製造系統的設計與控制

製造系統的設計與控制 Yung-Chung Chen * Assistant Professor, Department of Logistics Management, SHU-TE University, Kaohsiung, Taiwan

位置和容量計畫 工作研究方法研究工廠佈置銷售與生產預測生產與庫存控制製造系統之選擇學習內容

企業的策略 總成本的考量 (1)區域的成本 (2)配銷成本 (3)採購運輸成本顧客之接近程度配銷體系的結構供應商的考量競爭者的位址影響廠址選擇的因素(企業內部)

原料市場交通運輸政府法律政府租稅氣候勞工的品質公共事業社區態度服務機構設備社交文化教育設施工業區建築法規與成本生產成本影響廠址選擇的因素(外在環境)

廠址選擇策略選定(準則之 選定整體策略之考量) 廠址因素選擇(內外因素及地理區域選擇) • 內在環境 • 企業策略 • 企業總成本 • 顧客接近程度 • 配銷結構 • 供應商考量 • 競爭者位置外在環境原料市場交通運輸勞工社區態度公共事業社交文化教育設施政府法律政府租稅氣候廠址資料評估 (分析) 選擇最佳廠址是否達成策略目標確定最佳位址不變廠地分析選擇模式廠址選擇的一般模式

工作研究 • 研究能達到最大生產力的方法 • 包含 • 方法研究(改善技術) • 工作衡量(作業測定) ，(以及工作評價)。

工作研究內容 • 1‧方法研究：著重於工作以及作業的分析技術，其目的是在進行作業或工程的經濟化，提高勞動生產力以及動作改善的養成。 • 2‧工作衡量：著重於各種時間研究主法，目的在設定標準時間於作業層次，以確定科學化的管理。

ECRS改善原則的運用 • 現場管理可以利用ECRS改善原則：排除（Elimination）、合併（ Combine）、重排（Rearrange）、簡化（Simplified），來協助現場管理達到合理化的境界，若是以四則運算中的加、減、乘、除4種方法，有以下觀念。 1.加：（合併）順勢現場改善　盡量將細目加以合併：自問完成什麼？什麼時候？什麼人？可以找到需要合併的細目，細目合併之後可以減少流程間檢查與處理的流程。 2.減：（排除）適時排除浪費　刪除不必要的項目：從為什麼需要這樣做的答案中，可以找到不必要的細目，刪除這種細目，減少勞力、機器設備及材料的浪費。 3.乘：（重排）追求最適綜效　重組改善細目之順序：變更細目的順序，減少材料處理的過程與退回再處理，可以從在什麼地方、什麼時候、什麼人的問題探索中，把細目變更組合以獲得更好順序。 4.除：（簡化）去蕪存菁簡化　簡化必要的細目：為使工作更安全並且更不吃力。

方法研究 • 工作方法的研究係以嚴密分析之技術、分析、考查現有及計劃之工作，以求更容易、更有效之工作方法，藉以經濟有效的利用各種生產資源，提高生產力、降低成本及減少工人的疲勞。 • 實施方法研究可從兩方面著手，一為程序分析，係就製程作全盤性之分析，另一為動作分析，係分析各個細微基本動作。

程序分析 • 程序分析(process analysis) ，係將某特定工作的整個過程，清晰地描述並繪製成圖，然後運用剔除、合併、重排與簡化之技巧，來分析整個製程的每一項操作，使之合理化，以達提高效率之目的。

方法研究分類 程序分析(Process analysis) • 操作程序圖（Operation process chart） • 流程程序圖Flow process chart） • 組作業程序圖（gang process chart） • 線圖（flow diagram）作業分析(Operation analysis） • 人機程序圖（man-machine chart） • 多人機程序圖（multi-man-machine chart）

程序分析(Process analysis) • 1. 操作程序圖(Operation Process Chart):操作程序圖表示材料及零件進入製程的時點，以及各種操作與檢驗間之順序關係。操作程序圖可以掌握從原物料至產品的整個製程之間的相互關係，使得分析人員容易從圖中發掘問題，並對問題有較適切的判斷 • 2. 流程程序圖(Flow Process Chart):是一種以符號來圖示的方法，它標示製程中所發生之操作、搬運、檢驗、等待和儲存等動作之順序，並記載所需時間、移動距離等事實，以供分析其搬運距離、延遲、儲存等時間，俾瞭解這些隱藏成本浪費的情形而達到改善之目的。

Date: 9/11 Job: Copying Job Analyst: Calvin Page: Process Description Process Symbols Desk operator fills out work order Work order placed in “waiting job” box Job picked up by operator and read Job carried to appropriate copy machine Operator waits for machine to vacate Operator loads paper Operator sets machine Operator performs and completes job Operator inspects job for irregularities Job filed alphabetically in completed shelves Job waits for pick up Job moved by cashier for pick up Cashier completes transaction Cashier packages job (bag, wrap, or box) Process Flowchart

流程程序圖 零用金的工作要求分析員 D. Kolb 頁次 1 of 2 延遲儲存操作搬運檢驗方法的細節部門主管的需求放置於「待取」籃至會計部門會計簽字核可數量財務核可數量出納核算數量記帳員核算數量將零用金封於信封內零用金送回部門簽收將零用金存放至保險箱流程程序圖圖7-2

程序分析(Process analysis) • 3. 組作業程序圖(Gang Process Chart): 組作業程序圖的作用在於研究一些人共同從事的作業，就是把同時發生的動作並排在一起，以利分析。 • 4. 線圖(Flow Diagram): 線圖繪製之初通常是將工廠建築及工廠佈置之平面圖依某比例縮小在研究之方格紙上，將機器、工作地點等，依其正確之相關位置一一繪於其上，並將物料或人員所流經之路線，依流程程序圖所記錄之順序方向用直線來表示之。

作業分析(Operation analysis） • 1. 人機程序圖(Man-machine Chart): 係用來分析同一段時間，同一工作地點內機器之操作與作業人員之操作動作相互配合之情形，以及兩者互動之作業時間。 • 2. 多動作程序圖(Multiple-activity Process Chart): 係用來記錄多位操作者及多部機器之間相關的工作程序。

Job Photo-Id Cards Date 10/14 Time Time (min) Operator (min) Photo Machine – 1 – 2 – 3 – 4 – 5 – 6 – 7 – 8 – 9 – 10 Key in customer data on card 2.6 Idle Feed data card in 0.4 Accept card Position customer for photo 1.0 Idle Take picture 0.6 Begin photo process Idle 3.4 Photo/card processed Inspect card & trim edges 1.2 Idle Worker-Machine Chart

動作經濟原則 動作經濟原則為吉爾勃斯所首創，稱為「動作經濟與效率法則」後經若干學者詳加研究改盡，尤其巴恩斯（Ralph M. Barnes）居功最偉，其將動作經濟原則綜分為二十並歸納為下列三大類： • 1.關於人體之運用 • 2.關於工作場所之佈置與環境條件 • 3.關於工具和設備之設計。

工作衡量 • 標準時間之意義及其用途，標準工時的必要先決條件,有下列四項: • (1)一定的工作條件 • (2)一定的做業方法 • (3)完整而熟練的作業員 • (4)正常的速度

標準時間之應用 • 例.1－應用於“能率管理” • 作業者對工作之努力程度如何？ • 例.2－應用於“人員計算” • 例3.－應用於“工資制度、獎工制度”

工作衡量之技術(表三) • 工作衡量 -直接法與合成法 • 直接法-馬錶時間研究（Stop-watch time study）與工作抽查（Work sampling） • 合成法-預定動作時間標準法（PTS）與標準資料法（Standard data）

馬錶直接測時法 • 公式： • 觀測時間＝觀測時間評比（1＋寬放率）＝正常時間（1＋寬放率）＝正常時間＋寬放時間 • 例4. 某一單元觀察時間為0.8分鐘，評比為110％，寬放為20％ • 則標準時間＝0.8 ╳ 110％（1＋20％） • ＝0.88 ╳ 1.2 • ＝1.056分

工廠佈置原則 • 整體性原則 • 最少搬運原則 • 流程原則 • 空間經濟原則 • 滿足與安全原則 • 彈性原則

整體性原則 • 必須使工程4要素:人，機械，材料，方法達於平衡。 • 如果不平衡，作業往往被中斷，以致增加停滯以及材料搬運時間。

最少搬運原則 • 佈置時必須考慮移動距離與時間，求其最短(小)者。 • 移動的距離愈短，材料搬運的時間與成本越少。

流程原則 • 使工程無阻礙，暢流不息。 • 勿使流程逆行，交叉，有如水由高往下流一般的順暢，想辦法使工程的流動順暢。

空間經濟原則 • 未了有效利用空間，應注意立體的活用。 • 在材料倉庫，零件倉庫方面，盡量使空間縮小。為此不妨利用貨物架收藏，以達到三次元的效率化。

滿足與安全原則 • 使作業員能安全的作業，同時也使他們容易進行作業。 • 確保作業員的安全，以及減輕疲勞是最重要的事。勿使移動材料時，或者機械移動時產生不安全狀態，也勿使作業員在搬運時增加疲勞。

彈性原則 • 為了適應變化，必須具有彈性及融通化。 • 針對各工程的變更，增減等的變化，為了能輕鬆的適應，飛具有彈性不可。

工廠佈置類型 • 產品式佈置 • 程序式佈置 • 定位式佈置 • 群組式佈置

基本佈置類型 • 產品式佈置 • 用標準化加工作業，來達到順暢迅速大量流動的佈置 • 程序式佈置 • 可以處理各種加工需求的佈置 • 定位式佈置 • 產品或專案保持靜止不動，而人員、物料，和設備視需要而移動的佈置

工作站 2 工作站 3 工作站 4 原料或顧客工作站1 完成品物料和/或勞工物料和/或勞工物料和/或勞工物料和/或勞工產品式佈置(生產或服務) 流程工廠或裝配線工作流程

1 2 3 4 進 5 人員 6 出 10 9 8 7 U-形生產線

铣裝配& 測試磨塗層鑽製程佈置– 工作行走到指定的加工中心程序式佈置

222 222 222 111 444 3333 22222 铣 444 磨 1111 2222 裝配 333333333 44444 111 333 333333 鑽 111 111 齒輪切削 111 333 444 車熱處理程序式佈置

群組技術 • 是一種能使多批少量生產的工廠獲得與連續生產相似利益的技術 • 將工廠準備生產的產品，依形狀、尺寸、加工技術與方法等因素，將相類似的工件分別組成工件族，各工件族再以已分群的工具機，及具有共同性的模具及夾具等，按照相同或類似的操作方法加工，藉以減少工作準備及安裝夾持所需的勞力、時間與費用

基本的佈置格式 • 群組技術佈置 • 剛好及時化佈置 • 可能是裝配線，或 • 群組技術格式 • 固定位置佈置 • 例如：造船

單元佈置 • 單元製造 • 群組技術 • 彈性製造系統

單元佈置 • 單元製造 • 此佈置是將機器群集到一個單元中，其能夠處理有相似加工需求的物項 • 群組技術 • 依照類似的設計或製造特徵，將物項分組成零件族

齒輪切削熱處理車铣鑽 -1111 -1111 熱處理铣鑽磨 222222222 - 2222 裝配熱處理 - 3333 3333333333 車铣磨齒輪切削 - 4444 44444444444444 铣鑽單元製造的佈置

擬訂銷售 計畫製定成品存貨需求銷售預測訂定生產計畫訂定物料需求計畫訂定存貨計畫分析物料用量銷售與生產預測

定性預測法 由上往下預測法－高階主管預測。由下往上預測法－基層意見表達德爾菲法－專家意見之問卷調查方式，重複透過專家意見的表達進行投票表決。小組意見調查法－小組成員共同討論之結果為依據。歷史類比法－類似產品比較。消費者調查法－市場調查預測方法(1)

預測方法(2) • 定量預測法 • 根據以往銷售資料的等比例預測法 • 時間數列分析法 • 長期趨勢預測法 • 半平均法 • 移動平均法 • 最小平方法 • 季節變動預測法 • 簡單平均法 • 移動平均法 • 指數平滑法 • 迴歸分析法

計算經濟訂購批量(Economic Ordering Quantity,EOQ)

庫存分類-ABC分類

作業程序(產品流程)的分類 • 直線式生產 • 汽車，石化 • 間歇式(批量)生產 • 馬達 • 零工式生產 • 理髮廳 • 專案 • 非例行性工作，飛機，船舶

訂貨與存貨生產 • 存貨生產：顧客未訂購即行生產　係指依據規劃，以單一性能機具，秉於生產批次規模所從事的制式化生產。 • 訂貨生產：顧客訂購後，再依顧客的要求進行生產，其產量較難掌握，恒採通用性能機具從事製造，其產品種類多，但產量少等。 • 混合式生產。。

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