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研究生: 鄭兆恩
Chao-En Cheng
論文名稱: 機台/製程群組方法之研究
Time-Based Machine/Process Grouping
指導教授: 許棟樑
Daniel Sheu
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 工業工程與工程管理學系
Department of Industrial Engineering and Engineering Management
論文出版年: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 83
中文關鍵詞: 製造單元設計群組技術分類枝狀圖
外文關鍵詞: Manufacturing Cell Design, Group Technology, Dendrogram, Machine grouping
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  • 製造單元設計的品質良窳,對於系統生產績效,有直接重大的影響,過去於設計製造單元時,利用群組技術針對產品零件進行分類形成零件族與機器族,其分類依據,往往憑藉著規劃者過去的經驗以及定性的邏輯推論與分析,所規劃出的結果時常過於主觀且缺乏明確的依據,然而,由於製程整備所造成的損失,機台/製程的群組時常對於整體完工時間與系統產出有嚴重的影響。本研究提出了一個建構於相似係數概念與換線整備次數並以時間為基礎的機台/製程群組方法 ,並利用分類枝狀圖(Dendrogram)進行製程與機台的分群,此外,本研究建立了一個以Excel為基礎的群組程式,提供工程師一個客觀量化的自動化分群流程。 本研究進而使用實際晶圓廠的生產資料以及運用模擬模式測詴本研究所提出之群組技術的生產績效。並且考量先進先出法(FIFO)與關鍵比率法(CR),此兩派工法則,研究結果顯示將本研究所提出之群組技術與現有工廠分群以及兩個比較的方法進行比較,於系統產出(throughput)、帄均完工時間(average cycle time)、帄均在製品數(Work In Process)、達交率(delivery rate)與移動量(move),此五樣績效指標上皆顯著的優於其它三者。


    The quality of manufacturing design has foundamental impacts on the production performance. In designing manufacturing cells, people often apply Group Technology to group the parts into the different machine families and/or parts families based on product or process features. This often relies on individual’s experience and qualitative logical analysis. The results can be subjective and arbitrary. However, major impacts by machine/process grouping are often on the overall cycle time and throughput due to set-up/change-over losses. This research proposed a time-based machine/process grouping method based on similarity concept and set-up/change-over times. A Dendrogram is used to group the processes and machines. An Excel-based grouping program is established to automate the objective quantitative process ready for engineers to use. Using data from a real semiconductor fabrication plant, simulation models were used to test the performance of the proposed grouping technique. First-in-First-out and Critical Ratio dispatching rules were experimented. The results show that the proposed grouping technique has far better performance than the existing grouping and two other comparative methods in throughput, average cycle time, average WIP (Work In Process), delivery rate and move.

    摘要 I Abstract II 致謝詞 III 目錄 IV 圖目錄 VI 表目錄 VIII 第一章 緒論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2 問題描述 1 1.3 成果與貢獻 2 1.3.1 成果 2 1.3.2 貢獻 2 1.4 研究架構 2 第二章 文獻探討 4 2.1 製造單元設計相關文獻探討 4 2.1.1 製造單元之定義 4 2.2 製造單元設計方法之探討與比較 5 2.2.1 矩陣方法 5 2.2.2系統法 7 2.2.3相似係數法 8 2.2.4數學規劃法 9 2.2.5 啟發式演算法 9 2.2.6類神經網路法 9 2.2.7模糊理論法 10 2.3製造單元設計相關之研究 12 2.4 生產線平衡相關文獻探討 14 2.5 迴流相關文獻探討 15 2.6 模擬相關文獻 17 2.6.1模擬的定義與目的 17 2.6.2系統模擬架構 17 2.6.3 模擬的優缺點 18 第三章 研究方法與理論分析 20 3.1研究架構與步驟 20 3.2製程相似係數計算 21 3.2.1符號定義 21 3.2.2 相似係數計算方式 22 3.3製程群組分群 23 3.4製程配方所需產能需求計算 28 3.4.1符號定義 28 3.4.2 產品製程配方使用次數統計 29 3.4.3 生產時間需求計算方式 30 3.4.4 換線整備時間估計方式 31 3.5 模擬驗證 34 3.5.1 模擬軟體 35 3.5.2 模擬步驟 35 第四章 軟體設計 37 4.1軟體設計平台 37 4.2軟體操作介面 37 4.2.1換線整備時間 37 4.2.2產品 k 製程(配方)使用統計表 37 4.2.3製程加工時間輸入介面 38 4.2.4基本製造參數輸入介面 38 4.2.5 運算結果輸出介面 39 4.3運算邏輯撰寫 40 4.3.1 群組分割的虛擬碼 40 4.3.2 換線整備時間虛擬碼 41 4.3.3 機台計算虛擬碼 41 4.4 軟體操作 42 第五章 案例驗證 43 5.1離子植入區生產系統說明 43 5.2實驗情境 44 5.2.1離子植入加工區與機台資料 44 5.2.2 產品組合資料 45 5.2.3 製程配方資料 45 5.2.4 派工法則 46 5.2.5 模擬投料方式 47 5.2.6模擬時間與次數 47 5.2.7 系統假設條件 47 5.3 各種方案比較 48 5.3.1方案描述 48 5.3.2 績效指標 49 5.4 模擬模式建構 50 5.4.1 本研究方法所建議之分群方式 50 5.4.2 各方案模式之建構 51 5.5 績效指標分析 52 5.5.1 原始投料間隔時間下之績效指標分析 52 5.5.2 不同間隔時間下之績效指標分析 58 5.5.3本研究方法對於派工法則之績效指標分析 68 5.5.4 換線整備時間估計調整係數驗證 79 第六章 結論與未來研究方向 81 6.1 結論 81 6.2未來研究方向 81 參考文獻 82

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