中 華 大 學 碩 士 論 文
LED 封裝測試廠之排程探討-個案研究 The scheduling problem of LED packaging and
testing factory - a case study
系 所 別：工業管理學系碩士班 學號姓名：M09821004 林蔚廷 指導教授：張 丁 才 博 士
中 華 民 國 100 年 8 月
摘要
近年來 LED 應用的範圍越來越為廣泛，如手電筒燈泡、汽車指示燈、日常生活 中的燈管、手機背光源等等產品。在如此龐大的 LED 用量下，如何降低產品的生產 週期、並且快速的回應市場需求，將會是 LED 製造廠所需重視的重要課題。LED 製 程較其他半導體產品單純，生產週期較短、產量大，因此投料之時間與數量之掌握極 為重要。本研究利用限制驅導式的管理特性設計客製化的生產排程系統，提升 LED 封測廠快速回應市場的製造管理能力，最後利用 eM-Plant 模擬生產排程並比較各生 產計畫之績效。
關鍵字：DBR 現場排程、派工法則、eM-Plant、模擬
Abstract
In recent years, LED had been applied widely, such as flash light bulbs, car lights, the daily life of the lamp, cell phone backlight, etc. The manufacturing process of LED belongs to shorter cycle and mass amount throughout, so it is very important to control the time of order release and throughout. Therefore, reducing production lifespan is an important issue.
This study conducted DBR to the production scheduling system, and utilized eM-Plant to simulate the scheduling process. While comparing the original scheduling process with conducted DBR scheduling process, we had found that conducted DBR scheduling process is more efficiency.
Keyword：Drum-Buffer-Rope(DBR), Simulation, eM-Plant, LED
誌謝辭
回首過去兩年在中華大學研究所的時間，時間也過得非常快，在研究所這段時間 首要感謝張丁才老師給予的指導與協助，讓學生能夠如期完成研究、順利完成口試。
也感謝口試委員陳文欽老師及翁偉泰老師給予寶貴的建議，讓學生的研究更加完備。
而學生能夠在研究所期間順利完成研究，也要感謝在大學四年這段時間莊恬晞老，
師的訓練及栽培，在老師的訓練之下學生的表達能力，有著明顯的進步。接著感謝阿 輝學長所提供的研究資料，還有在進行研究時邏輯思考的協助，此外，也因為學長的 邀約之下參加了懷生社，而學生透過懷生社提升了自己的組織能力、溝通協調的能力，
也因為社團認識了許多朋友，也因為社團進而認識了華穗學姊跟糧剛學長，在學長姐 的介紹之下，也順利的在學校找到工讀的機會，因此，當初若沒參加社團的話，想必 學生在大學及研究所求學的路途上未必如此順遂。接著謝謝炘柔同學，因為有妳在實 驗室才會有條有理的如果實驗室沒有妳的打點及打理，我想實驗室的帳或是門禁系統 一定會亂七八糟的。感謝我們這一班的同學，在研究所這段期間，大家總是互相包容、
相互信任，在低潮的時候，大家互相打氣，我們創造許多有趣的畫面，也做了許多不 可能的事，而這種種的回憶，將永遠在我心中。最後謝謝所有在我這段求學時期關心 過我的人，也因為有你(妳)們的打氣及叮嚀，我才有能夠一路順遂的走完這段道路。
林蔚廷 謹識於中華大學工業管理學系碩士班 中華民國 100 年 8 月
目錄
摘要 ... i
Abstract ... ii
誌謝辭 ... iii
目錄 ... iv
表目錄 ... vi
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 研究限制 ... 2
第五節 研究假設 ... 2
第六節 研究流程 ... 3
第二章 文獻探討 ... 5
第一節 LED 產業之探討 ... 5
第二節 限制驅導排程方法之探討 ... 11
第三節 模擬之探討 ... 13
第四節 派工法則之探討 ... 18
第三章 研究方法 ... 24
第一節 符號定義 ... 24
第二節 模擬系統之建構 ... 25
第三節 派工法則之介紹 ... 29
第四節 DBR 模式之建構 ... 30
第五節 績效評估指標 ... 36
第四章 案例分析 ... 37
第一節 模擬系統之建構 ... 37
第二節 DBR 生產排程 ... 50
第五章 結論與建議 ... 82
第一節 結論 ... 82
第二節 建議 ... 82
參考文獻 ... 83
表目錄
表 1 LED 優點特性表 ... 9
表 2 緩衝定義表 ... 12
表 3 派工法則彙整表 ... 19
表 4 派工法則績效表 ... 23
表 5 產品加工途程表 ... 29
表 6 DBR 排程演算彙整表 ... 35
表 7 各站加工&整備時間與產能資料表 ... 38
表 8 使用物件對照表 ... 39
表 9 各項產品機率表 ... 40
表 10 模擬系統驗證資料表 ... 49
表 11 各站產能負荷表 ... 51
表 12 Dispensing 日產能表 ... 52
表 13 Dispensing 站及 Die Bond 站產能交叉比較表 ... 52
表 14 瓶頸站為 Dispensing 瓶頸緩衝表 ... 53
表 15 瓶頸站為 Dispensing 出貨緩衝表 ... 54
表 16 瓶頸站為 Die Bond 出貨緩衝時間表 ... 55
表 17 瓶頸站為 Dispensing 原始訂單投料順序表 ... 56
表 18 瓶頸站為 Dispensing DBR-SPT 投料順序表 ... 56
表 19 瓶頸站為 Dispensing DBR-LS 投料順序表 ... 57
表 20 瓶頸站為 Dispensing DBR-CR 投料順序表 ... 58
表 21 瓶頸站為 Die Bond 原始訂單投料順序表 ... 59
表 22 瓶頸站為 Die Bond DBR-SPT 投料順序表 ... 60
表 23 瓶頸站為 Die Bond DBR-LS 投料順序表 ... 60
表 24 DBR-SPT 生產投料計畫表 ... 62
表 25 DBR-LS 生產投料計畫表 ... 62
表 26 DBR-CR 生產投料計畫表 ... 63
表 27 瓶頸站為 Dispensing 92 天原始訂單生產排程交期偏差表 ... 65
表 28 瓶頸站為 Dispensing 92 天 DBR-SPT 生產排程交期偏差表 ... 65
表 29 瓶頸站為 Dispensing 92 天 DBR-LS 生產排程交期偏差表 ... 66
表 30 瓶頸站為 Dispensing 92 天 DBR-CR 生產排程交期偏差表 ... 67
表 31 瓶頸站為 Dispensing 122 天原始訂單交期偏差表 ... 68
表 32 瓶頸站為 Dispensing 122 天 DBR-SPT 生產排程交期偏差表 ... 68
表 33 瓶頸站為 Dispensing 122 天 DBR-LS 生產排程交期偏差表 ... 69
表 34 瓶頸站為 Dispensing 122 天 DBR-CR 生產排程交期偏差表 ... 70
表 35 瓶頸站為 Die Bond 原始訂單生產排程交期偏差表 ... 71
表 36 瓶頸站為 Die Bond DBR-SPT 生產排程交期偏差表 ... 72
表 37 瓶頸站為 Die Bond DBR-L S 生產排程交期偏差表 ... 73
表 38 交期偏差比較表 ... 74
表 39 原始訂單排程總生產時間表 ... 74
表 40 DBR-SPT 生產排程總生產時間表 ... 75
表 41 DBR-LS 生產排程總生產時間表 ... 76
表 42 DBR-CR 生產排程總生產時間表 ... 77
表 43 總生產時間比較表 ... 78
表 44 原訂單生產排程產品產出績效表 ... 78
表 45 DBR-SPT 生產排程產品產出績效表 ... 79
表 46 DBR-LS 生產排程產品產出績效表 ... 79
表 47 DBR-CR 生產排程產品產出績效表 ... 80
表 48 在製品數量比較表 ... 80
表 49 瓶頸站為 Dispensing 生產排程計畫績效比較表 ... 81
表 50 瓶頸站為 Die Bond 生產排程計畫績效比較表 ... 81
圖目錄
圖 1 研究流程圖 ... 3
圖 2 LED 上游製程圖 ... 6
圖 3 LED 中游製程圖 ... 7
圖 4 LED 下游製程圖 ... 8
圖 5 LED 製程整合圖 ... 8
圖 6 緩衝表示圖 ... 12
圖 7 系統與模式概念圖 ... 14
圖 8 模擬理論基礎圖 ... 15
圖 9 eM-Plant 特性圖 ... 18
圖 10 建構模擬系統流程圖 ... 25
圖 11 LED 封裝測試流程圖 ... 26
圖 12 生產流程圖 ... 28
圖 13 DBR 模式建構流程圖 ... 30
圖 14 模擬系統模型圖 ... 40
圖 15 機台加工時間及設置時間圖 ... 41
圖 16 機台加工時間及設置時間圖 ... 42
圖 17 機台加工時間及設置時間圖 ... 42
圖 18 機台加工時間及設置時間圖 ... 43
圖 19 機台加工時間及設置時間圖 ... 43
圖 20 機台加工時間及設置時間圖 ... 44
圖 21 機台加工時間及設置時間圖 ... 44
圖 22 投料設定圖 ... 45
圖 23 設定加工時間程式語法圖 ... 46
圖 24 加工時間設定圖 ... 46
圖 25 程式偵錯圖 ... 47
圖 26 模擬系統動畫圖 ... 48
圖 27 統計分析檢定圖 ... 49
第一章 緒論
本論文方向為 LED 封裝測試廠之排程探討，以 DBR 限制驅導式現場排程方法配 合不同之派工法則進行 LED 封裝測試生產排程，求得瓶頸站不同派工法則之生產計 畫排程後，最後以 eM-PLANT 進行模擬分析，並以實際案例作為探討。
第一節 研究背景
LED 是發光二極體(Light Emitting Diode, LED)的簡稱，也被稱為發光二極管。近 年來這種半導體組件蓬勃發展，用途相當廣泛，剛開始的用途大多作為指示燈及顯示 板的使用，伴隨著技術逐漸發展成熟，已能作為光源使用，除此之外，LED 擁有最 長達數萬小時的使用壽命，並同時具備不易碎、省電、環保無汞、體積小、可應用在 低溫環境、光源具方向性、造成光害少與色域豐富等優點。
現今全球的環保意識日益高漲，各國也普遍面臨著能源有限的問題，思考如何讓 有限能源在使用上變得更加有效率外，同時如何減少在使用能源時所帶來的環境污染。
目前的趨勢是設法推動 LED 照明的需求，讓人們使用這種耗電量比日光燈低，又不 會被任何放射線傷害身體健康的優質照明技術。另一方面為響應環保意識、落實節能 減碳，LED 照明從 2007 年起將可逐步替代現有白熾燈，而各國政府不約而同的宣佈 禁用白熾燈。
2011 年起 LED 將逐步取代螢光燈，故 LED 市場的前景讓人十分值得期待。2010 年 LED 光源在照明市場的滲透率可望達到 3.7％，而從 2009 年到 2013 年將有 32％
的年複合成長率。LED 產業在台灣的市場發展自 2006 年的 LED 照明光電產值為新 台幣 210 億元，到 2010 年將提升到 930 億元，2015 年更可達到 5400 億元。而在上 游光源部分，台灣產量為全球第一。
第二節 研究動機
凡是需要發光的產品，對 LED 來說就具有商機。除了在照明產業的應用上，LED 也顛覆了電腦、手機、電視等產業。2001 年，三星率先把 LED 導入於手機上，造成
LED 全球大缺貨，緊接手機之後的是筆記型電腦、LED 電視。筆記型電腦使用 LED 顆數為手機的六倍，而電視對於 LED 的用量可想而知將會是手機的好幾倍。在 LED 使用量越來越大的需求環境下，如何使產品的生產週期時間降低以提升快速回應市場 的管理製造能力是本研究所要探討的課題。
為了因應此課題，本論文將針對 LED 封裝測試廠進行研究和分析，並提出一套 LED 封裝測試廠之客制化限制驅導式現場排程系統用來規劃瓶頸站之生產計劃以滿 足該廠之需求，並提供與瓶頸同步化的投料計劃作為管理者之參考。
第三節 研究目的
DBR 管理系統廣泛地被應用在各種產業上，在使用此方法後在產品週期時間與 在製品數上能夠有效的被縮短與降低，而 DBR 的投料計劃(Rope)更可進一步規劃出 原物料投入時間點的投料執行計劃。目前 LED 封裝測試廠在製品數量眾多，希望能 夠透過 DBR 管理系統之特性，改善在製品數量之問題。本論文之研究目的如下：
1. 設計一套 LED 封裝測試廠客制化的現場排程系統。
2. 透過限制驅導式現場排程管理法瞭解 LED 封裝測試廠目前的瓶頸站為何。
3. 以瓶頸站的生產節奏規劃生產投料計畫。
4. 比較限制驅導式現場排程方法是否優於 LED 封裝測試廠現行投料排程方法。
第四節 研究限制
針對 LED 封裝測試廠現行生產環境提出本論文若干限制以求此模擬系統與現實 生產環境更加符合：
1. 此 LED 封裝、測試廠現行投料方式為 FIFO (First In First Out)先進先出法。
2. 目前該廠生產製程中 Cutting 站外包給其他公司進行生產。
第五節 研究假設
進行模擬研究時，針對此 LED 封裝測試廠提出若干研究假設，以利進行模擬分 析其假設如下所示：
1. 此 LED 封裝、測試廠一年 365 天、一天 24 小時，全年全天候無休息生產。
2. 由於 LED 體積小、易於搬運，且一次搬運量為幾百、幾千萬顆，故不考慮搬運時 間。
3. 一座機台分配一位操作人員，故不考慮人力問題。
第六節 研究流程
為了達到本論文之研究目的，進而設計此研究流程圖，如圖 1，進行研究。其研 究流程之各流程解釋如下所述：
圖 1 研究流程圖
一、 確立題目
首先確立好研究之產業、研究主題…等大方向。
二、 研讀相關文獻
透過研讀相關產業之文獻，瞭解 LED 封裝測試廠之生產製程相關資訊。本文運 用限制驅導式排程方法，進行生產製程、生產計畫方面之改善，因此必須了解限制驅 導式的排程方式及演算步驟。接著利用模擬實驗方式，進而探討此限制驅導式排程方 法是否能增加產出量或是減少再製品數量。
三、 定義問題
與瞭解相關產業、製程的專業人士進行訪談，瞭解 LED 封裝測試廠之生產製程 與管理模式，釐清各種生產限制並將研究範圍作一適切的說明、定義。
四、 利用 eM-Plant 建構模型
利用 eM-Plant9.0 模擬軟體建構本文之模擬系統，並驗證及確認此模擬系統之擬 真程度是否達到本論文之需求。
五、 導入限制驅導式現場排程法
確認模擬系統之可行性後，導入限制驅導排程方法，得出瓶頸站生產節奏計畫後 進而推導出投料計畫。
六、 比較導入前、後績效之差異
探討導入利用限制驅導排程方法之前後是否對整體產能、產量是否有顯著的提 升。
七、 結論與建議
根據本文之研究結果做一結論，並針對研究不足之處提出未來在進行時所必須注 意之事項、細節等。也希望提供未來可研究、延伸探討之方向。
第二章 文獻探討
第一節 LED 產業之探討
一、 LED發光原理
LED發光原理是將電能轉換為光。換句話說就是對具有正、負兩極端子的化合物 半導體元件通以電流，透過電子與電洞的結合，過剩的能量會以光的形式釋出，達成 發光的效果。
因為是以熱以外的能量直接刺激螢光體吸收後再發出光，不具熱能，屬於冷性發 光，故又稱「冷光」。但有些LED 發光原理卻有些許不同，例如氮化鎵(GaN)之p型(電 洞)磊晶形成不易，故所發出的藍光並非由電子、電洞之復合所釋出，而是藉由電子 加速後的撞擊游離化的過程中釋出能量而發出藍光。總而言之LED可視為一可將電能 轉換成光能之能量轉換裝置。
二、 LED分類
LED依波長分為可見光與不可見光兩類；在可見光部分，又可分為一般亮度及高 亮度，其中高亮度LED亦可進一步區分為高亮度 LED及超高亮度 LED，目前可見光 LED已普遍應用在生活中多項電子產品如手機、NB 產品的背光源、工業儀表設備、
汽車用儀表指示燈與煞車燈、大型廣告看板及交通號誌等；至於不可見光，主要應用 在無線通訊用(如IrDA模組)、遙控器、感測器。
三、 LED之相關製程
國內LED產業，自1972年由美商德儀公司引進下游封裝技術生產開始，至今已有 二十餘年。LED 產業結構大致為上游的磊晶片形成、中游的晶粒製作、到下游封裝 成各式各樣應用產品，各層的狀況概略如下：
(一) 上游概況
LED 在上游的產品主要為單晶片與磊晶片，以砷、鎵、磷等Ⅲ-Ⅴ族化物作材料
的基板，磊晶片則是在單晶片上成長多層不同厚度的單晶薄膜，如AlGaAs、AlGaInP、
GaInN等，常使用的生產方法有液相磊晶成長法(Liquid Phase Epitaxy：LPE)、氣相磊 晶成長法(Vapor Phase Epitaxy：VPE)、有機金屬氣相磊晶法(Metal Organic Vapor Phase Epitaxy：MOVPE)、等方法。
圖 2 LED 上游製程圖
資料來源：劉如熹、王健源(2001)。白光發光二極體製作技術 -21 世紀人類的新曙光，初版。全華圖書股份有限公司。
(二) 中游概況
主要的產品為晶粒切割，製造過程為：依LED 元需求作磊晶片擴散，然後金屬 蒸鍍，之後在磊晶片上光罩、作蝕刻、熱處理，製成LED 兩端金屬電極，接著將基 板磨薄、拋光後再做切割，依照晶片的大小，可以切割二萬至四萬顆晶粒。
圖 3 LED 中游製程圖
資料來源：劉如熹、王健源(2001)。白光發光二極體製作技術 -21 世紀人類的新曙光，初版。全華圖書股份有限公司。
(三) 下游概況
LED封裝的目標在於達到更亮、更省電。LED封裝還需要有良好的散熱性及光萃 取效率，尤其散熱問題更是值得重視。若未能及時將熱散出，累積在元件中的熱對元 件的特性、壽命及可靠 度都會產生不良的影響。光學設計也是封裝程序中重要的一環，
如何更有效地把光導出，發光角度及方向都是設計上的重點。相較於高亮度LED封裝，
白光LED的封裝技術更是複雜，除了熱的問題以外，還要考量色溫、演色係數、螢光 粉等問題。
下游主要是將晶粒封裝，將晶粒黏於導線架，依各類產品不同的應用將晶粒封裝 成不同的LED，依封裝方式來分，則可分為燈泡型(Lamp)、SMD型、數字／字元顯示 型、點矩陣型、集束型等。目前Lamp 所佔的比重仍是最高，但是SMD型LED的體積 較其它傳統型LED小，符合產品小型化趨勢，因此成長率最高。SMD型主要用在手機 的液晶背景光源與手機的按鍵，故受手機需求的影響極大。
圖 4 LED 下游製程圖
資料來源：劉如熹、王健源(2001)。白光發光二極體製作技術 -21 世紀人類的新曙光，初版。全華圖書股份有限公司。
將上、中、下游之半成品、完成品、相關技術以及國內外代表廠商繪製如圖5所 示。
圖 5 LED 製程整合圖
資料來源：光電產業中游供應商存貨改善研究-以 LED 為例，陳舜翔、陳振明，
頁 5。
四、 LED相關產業的應用
不同於一般的白熾燈泡，LED 的優勢在於它的耗電量低、元件壽命長達 10 萬個 小時以上、無須暖燈時間、反應速度快，加上其體積小、適合量產、容易配合製成極 小或陣列式元件等需求，其優點特性整理後如表 1 所示：
表 1
LED 優點特性表
優點特性 註解
點滅速度快 白熾燈泡約0.2秒，螢光燈約數秒，LED只要100 ns
體積小 LED發光面積小為點光源，可多顆結合成面光源
光指向性強 傳統光源為全向性，LED有高指向性的發光角度 無熱輻射 傳統光源有紅外線有具熱效果，LED則屬冷光源 低電壓/直流電 LED為半導體元件，可在低電壓和直流電下操作 耐震動/無汞汙染 環保光源，相較螢光燈是不含汞
仗此優勢，LED已普遍使用於資訊、通訊及消費性電子產品的指示器與顯示裝置 上，抑或是掛在路邊的大型電子看板、佇在路口的交通號誌等等小地方皆可看到LED 的蹤影。目前應用LED之市場主要可分為下列幾項：
(一) 照明設備市場
自電力照明被引入之後，約在一世紀的期間內，僅有白熾燈和電力放電曾經共存 過。標準的住宅照明燈泡是屬於白熾光源，而用於辦公室直線式的螢光燈，及在街道 上看到之鈉燈，則是電力放電式。如今，第三種型式的光源科技發光二極體，正嶄露 頭角。
(二) 車用市場
在使用於照明設備的LED術尚未成熟前，車用市場是先最被看好的LED市場。車 用LED 可分為汽車外部使用及內部使用兩類，內部包括儀表板、空調、汽車音響及
內部閱讀燈；外部使用則包括第三剎車燈、尾燈、方向燈、側燈等，目前全車內部採 用LED 的車廠幾乎全為歐系車廠；而在外部照明使用LED 方面，歐系及日系汽車將 第三煞車燈改成LED 的比率已超過70% 及25%，目前除汽車頭燈還有距離與亮度等 問題必須克服之外，不過技術已經快被突破使用了，現在汽車內外部照明採用LED 將 已成為一個趨勢，以後將普及到各國汽車與各式車輛的相關應用。
LED 在汽車市場的主要成長動力是替代原有指示燈及燈泡照明，一部車若把照 明系統換成LED，內、外部大約各需用掉100 顆以上的LED 材料，若假設每年汽車 出貨量為6000 萬台來計算，則每一年在汽車市場照明上則有120億顆LED的需求，這 樣的數量較手機的市場還要龐大，顯示汽車應用市場有很大的潛力。
(三) 背光源市場
背光市場主要是看好高亮度LED在手機背光源及按鍵光源的應用市場，因手機競 爭越來越激烈，因此手機業者為了吸引消費者，在顯示面板光源及按鍵光源做變化，
前一陣子流行的背光源顏色是藍光，因此藍光的需求因而增加了許多，現在流行彩色 面板，因此所需要的背光源則會需要白光，因此白光的需求會更大。而白光LED是在 高亮度LED中需求最大的，主要需求則來自手機、PDA與數位相機。
(四) 交通號誌市場
由於高亮度LED有亮度高、省電及壽命長的優點，可節約能源、減少維修費用並 提供駕駛人較佳的辨視能力，在交通號誌市場的需求大幅增加，現在已普遍地在世界 各地號誌使用。依據日本Nikkei Electronics資料來看，目前全球約有2000 萬座交通號 誌，而一個燈號所需的LED數目隨著亮度及燈具設計進步下，已由幾年前的300個降 到目前約20個左右，因此若全球的交通號誌全都換成LED則會有12 億顆的市場需 求。
(五) 其他市場
由於高亮度LED 明亮、壽命長的特點，適用於戶外大型全彩顯示幕，目前在全
球各地的大型體育場，幾乎已成為標準配備。(平均一個戶外大型全彩顯示幕約需要 236 萬顆高亮度LED)；此外全球各地繁華市區的重要建築、廣場或交通要道，也都 可以見到全彩大型LED 顯示幕。唯一缺點大型LED顯示幕的市場需求，易受經濟影 響。
第二節 限制驅導排程方法之探討
一、 限制驅導排程法的起源
限制驅導現場排程與管理技術(Drum-Buffer-Rope，DBR)是由以色列物理學家高 德 拉特 博士(Dr. E.M.Goldratt)於1986年所提出的一套建立於限制理論(Theory of Constraints, TOC)的排程方法，限制理論是一套簡單有效的管理思維，其最基本的想 法就是當一個系統、組織甚至產線要達到、完成或生產某一個目標、目的時，必定是 由許多大小不一的環節環環相扣、組合而成。而最弱的那一個環節對於系統、組織來 說可以稱之為限制，而限制控制了整個生產系統的節奏及強弱。因此吳鴻輝(2001)對 限制的定義解釋為任何妨礙組織或工廠達到更高績效的事情。而限制主要可分為：
1. 政策限制：屬於看不見之障礙，例如：公司、工廠的組織文化、績效指標、制度 與管理者的想法…等諸類之限制。
2. 實體限制：可見的瓶頸問題，例如：市場、產能或原料的不足。
二、 限制驅導排程法的架構
而一般常見探討的瓶頸站或是產能受限資源，就是限制理論中的實體限制。DBR 的主要架構可分為限制驅導節奏(Drum)、緩衝時間(Buffer)及投料計畫(Rope)。
(一) 限制驅導節奏(Drum)
主要針對系統或產線中經計時、計算過後或是過往資料中負荷最重的生產機台，
也就是瓶頸站(bottleneck)或稱產能受限資源(Capacity Constrains Resource，CCR)設計 一套生產排程。因為瓶頸站的產能決定了整個系統的產出，所以充分使用系統中的瓶 頸資源將可得到最大產出，因此 Drum 就是為了要充分使用瓶頸資源事先經過計算、
安排好的生產計畫。
(二) 緩衝時間(Buffer)
由先前的敘述瞭解到受限產能的重要性，因此保護瓶頸站的產能是非常重要的，
進而提出緩衝時間，利用緩衝時間來保護瓶頸站。設置緩衝時間的目的有以下兩點：
1. 用來確保系統中、產線上的瓶頸站不會斷料或是沒有工作。
2. 用來確保訂單能及時到達系統中、產線上的瓶頸站進而確保出貨的時間不會延 誤。
除此之外，在緩衝時間的分類上又可分為裝配緩衝、受限產能緩衝及出貨緩衝三 種而這三種緩衝的定義彙整成緩衝定義表，如表 2 所示。
表 2
緩衝定義表
緩衝名稱 說明
裝配緩衝 保護元件從受限產能完工後能夠及時被裝配予以一緩衝 受限產能緩衝 從投料到受限產能之前予以一緩衝
出貨緩衝 從受限產能離開至出貨站之間予以一緩衝
資料來源：限制區導式現場排程與管理技術。吳鴻輝、李榮貴(2007)。台北市：華泰 書局。
圖 6 緩衝表示圖
資料來源：限制區導式現場排程與管理技術。吳鴻輝、李榮貴(2007)。台北市：
華泰書局。
在此，還有另外一點需注意的是，緩衝時間的概念常常和在製品(Work In Process) 的安全存量混淆一起。存貨理論中所提安全存量的概念主要以保護工作站不要閒置為 前提，設計安全存量緩衝的大小，而未考慮到訂單是否能如期完成，反觀限制理論裡 所提及的緩衝時間，必須除了能夠保護訂單能夠及時送至瓶頸站台上加工外也要能確 保能夠順利出貨為考量。(吳鴻輝、李榮貴，2007)。
(三) 投料節奏(Rope)
有了限制驅導的生產節奏、緩衝時間的保護措施，進而要探討的是什麼時間點投 料才會是對整個系統的產出的助益會是最大，因此需要投料節奏。投料節奏是由限制 驅導節奏所推導出來的，其公式為由該訂單於限制驅導開始生產時間減去受限產能緩 衝時間，即可獲得受限產能前該訂單之投料時間。
由於投料節奏是由限制驅導節奏推導而得，決不可因為非限制產能沒料可做而投 料，進而破壞了原有的限制生產節奏。這樣一來是為投料節奏能夠與限制驅導節奏同 步，確保限制驅導生產排程的有效性。
三、 限制驅導排程法優、缺點
高德拉特所提出的限制驅導現場排程管理技術確實能夠導引現場發揮充份利用 與全力配合之效果，進而獲得產出量的提升、WIP 數與 CT 的降低及順利交貨比率提 升等好處。但是在進一步的技術上，尚不足以滿足實務之需求。Drum 在設計的方法 上只能適用在簡單的瓶頸機台環境，像是沒有迴流、沒有批量且只有少數機台(如 5 台等)，若瓶頸機台環境複雜一些(多機台、換線時間長，必須考量一些技術條件)，即 無法使用。(吳鴻輝、李榮貴，2007)。
第三節 模擬之探討
模擬可以說是模仿真實世界的過程或是系統中的操作行為。在科技發達的現代，
我們可以透過電腦快速運算的能力下，觀察系統隨著時間的前進，系統內組成分的分 子在相關資料下產生交互影響，進而推論該系統的績效與特質。
一、 系統與模式
系統可定義為一群相關或相互作用的個體(Entity)為完成某特定目標之組合體。系 統中相關個體的行為主要隨著時間的演進產生互相作用而改變，此可透過所為狀態 (State) 來 描 述 一 個 特 定 時 間 的 變 數 組 合 。 一 般 又 可 分 為 離 散 (Discrete) 或 連 續 型 (Continuous)狀態變數，其定義如下所示：
1. 離散型：系統狀態隨著時間進行間斷性的變化。
2. 連續型：系統狀態隨著時間進行連續性的變化。
為研究一個系統各組成份子之間的相互行為與影響，或為預測系統在不同條件下 之績效，除以實際系統實驗外，一般通常先透過所謂模式(Model)來描述系統，再依 照模式的描述，使用現存的方法或技巧去求取所要的結果。
而模式又可分為實體模式(Physical model)及數學模式(Mathematical Mode)，實體 模式則按照實際大小縮小尺寸的模型。系統與模式間的關係與概念如圖 7 所示。
圖 7 系統與模式概念圖
資料來源：系統模擬理論與應用，林則孟(2007)，台中市：滄海書局，頁 4。
把實際系統轉換為模式的過程，稱之為模式建構(Model Building or Modeling)，
一般而言，系統在為建構模式前，往往是模糊不明確的，因而需要加以釐清與界定系
統的目標、範圍與詳細度等相關資訊。
模式是系統的抽樣表達，透過所得之模式，可觀察或是分析一些所想要的系統績 效。模式基本上可為一評估之模式(Evaluative Mode)，並非為最佳化之模式(Optimal Model)，因其所輸入的是決策參數，輸出則為系統績效。用此種模式一般較難以得到 最佳解，唯獨僅靠改變不同組之決策參數或是系統參數，以比較方式取得系統績效來 決定何組參數較佳。
二、 模擬
模擬是為數學模式中的一種，其建立於機率與統計、資訊技術以及系統理論三種 基本理論上，如圖8所示，系統模擬為三者之交集。由於隨機性質，使輸入模擬的資 料以及輸出的結果必須以統計之觀念來處理與解釋。
圖 8 模擬理論基礎圖
資料來源：系統模擬理論與應用，林則孟(2007)，台中市：滄海 書局，頁6。
模仿真實世界過程或系統中的操作性行為。此方法是透過更微觀之方式提供較具 體的描述與分析，所得答案較其他模式可以更詳細且更深入。因此，模擬經常被用來 針對複雜系統與行為描述、評估與分析其運作績效，進而預測未來行為的方法之一。
在此，模擬是針對某一已存在或構想中之系統，構建一個以電腦為基礎之數學或邏輯 模式，而後在此實驗模式上評估不同組合之決策與透過模擬運作的過程瞭解整體系統 的操作行為。模擬的優點則有下列四項優點：
1. 允許在不干擾現行系統或是不存在系統下進行實驗。
2. 允許概念再裝置之前很容易被測試。
3. 設計缺失或是瓶頸問題可透過模擬預知。
4. 再造系統流程(建立系統操作共識與規範)。
以下四種情況適合進行模擬：
1. 實際之系統不存在，但若已實務建造太過於耗費成本或時間。例如：建造一核子 反應、建造飛機場或是建造某一生產線等等。
2. 實際系統已存在，但作實驗太耗費金錢、太危險或是會造成太大之干擾。例如：
局部之生產線改善或是高速公路的收費站規劃等等。
3. 分析或預測複雜之行為
4. 數學模是難以或無法提供一個分析或是數值解。
三、 物件導向及 eM-Plant 特性介紹
eM-Plant 是一套物件導向(Object Oriented)的模擬軟體，其中許多 eM-Plant 的優 點(如繼承、復用)都是來自於物件導向的特性，因此在著手使用 eM-Plant 同時也須先 瞭解些許物件導向相關的基本概念。
(一) 物件導向
有別於傳統程序導向式的程式設計，物件導向的觀念是將資料和方法包裝在一起，
彼此用訊息溝通。而包裝在一起稱之為封裝，而封裝所帶來的兩個優點中，其一是可 確保物件的變數，不致受到其他物件的破壞，其二是當一個物件想要存取另一個物件 的變數時，都必須透過後者物件所提供之方法才可做到，意思是說前者可以完全不必 了解後者是如何處理或存放其變數。而封裝技術對使用者來說有利於修改及異動，換 言之，當系統有了錯誤或是新需求，需要變更、修改系統時，使用者只需修改相關類
別即可。
以物件觀念設計系統時，可將設計者心中實體的想法作為模擬的目標，透過建立 物件並讓這些物件靠著彼此間的訊息傳遞進而造成互動。在物件組成方面，每個物件 都是由軟體程式碼所構成的封裝，它裡面所包含了彼此相關的程序及資料，而這些程 序通常稱它為此物件的方法、資料則稱之為變數。由於每個物件的資料都是被封裝起 來，因此只能透過物件的方法與物件溝通，無法直接去存取物件的變數。而物件與物 件之間的互動是藉由一個物件發送一個訊息給另外一個物件，並要求該物件執行本身 的某一個方法。而發送訊息這一端通常稱之為發送者，而接受訊息的那一個物件稱之 為接收者。
物件導向技術相當適合使用在分散式系統中。使用者可以隨時定義新的資料型別，
而不需修改系統內部其他部分情形下，加入系統之中。換句話說，物件導向可滿足一 個由許多物件組成的群體內，隨時添加、修改、搬運各種資料型別的需求，其最大的 好處在於原有的應用系統、人機界面、資料庫等資料不需被更動。
(二) eM-Plant 簡介
eM-Plant 早期的名稱是 SiMPLE++，其中的 SiMPLE 是 Simulation in Production Logistics and Engineering 的縮寫，而++代表他是由 C++所設計而成。
該軟體為一個標準的物件及事件導向的圖形化模擬軟體，透過此模擬軟體強大的 功能讓使用者可以快速、有彈性地將生產及運籌規劃管理方面複雜的系統構建完成。
eM-Plant 這套模擬軟體之特性如圖 9 所示。
圖 9 eM-Plant 特性圖
資料來源：系統模擬 eM-Plant(SiMPLE++)操作與實務。姜林杰祐、張逸輝、
陳家明、黃家祚(2001)。華泰文化事業股份有限公司。
這些特性使 eM-Plant 不管在模式的建構、模擬或展示各方面街繼承了物件導向 的優點，優點包括以下四點：
1. 較高的發展速度與模擬模式品質。
2. 延長系統的生命週期以確保建構者所耗費的心血、投資。
3. 可直接在現有的系統上的擴充功能。
4. 準確的建構模擬系統。
綜觀上述四點優勢可得知，物件導向之模擬軟體較符合人性及現實生活的思考邏 輯，因此在模式建構時就像是再敘述現實生活情況。
第四節 派工法則之探討
一、 派工法則之概念說明
派工法則是一種透過決定物品批量之加工順序並能夠即時反應製造現場不可預
期事件對物品加工時間之影響，進而控制物品加工時間之手法。派工的定義為：「當 機台準備加工時，從批量等候線中，挑選加工批量的依據」(鍾淑馨、黃宏文，1999)。
以往探討生產系統之績效文獻中指出，投料法則與派工法則相較之下，投料法則 對於生產系統績效有較顯著的影響。但生產現場常面臨不可預期之突發事件，而適時 的選擇正確的派工法則可降低不可預期之突發事件對系統所造成的影響。因此，在良 好的投料生產系統之下，選擇適合的派工法則，達到工廠管理之目標，如產出最大化、
生產週期時間極小化、訂單延遲率極小化等，除此之外，在選擇一派工法則使某特定 績效最佳化同時其他績效也相對降低，如產出極大化會使得訂單延遲數增加，故迄今 尚未有一派工法則可以達到所有績效最佳化之目標。
二、 常見之派工法則
派工法則眾多，而各法則所追求之績效指標不同，也因此並沒有一種法則是絕對 優於另一種法則。而本論文將常見之派工法則及其說明整理如表3所示。
表 3
派工法則彙整表
派工法則名稱 說明
AT
(Arrival Time) 依照工作進入系統的時間先後順序，先進入系統者優先 ATC
(Apparent Tardiness Cost )
考慮延遲時間成本，以降低平均延遲時間為目的，由 COVERT 發展所得
COVERT
(Cost Over Time) 考慮延遲時間成本，以降低平均延遲時間為目的 CR
(Critical Ratio)
將每一工件到達交期前剩餘可用的加工時間除以其剩下所 需的加工時間，所得到的比值稱為關鍵比值。對於關鍵比 值最小的工件給予最高的加工優先權
EDD
(Earliest Due Date) 交期最早的產品優先進行加工 FIFO
(First In First Out) 依照工作到達機台的先後順序進行加工
表 3 (續)
派工法則名稱 說明
FRO
(Fewest Number Of Remaining Operation)
剩餘加工步驟最少者先做，以增加產出
FSMCT (Fluctuation Smoothing Policy for Mean Cycle Time)
降低平均生產週期時間
FSMCT (Fluctuation Smoothing Policy for Variance of Cycle Time)
降低生產週期時間的標準差
LDT
(Largest Divided Time) 該製程佔該產品總加工時間最大者優先 LNQ
(Largest Number in Queue)
等候列中個數最多之批量優先
LPT
(Largest Processing Time) 最長加工時間者優先 LS
(Least Slack)
以交期距現在的時間減去剩餘總加工時間，所得的差值稱 為餘裕時間。對於餘裕時間最小的工件給予最高的加工優 先權。
LWKR
(Least Work Remaining) 最少剩餘加工時間者優先，減輕系統負荷 LWNQ
(Least Work Next Queue) 選取下一機台前等候線中同一產品數較少者 MOD
(Modified Operation Due Date)
考慮時間因素後，選取最急迫之批量優先做
RANDOM 隨機選擇工作之優先順序 SPT
(Shortest Processing Time) 最短加工時間者優先
表 3 (續)
派工法則名稱 說明
SRPT (Shortest Remaining Processing Time)
最短剩餘加工時間者優先
TWORK
(Total WORK) 對系統造成最小負荷者優先 WINQ
(Work In Next Queue) 選取等候列中，下一機台負荷最輕者 WSPT
（Weight Shortest Process Time）
工作在機台中之加工時間與其權重之比率，比率最小的優 先加工
資料來源：生產線混線生產合併派工法之研究，黃昱程、李翔林，頁21。
派工法則應用於解決單目標或多目標的排程問題早已行之有年(Baker, 1974;
French, 1982; Pinedo, 1995)。過去派工法則的研究文獻中Panwalker and Iskander(1977) 將一些派工法則做了調查與整理，Baker(1984)、Sarper and Henry(1996)、Holthaus and Rajendran(1997、1999)、Veral and Mohan(1999)、Petroni and Rizzi(2002)以及Jayamohan and Rajendran(2004)等學者，比較了多個派工法則對於目標的績效表現及優劣。派工 法則能即時處理排程問題，依照不同的績效指標配合不同的派工法則，而一般常見的 派工法則依照績效指標可以分為四大類別(Haupt, 1989)：
1. 加工時間為基礎的派工法則：加工時間為考量基礎的派工法則代表性法則如SPT。
2. 以交期為基礎的派工法則：以交期為基礎的派工法則的代表性派工法則為EDD。
3. 合併的派工法則：合併派工法則是同時考慮加工時間與到期日兩種因數，或是考 慮兩個或兩個以上派工法則的組合，常見的如CR與LS等。
4. 不以加工時間與交期為基礎的派工法則：不以加工時間與交期日為派工基礎的法 則有FIFO與WINQ。
三、 派工法則於流線型生產系統之探討
Rajendran and Holthaus(1999)應用十三種不同的派工法則，不同機器使用率在不 同的交期情況下比較流線型生產系統之平均流程時間、最大流程時間、流程變異時間、
延遲百分比率、平均延遲時間、最大延遲時間與延遲變異時間七個績效指標表現上較 佳的派工法則。此十三種派工法則如下：
1. FIFO(First In, First Out)：視工作進入等候線的先後順序，先進入者優先加工。
2. AT(Arrival Time)：視工作進入系統中的先後順序，先進入系統者優先加工。
3. EDD(Earliest Due-Date)：產品交期越早則優先加工。
4. S/OPN(Slack Per Remaining Operation)：工作之寬放時間與加工時間之差距，對未 完成作業數之比率，比例最小者最優先。
5. COVERT(Cost OVER Time)：Russell(1987)對於COVERT法則有相當多的研究。
6. RR(Rule by Raghu and Rajendran, 1993)：此法則是由Raghu and Rajendran所建構，
RR法則目的在於極小化平均流程時間與平均延遲時間。
7. SPT(Shortest Process Time)：最短生產時間最優先，此法則最常被應用於零工型生 產系統。
8. PT + WINQ(Process Time Plus Work-In-Next-Queue) ： 此 法 則 由 Holthaus and Rajendran(1997)提出。對於降低平均流程時間效果較佳。
9. PT + WINQ + AT(Process Time Plus Work-In-Next-Queue Plus Arrival Time)：此法則 為Holthaus and Rajendran(1997)提出。此法則對於極小化最大流程時間與流程變異 時間有不錯的效果。
10. PT + WINQ + SL(Process Time Plus Work-In-Next-Queue Plus Negative Slack)：同 樣為Holthaus and Rajendran(1997)提出。此法則對於極小化最大延遲時間和極小化 延遲變異時間有不錯的效果。
11. (PT + WINQ)/TIS(PT + WINQ)/ Time-In-Shop：Rajendran and Holthaus(1999)提出 的法則，TIS為派工決策時刻點的時間減去工件於機台上的加工時間。此法則的設
計是為了極小化平均流程時間與極小化變異流程時間。
12. PT/TIS：Rajendran and Holthaus(1999)提出的法則。
13. AT-RPT：Rajendran and Holthaus(1999)提出的法則。績效目標在於極小化平均流 程時間與極小化變異流程時間。
對於上述十三種派工法則，Rajendran and Holthaus(1999)從流線型生產系統中得 到表4的結果。
表 4
派工法則績效表
績效目標 表現較佳的派工法則
平均流程時間 SPT、PT+WINQ
最大流程時間 FIFO、AT、AT-RPT、PT/TIS、(PT+WINQ)/TIS、PT+WINQ+AT 流程變異時間 PT/TIS、(PT+WINQ)/TIS
延遲百分比率 RR、SPT 平均延遲時間 RR、COVERT 最大延遲時間 RR、PT+WINQ+SL 延遲變異時間 RR、PT+WINQ+SL
資料來源：生產線混線生產合併派工法之研究，黃昱程、李翔林，頁27。
Petroni and Rizzi(2002)認為在流線型生產系統中，沒有任何單一派工法則能夠在 多個績效目標中皆為最佳，因此利用模糊理論(Fuzzy set theory)，比較五個派工法則，
在同時考慮平均流程時間(Mean flow time)、平均延遲時間(Mean tardiness)與在製品量 (Valued Work In Process)三個多績效目標時，此五種派工法何者對於多個績效的綜合 表現為最佳，其結果依照績效表現從優至劣依序排列為COVERT、SPT、S/OPN、EDD 與FIFO。
第三章 研究方法
第一節 符號定義
i ：訂單編號
𝑡𝑖 ：訂單 i 的延遲時間
𝑅𝑃𝑖 (Remainder Process time) ：訂單 i 的剩餘加工時間 𝑆𝑖 (Slack) ：訂單 i 之浮時
M (Machine) ：工作站編號
𝑁𝑖 ：訂單 i 之決策時間
L (Line) ：生產線
𝑃𝑖𝑚𝐿 (Process time) ：訂單 i 於 L 生產線 m 工作站的加工時間 𝐹𝑖𝑚𝐿 (Finish time) ：訂單 i 於 L 生產線 m 工作站的完工時間 𝐷𝑖 (Due date) ：訂單 i 之交期時間
𝑆𝑇𝑖 (Surplus Time) ：訂單 i 之剩餘加工時間
𝑇𝑈𝐶𝑚𝐿 (Total Used Capability) ：分配於 L 生產線 m 工作站的總使用產能 𝐵𝑊𝑀𝐿 (Bottle Work) ：L 生產線第 M 工作站為瓶頸站
𝑆𝐵𝑖𝐿 (Shipping Buffer) ：訂單 i 於 L 生產線的出貨緩衝 𝐵𝐵𝑖𝐿 (Bottle Buffer) ：訂單 i 於 L 生產線的瓶頸緩衝
𝐼𝑆𝑇𝑖𝑚𝐿 (Ideal Start time) ：訂單 i 於 L 生產線 m 工作站的理想開始加工時間 𝐼𝐸𝑇𝑖𝑚𝐿 (Ideal End Time) ：訂單 i 於 L 生產線 m 工作站的理想完工時間 𝑂𝑅𝑇𝑖𝑚𝐿 (Order Release Time) ：訂單 i 於 L 生產線 m 工作站開始投料時間 𝑂𝐸𝑇𝑖𝑚𝐿 (Order End Time) ：訂單 i 於 L 生產線 m 工作站完工時間
第二節 模擬系統之建構
本論文之研究對象為發光二極體(LED)之封裝測試廠。圖 10 為建構模擬系統流程 圖。欲構建一模擬系統，首先需收集並瞭解產品流程圖以及生產線相關參數設定等相 關資訊，接著將蒐集到的資訊透過模擬軟體建立初步之模型，建構模型完成後再將各 項相關參數輸入至建構之元件中，接著進行模型的確認及驗證，若初步模型執行後的 資料不如預期或是與生產線現況不符，則進行修改相關參數直到模型確認與驗證完畢 為止。
圖 10 建構模擬系統流程圖
LED 產品主要可以分為單晶、雙晶以及多晶三大類，其詳細的封裝流程如圖 11 所示。各流程的工作內容如下：
圖 11 LED 封裝測試流程圖
資料來源：白光發光二極體製作技術-由晶粒金屬化至封 裝，劉如熹(2009)，頁 8-24。
1. 清洗：採用超聲波清洗 PCB 板或者 LED 支架，並烘乾。
2. 固晶膠的塗敷：用以固定晶片的銀膠可以用點膠的方式點到支架裏面，也可以用 背膠的方式塗敷在晶片的背面，成為背膠。目前對於小尺寸的晶粒，用背膠的方 式更多，可以利用背膠機塗敷；而大功率 LED 晶片的固晶用膠，還是用點膠的方 式較為主流。
3. 固晶：固晶就是把 LED 晶片固定於支架內。手動的方式多數選擇在 LED 晶片背面 塗敷固晶膠，然後再對 LED 的藍膜進行擴張，將擴張後的晶片安置在刺晶台上，
在顯微鏡下用刺晶筆將管芯一個一個安裝在 PCB 或 LED 支架相應的焊盤上；如果 用自動機台，其即為固晶機，先在支架內點銀膠，然後把用機械手臂把一個個晶 粒從藍膜上抓起來，放在支架內的銀膠上。手動和自動的固晶，最後都需要將支 架整個放入爐內烘烤使銀膠固化。
4. 焊線：用鋁線或金絲焊機將 LED 晶片的電極連接到 LED 管芯上，以作電流注入的 引線。通常用金線作為連接引線，金線直徑從0.8mil(1 mil=25.4μm)到 2mil 不等。
5. 點粉：把事先按照配比配好的螢光粉和膠體混合物，通過點膠機精確控制出膠的 量，點到晶片表面。小功率的晶片，螢光粉一般用環氧樹脂混合；對於大功率晶 片，螢光粉就需要跟高溫性能好的矽膠進行混合。
6. 灌膠封裝：灌封的過程是先在 LED 成型模腔內注入液態環氧樹脂，然後插入壓焊 好的 LED 支架，放入烘箱讓環氧固化後，將 LED 從模腔中脫出即成型。
7. 固化與後固化：固化是指封裝環氧的固化，一般環氧固化條件在 135 度、1 小時。
後固化是為了讓環氧充分固化，同時對 LED 進行熱老化，後固化對於提高環氧與 支架(PCB)的粘接強度非常重要，一般條件為 120 度、4 小時。
8. 切腳：由於 LED 在生產中支架是連在一起的，在 LED 封裝完成後需要經過切腳分 開成為單粒的 LED 燈，才可進行點測及最後使用。
9. 分光分色：封裝完的 LED 需要分光分色才能交付給客戶使用。分光分色機測試 LED 的光電參數、檢驗外型尺寸，同時根據客戶要求對 LED 產品進行分選。分撿的條 件包括電學的和光學的性能指標，產品不能有漏電，另外根據驅動電壓、亮度、
色溫…等，分成不同的等級，滿足不同客戶的需求。
10. 包裝：將成品進行計數包裝，包裝袋要能防靜電，避免在儲存、運送途中被靜電 擊穿造成漏電而不能使用。
本論文為 LED 封裝測試廠生產排程計畫之探討。主要排程的產品有兩種，而選
擇此兩種產品是因為該封裝、測試廠製造系統會因不同產品而有不同製程，其相關製 程如圖 12 所示。
圖 12 生產流程圖
產線的加工程序首先會流經 Die Bond 進行固晶程序，接著至 Wire Bond 站打線，
打完線後產線將分流為兩條線，一條進到 Dispensing 站加工，另一條則流進 Molding 站進行加工。LED 產品不管是單晶、雙晶還是多晶，其生產製程在點粉、灌膠封裝 之步驟時可分為 Dispensing 或是 Molding 兩種不同製程，Dispensing 製程主要生產 SMD 型式的白光 LED，Molding 製程生產之產品種類較 Dispensing 來的廣泛。灌膠 封裝製程完成後兩條生產線再合併為一條，接著進到 Testing 站進行測試，測試完成 後進到 Taping 站進行包裝，包裝完成後出貨。
本論文針對單晶的產品進行排程研究，由於單晶產品因製程不同也分為兩類，為 了方便辨識，將單晶 Dispensing 製程之產品以產品 A 作為代稱，單晶 Molding 製程 之產品以產品 B 為代稱。產品 A 及產品 B 的加工流程如表 5 產品加工途程表所示。
表 5
產品加工途程表
加工途程
產品 A Die Bond → Wire Bond → Dispensing → Trim/Form → Testing → Taping 產品 B Die Bond → Wire Bond → Molding → Cutting → Testing → Taping
第三節 派工法則之介紹
SPT 法則在追求平均流程時間目標(Mean Flowtime)方面有不錯的結果，SPT 是一 個以加工時間為主的法則，不考慮交期，對於降低平均流程時間，且於高負荷水準時 的平均延遲時間皆有很好的績效表現(Blackstone et al., 1982；Haupt, 1989；Sarper &
Henry, 1996)，在動態流程型生產系統中，SPT 法則對於平均流程時間、平均差異時 間、與延遲工件比例也都有不錯的表現(Cheng and Jiang, 1998；Rajendran & Holthaus, 1999)。
EDD 法則於平均差異時間(mean lateness)目標方面有其影響性，EDD 法則是一個 單純以交期日為主的法則，當負荷水準低時，對於符合交期時間、平均延遲時間以及 延遲件數等都有不錯的表現，但是在產能高負荷水準的情況下 EDD 法則的績效表現 卻會跟著降低(Ramasesh,1990)。
平均延遲時間目標中，以CR法則來追求績效平均延遲時間降低有不錯的結果，
CR法則以交期與加工時間為主，法則運作概念於將餘裕時間和工作加工時間的比值，
以關鍵比例方式檢視工作的急迫性， CR法則是達交率績效表現最佳的傳統派工法則 (高正峰，2003)。
平均早交時間的績效目標上，以LS法則為此目標的追求法則，LS和CR法則同樣 考慮加工時間與交期，但與CR法則差異處在於運用派工概念為最小餘裕時間者最優 先，且相較於SPT，LS法則考慮生產線上之剩餘加工時間。
本研究期望能夠透過不同的派工法則對於各項績效指標表現有不同的影響，因此 選擇了上述三個傳統的派工法則作為探討各項指標之代表。
第四節 DBR 模式之建構
本節以介紹 DBR 排程模式建構為主，針對系統瓶頸站利用 DBR 現場管理技術進 行排程，並藉由排程結果推導出與瓶頸站同步化之投料計畫。以此技術來管理現場的 運作模式，達到產出目標、降低生產週期時間。而 DBR 模式建構之流程，如圖 13，
DBR 模式建構流程圖所示。
圖 13 DBR 模式建構流程圖
本論文之 TOC 排程步驟為下列所示的四個步驟。
Step 1：決定限制資源之所在
Step 2：計算緩衝區大小 Step 3：設計瓶頸站生產節奏
Step 4：利用瓶頸站生產節奏推導投料計畫
一、 決定限制資源之所在
本論文決定限制資源所採取的方式為規劃時間中產能負荷最高為規劃排程的瓶 頸站。首先計算規劃時間內，生產線上各工作站之日產能(1)，接著選擇產能最低為 瓶頸站(2)。
𝑇𝑈𝐶𝑚𝐿 = �(𝑃𝑖𝑚𝐿 )
𝑛 𝑖=1
𝑚 = 1,2, … , 𝑗 (1)
𝐵𝑊𝑚𝐿 = 𝑀𝐼𝑁�𝑇𝑈𝐶1𝐿, 𝑇𝑈𝐶2𝐿, 𝑇𝑈𝐶3𝐿, … , 𝑇𝑈𝐶𝑗𝐿� (2)
二、 計算緩衝區的大小
在計算緩衝區時必須注意瓶頸位置，因為瓶頸站的發生位置可能會在第一站、第 M 站及最後一站等站別，三種站別需要的緩衝區不同，計算方式也有所不同，這邊 將以三種狀況進行討論，分別是第一站、第 M 站及最後一站。
(一) 瓶頸站在第一站
因為瓶頸站即為第一站，並沒有瓶頸緩衝，只須計算出貨緩衝即可。訂單 i 的如 (3)式所示。
𝑆𝐵𝑖𝐿 = � (𝑃𝑖𝑚𝐿 )
𝑗 𝑚=2
(3)
(二) 瓶頸站在第 M 站
瓶頸站為第 M 站，必須計算瓶頸緩衝及出貨緩衝，二項緩衝值。瓶頸緩衝等於 訂單 i 至瓶頸站加工前之生產時間，如(4)式所示。
𝐵𝐵𝑖𝐿 = � (𝑃𝑖𝑚𝐿 )
𝑀−1 𝑚=1
(4)
出貨緩衝等於訂單 i 從瓶頸站加工後到出貨之生產時間，如(5)式所示。
𝑆𝐵𝑖𝐿 = � (𝑃𝑖𝑚𝐿 )
𝑗 𝑚=𝑀+1
(5)
(三) 瓶頸站在最後一站
因為瓶頸站為最後一站，並無出貨緩衝，因此只需計算瓶頸緩衝即可，訂單 i 的 瓶頸緩衝如(6)式所示。
𝐵𝐵𝑖𝐿 = � (𝑃𝑖𝑚𝐿 )
𝑀−1 𝑚=1
(6)
三、 設計瓶頸站之生產節奏
設計瓶頸站之生產節奏是整個DBR的排程核心，它不僅決定瓶頸站的生產節奏，
也決定整個系統的績效產出和非瓶頸站的配合次序。然而瓶頸站發生位置也會影響投 料計畫的計算方式，因此這邊也分三種狀況討論。
(一) 瓶頸站在第一站
1. 計算各訂單在瓶頸站理想完工時間
訂單i在瓶頸站理想完工時間等於訂單i交期減掉訂單i出貨緩衝時間，如(7)式所 示。
𝐼𝐸𝑇𝑖𝑚𝐿 = 𝐷𝑖− 𝑆𝐵𝑖𝐿 (7)
2. 計算訂單i在瓶頸站的加工時間
因瓶頸站為第一站，而各訂單加工時間為 𝑃𝑖𝑚𝐿 。 3. 計算各訂單在瓶頸站的理想開始時間
瓶頸站的理想開始時間等於瓶頸站訂單i的理想結束時間減掉訂單i在瓶頸站加工 時間如(8)式所示。
𝐼𝑆𝑇𝑖𝑀𝐿 = 𝐼𝐸𝑇𝑖𝑀𝐿 − 𝑃𝑖𝑀𝐿 (8) 4. 推平廢墟。
瓶頸站的生產節奏若用時間軸表示，各訂單會因瓶頸負荷而相互重疊，堆疊的形
狀像一座廢墟。接著使用前推排程將廢墟推平。在推平廢墟時，本論文將以不同的派 工法則推平廢墟，進而探討、比較DBR配合不同派工法則時的各項績效。推平廢墟的 決策步驟為：
(1) 交期早者先排。
(2) 若交期相同則利用派工法則進行派工，而本論文使用之派工法則為SPT、LS 及CR三種法則。
廢墟推平後若超出排程起始時間點時，代表生產排程已發生，但現實尚未發生，
因此必須將排程計畫起始時間點與欲排程時間推齊。
(二) 瓶頸站在第M站
1. 計算各訂單在瓶頸站理想完工時間
訂單訂在瓶頸站理想完工時間等於訂單i交期減掉訂單i出貨緩衝時間，如(9)式所 示。
𝐼𝐸𝑇𝑖𝑀𝐿 = 𝐷𝑖 − 𝑆𝐵𝑖𝐿 (9) 2. 計算訂單i在瓶頸站的加工時間
瓶頸站為第M站，各訂單加工時間為 𝑃𝑖𝑀𝐿 。 3. 計算各訂單在瓶頸站的理想開始時間
瓶頸站的理想開始時間等於瓶頸站訂單i的理想結束時間減掉訂單i在瓶頸站加工 時間，如(10)式所示。
𝐼𝑆𝑇𝑖𝑀𝐿 = 𝐼𝐸𝑇𝑖𝑀𝐿 − 𝑃𝑖𝑀𝐿 (10) 4. 推平廢墟
推平廢墟之步驟、管理意義及排程方式皆與瓶頸站在第一站的狀況相同，故不在 重複敘述。
(三) 瓶頸站在最後一站
1. 計算各訂單在瓶頸站理想完工時間
訂單i在瓶頸站理想完工時間等於訂單i交期減掉訂單i瓶頸緩衝時間，如(11)式所
示。
𝐼𝐸𝑇𝑖𝑀𝐿 = 𝐷𝑖 − 𝑆𝐵𝑖𝐿 (11) 2. 求算出訂單i在瓶頸站的加工時間
因瓶頸站為最後一站，而各訂單加工時間為 𝑃𝑖𝑚𝐿 。 3. 求算出各訂單在瓶頸站的理想開始時間
瓶頸站的理想開始時間等於瓶頸站工單i的理想結束時間減掉工單i在瓶頸站加工 時間，如(12)式所示。
𝐼𝑆𝑇𝑖𝑀𝐿 = 𝐼𝐸𝑇𝑖𝑀𝐿 − 𝑃𝑖𝑀𝐿 (12) 4. 推平廢墟。
推平廢墟之步驟、管理意義及排程方式皆與瓶頸站在第一站的狀況相同，故不在 重複敘述。
四、 利用瓶頸站生產節奏推導投料計畫
經由步驟三計算出瓶頸站的生產節奏，最後利用生產節奏計算各工單的理想投料 時間，由於瓶頸站發生的位置不同造成的影響也不一樣，因此投料計畫的推導也分三 種狀況進行討論。
(一) 瓶頸站在第一站
此狀況瓶頸站為第一站，因此瓶頸站的理想投料時間也是生產計畫的投料時間，
如(13)式所示。
𝑂𝑅𝑇𝑖1𝐿 = 𝐼𝑆𝑇𝑖𝐿 (13)
(二) 瓶頸站在第M站
此狀況瓶頸站為第M站，訂單i在第一站的計畫投料時間，如(14)式所示。
𝑂𝑅𝑇𝑖1𝐿 = 𝐼𝑆𝑇𝑖𝑚𝐿 − 𝐵𝐵𝑖𝐿 (14)
(三) 瓶頸站在最後一站
此狀況瓶頸站為最後一站，訂單i在第一站的計畫投料時間，如(15)式所示。
𝑂𝑅𝑇𝑖1𝐿 = 𝐼𝑆𝑇𝑖𝑚𝐿 − 𝐵𝐵𝑖𝐿 (15) 以上三種狀況經彙整後，其演算彙整如表6所示。
表 6
DBR 排程演算彙整表
DBR排程演算彙整表
演算步驟 內容
Step 1：
決定限制 資源所在
計算規劃時間中產能負荷最高
𝑇𝑈𝐶𝑚𝐿 = ∑ (𝑃𝑛𝑖=1 𝑖𝑚𝐿 ) 𝑚 = 1,2, … , 𝑗
𝐵𝑊𝑚𝐿 = 𝑀𝐼𝑁�𝑇𝑈𝐶1𝐿, 𝑇𝑈𝐶2𝐿, 𝑇𝑈𝐶3𝐿, … , 𝑇𝑈𝐶𝑗𝐿�
瓶頸位置 第一站 第M站 最後一站
Step 2：
計 算 緩 衝 大小
出貨緩衝
𝑆𝐵𝑖𝐿 = � (𝑃𝑖𝑚𝐿 )
𝑗 𝑚=2
瓶頸緩衝
𝐵𝐵𝑖𝐿 = � (𝑃𝑖𝑚𝐿 )
𝑀−1 𝑚=1
出貨緩衝
𝑆𝐵𝑖𝐿 = � (𝑃𝑖𝑚𝐿 )
𝑗 𝑚=𝑀+1
瓶頸緩衝
𝐵𝐵𝑖𝐿 = � (𝑃𝑖𝑚𝐿 )
𝑀−1 𝑚=1
Step 3：
設 計 瓶 頸 站 生 產 節 奏
工單i在瓶頸站理想 完 工 時 間 = 工 單 i 交期 − 工單i出貨 緩衝時間
𝐼𝐸𝑇𝑖𝑀𝐿 = 𝐷𝑖− 𝑆𝐵𝑖𝐿
工單i在瓶頸站理想 完 工 時 間 = 工 單 i 交期 − 工單i於出 貨緩衝時間
𝐼𝐸𝑇𝑖𝑀𝐿 = 𝐷𝑖 − 𝑆𝐵𝑖𝐿
工單i在瓶頸站理想完工 時間 = 工單i交期 − 工 單i瓶頸緩衝緩衝時間
𝐼𝐸𝑇𝑖𝑀𝐿 = 𝐷𝑖 − 𝐵𝐵𝑖𝐿
Step 3：
設 計 瓶 頸 站 生 產 節 奏
瓶頸站的理想開始時 間 = 瓶頸站工單i的 理想結束時間-工單i 在瓶頸站加工時間。
𝐼𝑆𝑇𝑖𝑀𝐿 = 𝐼𝐸𝑇𝑖𝑀𝐿 − 𝑃𝑖𝑀𝐿
瓶頸站的理想開始時 間 = 瓶頸站工單i的 理想結束時間-工單i 在瓶頸站加工時間。
𝐼𝑆𝑇𝑖𝑀𝐿 = 𝐼𝐸𝑇𝑖𝑀𝐿 − 𝑃𝑖𝑀𝐿
瓶頸站的理想開始時間
= 瓶 頸 站 工 單 i 的 理 想 結束時間-工單i在瓶頸 站加工時間。
𝐼𝑆𝑇𝑖𝑀𝐿 = 𝐼𝐸𝑇𝑖𝑀𝐿 − 𝑃𝑖𝑀𝐿
表 6(續)
DBR排程演算彙整表
演算步驟 內容
瓶頸位置 第一站 第M站 最後一站
Step 4：
利 用 瓶 頸 站 生 產 節 奏 推 導 投 料計畫
生產計畫投料時間
𝑂𝑅𝑇𝑖1𝐿 = 𝐼𝑆𝑇𝑖𝑚𝐿
生產計畫投料時間
𝑂𝑅𝑇𝑖1𝐿 = 𝐼𝑆𝑇𝑖𝑚𝐿 − 𝐵𝐵𝑖𝐿
生產計畫投料時間
𝑂𝑅𝑇𝑖1𝐿 = 𝐼𝑆𝑇𝑖𝑚𝐿 − 𝐵𝐵𝑖𝐿
第五節 績效評估指標
LED封裝、測試製程是LED製程中最靠近顧客端的一段製程，因此如何滿足訂單 交期及數量需求，是LED封裝、測試製程的一項重要任務之一。因此，滿足訂單交期 及合理的存貨水準為重要的兩項績效指標。
一、 滿足訂單交期：
平均訂單延遲最大化，對每一張訂單計算延遲時間，如(16)式所示。
𝑡𝑖 = 𝐷𝑖 − 𝑂𝐸𝑇𝑖𝑚𝐿 𝑖 =1,2,…,n (16) 平均訂單延遲最大化，如(17)式所示。
𝑇𝑎𝑣𝑔 =(∑𝑛𝑖=1𝑡𝑖)
𝑛 (17)
二、 在製品最小化：
平均訂單流程時間最小化，每張訂單再製程中的時間，如(18)式所示。
𝑓𝑖 = (𝑂𝐸𝑇𝑖𝑚𝐿 − 𝑂𝑅𝑇𝑖𝑚𝐿 ) 𝑖 =1,2,…,n (18) 平均訂單流程時間最小化，如(19)式所示。
𝐹𝑎𝑣𝑔= ∑ (𝑂𝐸𝑇𝑛𝑖=1 𝑖𝑚𝐿 − 𝑂𝑅𝑇𝑖𝑚𝐿 )
𝑛 =∑𝑛𝑖=1𝑓𝑖
𝑛 (19)
