9 Chapter 製程選擇與佈置分析 9-1　製程選擇分類 9-2　系統化的製程設備 9-3　製程佈置分析 9-4　服務性設施規劃佈置

學習目標 描述製程選擇定位與分類 列出產品流程生產、作業程序分類層次 說明訂貨生產與存貨生產之差異性 說明自動化、彈性製造系統與電腦整合製造之特性 描述設備佈置設計的型式 列出設施佈置計算步驟

精密科技產業設施規劃佈置分析 改善前葉輪步數效率：共28步驟 圖9-1　改善前葉輪步數效率

精密科技產業設施規劃佈置分析 改善後葉輪步數效率：共12步驟 圖9-2　改善後葉輪步數效率

所謂製程選擇係指在資金、設備與人力的限制下，進行製程技術或製程系統的規劃，期使以最低的成本來生產顧客所需的產品或提供服務，滿足顧客的需要。 圖9-3　製程選擇及其關聯系統

9-1　製程選擇分類 製程規劃依產品流程作業程序及其重覆性，製程型態可分為直線式、間歇式、零工式與專案式；依顧客訂貨方式，製程型態可分為存貨生產與訂貨生產；依生產數量大小，製程型態可分為批量生產、零工生產與專案生產。

作業程序分類法 直線式生產流程的效率高，但較不具彈性，適用於產品、服務標準化程度高，且需求量大的情況。它又可區分為連續性生產與大量生產等二種情況。 直線式

將相同或類似的機器設備與具備操作這些設備技能的員工予以彙集在一起，而形成一個工作站或工作中心，當產品需要利用此一工作中心時，則運送至該中心進行加工或相關的工作。 以批量的方式生產，一批批地變更轉換生產程序，亦稱為批量式生產流程，例如馬達工廠的生產。 間歇式

專門生產變化性大，且數量很少的特殊品。 專指需要整合不同部門資源的複雜系統之獨特性工作，具備高度顧客化程度但卻只有極少量的產品或服務需求特性的製程。 零工式 專案式

圖9-4說明，依作業程序分類法，效能、彈性或單位成本由高（零工或專案）而低（連續流程），產品結構則依次由少量低標準化到多量高標準化的日常用品。 圖9-4　作業程序分類

訂貨方式分類法 存貨生產係指在接到客戶訂單前，就已經完成產品的生產故亦稱計畫生產。 存貨生產 訂貨生產係指在接到客戶訂單後才開始製造。生產管理的重點是掌握「交貨期」，按「交貨期」整合生產過程各環節作業。 存貨生產 訂貨生產

作業程序與訂貨方式分類，可以組合為製程矩陣，如表9-2說明， 表9-2　製程矩陣釋例 存貨生產 訂貨生產 直線式流程 煉油、麵粉廠、罐頭工廠、自動餐廳 汽車裝配廠、電話公司、電力公司 間歇式流程 家俱、機械廠、速食、玻璃器具類 機械廠、餐廳、醫院、珠寶店 零工式或專案式 商業化 電影、房屋、船、肖像畫

生產數量分類法 當產量介於零工生產與大量生產之間時使用批量生產。 批量生產 當需求量低且產品變異大時，通常會使用零工生產加工方式。 專案生產通常針對一次一樣，規格特殊，缺乏重複性的產品。 批量生產 零工生產 專案生產

9-2　系統化的製程設備 系統化的製程設備考慮因素包括設備是自製或對外採購，也要考慮企業使用機器設備與勞力的組合程度，為因應產品或服務的設計、產量或技術變更，企業能夠調整的製程彈性，如表9-3，可區分為經濟因素與非經濟因素。 表9-3　製程設備的考慮因素 經濟因素 非經濟因素 1. 投資報酬率　2. 預算的限制 3. 採購價格　　4. 作業費用 5. 訓練成本　　6. 裝設成本 7. 勞力節省　　8. 稅的考慮 9. 雜項成本 1. 裝設時間　　　　　　2. 可獲得的訓練 3. 生產力的改進多寡　　4. 銷售者的服務 5. 設備的適應性與彈性　6. 符合競爭策略 7. 備用零件的取得難易　8. 易於使用，安全性 9. 環境因素的考慮　　　10. 機器的可靠度

自動化 彈性製造系統 自動化係以機械代替人工，而此機械包括能夠自動運作之感應與控制裝置。 彈性製造系統是由多個電腦數值控制機器所構成，協助整合及提升製造，利用電腦來安排機械自動加工，自動替換模夾具、刀具、加工物件等。

彈性製造系統發展有以下三階段： 單機自動化是將原本仰賴人工的工件取換工作自動化，並設計供料機構能容納少數批量，儘量減少人工作業，達到「一人多機」之目的。 彈性製造單元的基本概念是連結可暫存少量工件的供料系統、具泛用性之搬送機具與加工機具，不但可達到單機自動化加工，且具工件種類變化之調整彈性。 單機自動化 彈性製造單元

主要缺失在於缺乏彈性，因此若能連結數部加工機，並設置較大容量的物料暫存區，以搬運車等設備連結加工單元與倉儲單元，即可較徹底解決有關工件變化之問題。 電腦整合製造 電腦整合製造係將各種生產都整合於一自動系統中，就是將生產所須的控制整合於電腦的系統中。以下說明電腦整合製造之發展歷程： 彈性製造系統

圖9-5　電腦整合製造整體觀

電腦輔助設計與製造的出現，整合了各自獨立運作的系統，彌補其間的空隙。此系統的應用與發展，拉近了工廠自動化目標實現的時間。 製造技術 圖9-6　工業用智慧型機器人範例

1950年群組技術已開始使用。1960至1970年間，電腦輔助製程計畫被確實應用於工廠之生產規劃與排程。 1970∼1980年間應用電腦軟體模擬作業開發成功，縮短了企業界產品研發的時程。1980年代智慧型設計軟體逐漸邁向立體及實體的應用開拓，開發模擬實體的設計功能。 生產規劃與排程 工程設計

9-3 製程佈置分析 間歇式製程佈置 間歇式製程佈置設計處理具有不同加工需求的產品或服務。目標如下： 減少人員或物料移動的瓶頸（壅塞）。 9-3　製程佈置分析 間歇式製程佈置 間歇式製程佈置設計處理具有不同加工需求的產品或服務。目標如下： 減少人員或物料移動的瓶頸（壅塞）。 最小的物料搬運成本。 減少人員的意外傷害。 充分使用人員效率。 有效的利用空間。 提供彈性。

優點： 設備與人員均具有彈性。 因為較少重複的設備，故較少的設備投資。 每一部門的管理者均對其負責的功能有高度的知識與專業。 由於工作多樣化，使工作人員有較大的滿足。

間歇式製程佈置的設計 求出運輸成本的衡量指標（M），以選擇最佳的佈置方式，如下式： 運輸成本最低法 例題9-1

接近性評等法亦是一種試誤法，主要考慮設備（或部門）佈置時不僅是運輸成本，亦考慮其它因素 接近性評等法 例題9-2

除了運用試誤法找出最佳佈置方案外，以下電腦軟體亦可協助處理此類佈置問題： 電腦軟體的應用 CRAFT ALDEP CORELAP

直線式製程佈置 直線式製程佈置又稱為產品佈置或直線流程佈置。 Ｕ字型佈置會增加生產線工人之間的溝通，工人不僅能處理接鄰工作站的工作，而且也能處理生產線兩邊工作站的工作，故工作指派之彈性因而大增。 U字型生產線 圖9-7　U型佈置

直線式佈置表示其單一生產線可組裝多種型號產品。 直線式生產線 圖9-8　直線型佈置

直線式製程佈置的優點： 減少物料的搬運。 較少量的在製品。 較簡單的生產規劃與控制系統。 工作簡單化。 減少總處理時間。 直線式製程佈置的缺點： 缺乏製程彈性。 缺乏時效的彈性。 較大的投資。 每一個零件均相互牽聯。 工人工作單調。

生產線平衡是將工作分配於工作站的過程，其目標在於使各個工作站執行所需的作業時間均能近乎相同。 循環時間（CT）：為生產線生產每單位產品的時間。 最長可能的循環時間。 最短可能的循環時間。 每日產量，以下式表示。 生產線平衡

最少工作站數目：可由每日產量、作業時間和所有單元作業時間的總和求出。

生產線平衡的目標：是盡可能達到完全平衡，使閒散時間減至最少。 各工作站每個循環之閒散時間：工作站閒散時間（iTj）＝循環時間（CTj）－工作站時間（STj） 每個循環的閒散時間百分比，以下式求得。

利用啟發式解法把作業安排到工作站上，使生產線平衡。 生產線平衡的步驟： 決定產品中每個所要進行加工的作業。 決定作業與作業之間的加工順序。 畫出在先關係圖。 預估作業時間。 計算週期時間。 計算最小工作站的數目。 利用啟發式解法把作業安排到工作站上，使生產線平衡。 例題9-3 例題9-4

專案式製程佈置 又稱固定位置佈置，一般情形是製造的產品固定在一生產位置區域，而將加工設備或工具移至產品製造處施工。此種固定位置佈置的優點有： 使移動的工作減至最低。 可以減少重新規劃的問題。 至於此種佈置的缺點有： 不易獲得人員且需付較高的工資。 設備及人員的移動可能是昂貴的。 設備之利用率降低。

群組佈置與製造單元佈置 群組佈置主要希望在小批量的生產系統中，能夠獲得前述間歇式與直線式佈置的優點；亦即既有間歇式「彈性」的優點，又有直線式大量生產的「高效率」等優點。 群組佈置中是由許多的「製造細胞」所組成，因此，群組佈置亦可稱為製造細胞佈置。群組佈置可分為以下三類：

工作群族1、2、3 採取直線式流程佈置，各工作群族有專用生產佈置。 GT式流程佈置

將工作族分成兩類，工作群族1、2、3與工作群族4、5，因加工流程特性不一樣，而形成兩類的工作群族。 GT加工單元式佈置

現場佈置採取功能式佈置，而各工作群族則在各加工中心進行生產製造。 GT加工中心式佈置

9-4　服務性設施規劃佈置 服務性系統的設施佈置，目標是希望能快速地為供應商或顧客提供相關的服務。就銷售系統的觀點，快速服務的目標可藉由掃描器的輔助來達成。自助式的服務系統則是強調減低成本及方便。 以顧客為中心的設施規劃，包括服務策略、員工以及支援系統三構面。 圖9-12　以顧客為中心的設施規劃