｜重覆性製造系統的推拉式指標設計

摘要：本文提出兩項推拉式指標設計方法來描述重覆性製造系統裡物流的行為。這兩項設計方法都是建立在控制物流的資訊流基礎上。依據分析結果，發現歐氏記號圖可以用來表達資訊流的行為。因此歐氏記號圖可以用來設計推拉式指標。在此情況下，歐氏記號圖的兩項特性就成為計算推拉式指標的設計原理。其一是迴路分析；另一是暫存點分析。根據此設計原理，本文已開發出套裝軟體來計算歐氏記號圖的推拉式指標。

Abstract: Two push-pull index design methods are proposed for characterizing the material flow patterns in repetitive manufacturing system. Both design methods are built on the information flow foundation for controlling material flow. Based on the analytical results, Eulerian marked graph is used for representing information flow. Then the push-pull index can be designed from the given Eulerian marked graph. In such a situation, two salient features of Eulerian marked graph become the design principles for computing push-pull index. One is circuit analysis; the other is place analysis. According to the design principles, a software package is developed for computing the push-pull index of a given Eulerian marked graph.

關鍵詞：重覆性製造系統、物流、資訊流、歐氏記號圖、推拉式指標

Keywords：Repetitive Manufacturing System, Material Flow, Information Flow, Eulerian Marked Graph, Push-Pull Index

前言
對大量生產的單一產品來說，製造系統的設計目的常在追求生產力的最大化。所以就算有不同的生產方法，也要挑選最具有生產效率的方法來進行。由於最具有生產效率的方法會重覆性進行，這樣的生產系統常稱為重覆性製造系統（Repetitive Manufacturing System）[3, 15]。例如打造大量生產專用的生產設備，並針對固定的生產週期（Production Cycle Time）來進行重覆性生產。

對重覆性製造系統來說，其運作方式會受到外來營運環境變動的影響。這裡營運環境的變動可能來自需求端的要求或同業競爭。就需求端要求來說，生產前置時間（Production Lead Time）與需求前置時間（Demand Lead Time）的比例常會決定製造策略，常見的製造策略有工程型訂單（Engineer-to-Order）、製造系型訂單（Make-to-Order）、組裝型訂單（Assemble-to-Order）、儲存型訂單（Make-to-Stock）等[5]。

在重覆性製造系統的發展歷史裡，同業競爭亦逐漸由早期的生產導向時代（Production Orientation Era）[4]過渡到近期的顧客導向時代（Customer Orientation Era）[4]。在這演化過程中，廠商的營運行為變化可用產品價格的方程式「價格 = 成本 + 利潤」來解釋。這方程式包含三項參數，固定其中某項後，則另兩項就會有輸入與輸出的關係。在生產導向時代裡，廠商稀少而造成成本固定，所以只要設定利潤就可決定價格。在顧客導向時代裡，眾多廠商的競爭造成價格固定，所以是靠降低成本來提高利潤。近年來，由於貨櫃船技術解決物流輸送問題，網際網路技術解決資訊流問題，及安全加密技術解決金流問題；廠商常在設定利潤目標後，再尋找符合該成本條件的跨國地點設廠。在此變化裡，價格、利潤、與成本目標輪流扮演著重要的角色。

在上述外在營運環境的變動過程中，物流管理的觀念也起很大的改變。在生產導向時代裡，由於供不應求，故以原物料來驅動生產的物流（Material Flow）就稱為推式系統（Push System）[23]。在顧客導向時代裡，由於需求的不確定性，重覆性製造系統常以訂單來帶動生產的物流就稱為拉式系統（Pull System）[23]。但由於生產線平衡（Line Balancing）[19]的計算複雜度問題不易解決，重覆性製造系統的瓶頸機台常會以推式生產方式來提高機台使用率，例如最佳生產技術（Optimized Production Technology, OPT）[23]的使用。在此情況下，這就可能在拉式生產裡隱藏著推式生產並通稱為混合推拉式系統（Mixed Push-and-Pull System）[23]。對於純拉式或純推式的製造系統來說，其生產方式是很容易理解與判斷的；但對混合式的生產方式卻很難用文字或數量方法去形容。直到目前，學術界尚未制定出混合式生產的指標。針對這項挑戰，本文提出建立在製造系統資訊流（Information Flow）基礎上的推拉式指標（Push-Pull Index）來表達製造系統的混合程度。