執 行 控 制 有 一 定 的 關 係 , 也 就 是 現 場 要 如 何 控 制 才 能 使 排 定 的 計 劃 容 易 達 成。在 吳 滄 浩【1】的 實 驗 驗 證 中 發 現,緩 衝 管 理 搭 配 集 體 緩 衝 的 方 式 , 再 加 上 重 新 排 程 的 方 法 , 可 以 使 現 場 的 執 行 結 果 與 計 劃 符 合 , 達 到 訂 單 交 期 控 制 的 目 的 。

由 以 上 可 以 知 道 , 本 系 統 所 建 立 的 瓶 頸 作 業 迴 流 型 態 之 DBR 系 統 軟 體 之 間 的 各 模 組 之 可 行 性 是 被 肯 定 的 , 也 就 是 計 劃 、 執 行 、 控 制 三 部 份 的 使 用 可 以 達 到 良 好 的 績 效 。 本 系 統 可 以 有 效 改 善 在 前 一 小 節 所 提 到 的 問 題 , 其 提 供 的 功 能 包 括 :

一 、 可 以 提 供 有 效 的 產 能 評 估 模 式

本 研 究 是 使 用 限 制 理 論 中 的 DBR 為 基 礎 , 採 用 系 統 觀 的 概 念 , 即 瓶 頸 的 產 出 才 是 全 廠 的 產 出 , 來 建 立 產 能 的 評 估 模 式 , 採 用 瓶 頸 迴 流 作 業 之 限 制 驅 導 式 主 生 產 排 程 (CBMPS) 來 進 行 CBMPS 模 組 的 設 計 。 CBMPS 最 基 本 的 理 念 是 把 多 迴 流 瓶 頸 作 業 合 併 為 單 一 瓶 頸 作 業 來 看 , 簡 化 了 多 迴 流 瓶 頸 作 業 的 複 雜 性 , 使 得 全 廠 的 產 能 可 以 有 效 且 正 確 與 快 速 的 被 評 估 出 來 。 生 產 計 劃 人 員 可 以 利 用 此 CBMPS 模 組 , 迅 速 的 推 算 出 現 場 的 產 能 , 可 以 快 速 回 應 訂 單 需 求 , 而 在 行 銷 策 略 改 變 時 , 亦 可 以 經 由 CBMPS 模 式 作 及 時 的 應 變 。

二 、 訂 單 交 期 的 確 認

對 於 訂 單 的 確 認 , 主 要 是 在 短 時 間 內 能 快 速 回 應 客 戶 的 需

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求 , 當 業 務 人 員 在 接 到 新 訂 單 時 , 把 新 訂 單 的 需 求 交 給 生 產 計 劃 人 員 以 CBMPS 模 組 進 行 訂 單 交 期 的 推 算 , 由 於 CBMPS 的 方 法 是 把 多 迴 流 瓶 頸 作 業 合 併 為 單 一 瓶 頸 作 業 來 看 , 可 以 迅 速 推 算 出 訂 單 交 期 而 不 用 經 過 每 個 迴 流 瓶 頸 作 業 一 個 一 個 排 定 , 縮 短 了 排 程 的 時 效 性 。

生 產 計 劃 人 員 在 推 算 出 訂 單 的 交 期 後 , 可 以 快 速 的 給 予 業 務 人 員,以 回 應 客 戶 的 需 求。當 推 算 出 來 的 交 期 (CBMPS 交 期)與客 戶 的 需 求 交 期 相 近 , 即 可 進 行 承 接 的 後 序 作 業 , 而 當 推 算 出 來 的 交 期 與 客 戶 的 需 求 交 期 有 所 相 差 時 , 可 以 把 推 算 出 來 的 交 期 給 業 務 人 員 參 考 , 使 業 務 人 員 能 有 和 客 戶 進 行 協 商 的 依 據 。

三 、 詳 細 的 生 產 排 程 規 劃

在 現 場 的 生 產 排 程 方 面 , 限 制 理 論 中 的 DBR 技 術 亦 給 予 一 套 完 整 的 設 計 模 式 , 由 於 本 系 統 採 用 系 統 觀 的 概 念 , 主 要 是 針 對 全 場 的 瓶 頸 機 台 加 以 設 計 其 生 產 次 序 節 奏 , 也 就 是 限 制 驅 導 節 奏 , 有 效 控 制 全 廠 的 產 能 運 用 。 限 制 驅 導 節 奏 可 以 給 予 瓶 頸 機 台 詳 細 的 生 產 計 劃 , 指 示 瓶 頸 機 台 在 一 堆 訂 單 中 應 該 要 先 加 工 那 張 訂 單 , 而 不 用 隨 著 現 場 催 單 改 變 計 劃 , 因 為 限 制 驅 導 節 奏 即 為 生 產 計 劃 的 主 軸 , 是 不 可 以 改 變 的 , 除 非 是 重 新 排 程 設 計 新 的 限 制 驅 導 節 奏 , 有 了 限 制 驅 導 節 奏 作 為 生 產 的 基 準 , 可 以 使 工 廠 的 生 產 有 一 定 的 方 針 , 而 不 會 隨 著 狀 況 的 產 生 而 大 亂 。

有 了 詳 細 的 計 劃 , 現 場 的 瓶 頸 機 台 依 限 制 驅 導 節 奏 , 以 充 分 利 用 瓶 頸 機 台 的 產 能 , 而 非 瓶 頸 機 台 可 以 視 狀 況 自 行 決 定 , 不 用 特 別 講 求 使 用 率 百 分 之 百 , 只 要 能 全 力 配 合 瓶 頸 機 台 即 可 。 只 對 瓶 頸 機 台 安 排 生 產 次 序 還 可 以 緩 和 全 廠 的 生 產 速 度 , 因 為 如 果 對 全 廠 的 機 台 , 包 括 瓶 頸 機 台 與 非 瓶 頸 機 台 皆 安 排 加 工 次 序 , 會 使 得 現 場 過 於 緊 迫 , 反 而 造 成 反 效 果 。

四 、 投 料 模 式

在 排 定 限 制 驅 導 節 奏 後 , 可 以 推 算 出 每 張 訂 單 的 投 料 節 奏 , 該 於 何 時 投 入 何 種 物 料 以 及 應 該 投 入 多 少 數 量 , 都 有 詳 細 的 指

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示 , 此 投 料 模 式 是 為 了 全 力 配 合 瓶 頸 機 台 的 生 產 節 奏 , 有 同 步 的 意 味 存 在 , 有 效 控 制 訂 單 在 投 料 後 到 瓶 頸 機 台 的 這 段 流 程 時 間 , 減 少 了 在 製 品 屯 積 現 象 的 發 生 , 有 別 於 一 般 的 月 產 能 平 均 投 料 , 會 發 生 多 投 料 與 少 投 料 這 類 的 問 題 。

五 、 訂 單 交 期 的 掌 握

對 於 以 往 總 是 在 訂 單 出 貨 日 期 快 到 了 , 才 發 現 訂 單 進 度 落 後 , 現 場 開 始 趕 工 的 現 象 , 本 研 究 所 建 立 的 系 統 可 以 提 供 及 時 的 進 度 監 控 功 能 , 主 要 是 因 為 本 研 究 所 使 用 的 緩 衝 管 理 , 是 把 訂 單 的 進 度 分 成 區 段 來 檢 視 , 也 就 是 每 個 緩 衝 時 間 中 的 三 區 間 , 每 張 訂 單 都 可 以 作 進 度 的 監 督 , 當 進 度 落 後 時 , 對 非 瓶 頸 機 台 發 出 趕 工 的 指 示 , 使 趕 工 單 能 迅 速 流 到 瓶 頸 機 台 進 行 加 工 作 業 , 有 別 於 以 往 的 方 式 , 要 等 到 出 貨 時 間 快 到 了 才 開 始 追 進 度 , 現 場 催 單 不 斷 造 成 現 場 次 序 大 亂 。

而 對 於 各 模 組 的 功 用 與 作 法 , 將 在 底 下 各 節 說 明 之 , 在 最 後 一 節 進 一 步 說 明 各 模 組 的 整 合 應 用 與 搭 配 。

3.3 限制驅導式主生產排程 (CBMPS)模組

對 於 工 廠 的 產 能 追 求 的 是 及 時 性 和 產 能 透 明 化,生 產 計 劃 人 員 在 進 行 廠 內 產 能 評 估 時 , 能 在 最 短 時 間 內 就 評 估 出 工 廠 內 的 產 能 情 況 , 在 業 務 人 員 接 到 客 戶 下 訂 單 後 , 把 訂 單 的 資 訊 交 給 生 產 計 劃 人 員 進 行 訂 單 交 期 的 評 估 , 而 生 產 計 劃 人 員 能 在 最 少 時 間 內 衡 量 工 廠 是 否 有 能 力 承 接 此 單 , 推 算 訂 單 的 交 期 回 報 給 業 務 人 員 , 使 業 務 人 員 能 快 速 回 應 客 戶 的 需 求 , 這 一 整 個 的 過 程 期 許 的 是 迅 速 和 及 時 化 。

在 產 能 不 足 情 況 下,就 算 無 法 滿 足 客 戶 的 需 求,亦 能 快 速 給 予 一 可 行 的 交 期,提 供 客 戶 作 選 擇,例 如 像 客 戶 的 需 求 交 期 是 3 月 5 日 12:

00,而 產 能 評 估 後 無 法 在 3 月 5 日 12:00 準 時 出 貨 給 客 戶,但 是 經 由 計 算 後 評 估 的 出 貨 日 期 為 3 月 6 日 12:00,此 時 就 可 以 把 此 資 訊 給 業 務 人 員 , 讓 業 務 人 員 可 以 利 用 此 資 訊 與 客 戶 進 行 協 商 , 提 供 客 戶 作 選 擇 。

參考文獻

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