110 地方特考三等 工業工程 設施規劃 考古題詳解

核心觀念

本題考查「設施規劃」中的魚骨圖（因果圖、石川圖）分析法，以及農產物流中心之區位、容量、物流流程與營運管理等整體規劃能力。

魚骨圖是將「待達成的目標」置於圖的右側，作為魚頭，再從主要原因分類向外展開，逐層分析造成目標成敗的因素。本題的魚頭可設定為：

全國 10 個農產物流中心成功設置並有效營運

農產物流中心不只是倉庫，還具有農產品集貨、分級、包裝、冷藏、配送、資訊整合及交易服務等功能。因此，成功關鍵必須同時考量市場需求、區位、容量、設施、物流流程、財務及治理等因素。

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解題方法

答題時可採用以下架構：

1. 先界定魚骨圖的分析目標，即「10 個農產物流中心成功營運」。
2. 再提出至少五個主要決策因素。
3. 每一項主要因素下，列出至少二個可具體執行或評估的子因素。
4. 最後補充各因素之間的關聯及整體判斷標準。

魚骨圖的重點不是單純羅列名詞，而是將「成功目標」拆解成可供決策的原因類別。答案可用文字魚骨圖表示如下：

$$\text{成功設置並營運 10 個農產物流中心} \leftarrow \begin{cases} \text{市場與服務需求}\\ \text{區位與網絡配置}\\ \text{容量與作業規模}\\ \text{設施與流程設計}\\ \text{物流與供應鏈整合}\\ \text{財務與經營管理}\\ \text{資訊、品質與風險管理} \end{cases}$$

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關鍵決策因素一：市場需求與服務定位

農產物流中心必須以實際農產品流量及服務需求為基礎，先確認「服務誰、處理什麼產品、提供哪些功能」。

子因素

1. 農產品種類與季節性

分析稻米、蔬菜、水果、漁產品等不同品項的產銷特性。各類產品對溫度、濕度、保存期限及包裝方式的要求不同，且農產品具有明顯產季，會造成尖峰與離峰需求差異。

2. 產地與消費市場分布

掌握主要生產區、批發市場、零售通路、餐飲業及加工業的需求位置，作為物流中心數量與服務範圍的規劃依據。

3. 服務對象與服務內容

服務對象可包括農民、農民團體、批發商、零售商、餐飲業及食品加工業。服務內容則可包含集貨、分級、包裝、冷藏、配送及交易資訊服務。

4. 服務水準

應訂定配送時效、產品新鮮度、訂單正確率、損耗率及供貨穩定度等指標。物流中心若只降低運輸成本，卻無法維持農產品品質，仍不能視為成功。

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關鍵決策因素二：區位選擇與全國網絡配置

設置 10 個中心屬於多設施系統規劃，不能只個別選擇 10 個地點，必須從全國整體物流網絡考量。

子因素

1. 接近產地或接近市場

農產品具有易腐性，物流中心應在運輸成本、產品新鮮度及市場反應速度之間取得平衡。大量產地集貨型中心可接近主要產區，轉運及配送型中心則可接近消費市場。

2. 交通條件

評估高速公路、快速道路、鐵路、港口及機場等運輸條件，以及尖峰時段壅塞情形。良好交通可縮短運輸時間並降低配送不確定性。

3. 土地與公共設施

應考量土地取得成本、土地使用限制、電力、給水、排水、污水處理及冷凍冷藏設備所需能源。

4. 區域服務範圍與中心間分工

10 個中心應形成合理的服務半徑，避免服務區重疊過多或出現偏遠地區無中心服務的情形。各中心也可依區域農產品特性進行分工。

5. 區位評估方法

可採用負荷—距離法評估候選地點：

$LD=\sum_{i=1}^{n} w_i d_i$

其中，$w_i$ 為農產品流量或運輸量，$d_i$ 為物流中心至產地、消費市場或轉運節點的距離。通常 $LD$ 值越小，代表總運輸負荷越低，但仍須併同土地成本、服務水準及風險評估。

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關鍵決策因素三：容量規模與擴充彈性

物流中心容量過小會造成壅塞、延遲及產品損耗；容量過大則會造成設備閒置與資本浪費，因此必須依需求預測決定合理規模。

子因素

1. 尖峰需求量

農產品受產季、節慶及天候影響，設計容量應依尖峰期間的進貨量、出貨量及暫存量估算，不能只依平均需求量規劃。

2. 處理能力

應估算每日進貨量、分選包裝能力、冷藏容量、裝卸碼頭數及每日配送車次，確保各作業環節能力相互配合。

3. 安全容量與備援能力

應保留適當的安全容量，以吸收產量波動、臨時訂單及交通中斷等因素。重要設備需有備援，避免單一設備故障導致全中心停擺。

4. 未來擴充性

建築配置、土地預留、電力系統、冷凍冷藏空間及資訊設備應具備擴充彈性，使中心可隨農產品量及服務需求成長而調整。

5. 容量利用率

可用下式表示設備或空間的利用程度：

$\text{容量利用率}=\frac{\text{實際使用量}}{\text{有效設計容量}}\times 100\%$

利用率過高表示尖峰期間缺乏緩衝，利用率過低則可能顯示規模過大或市場開發不足。

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關鍵決策因素四：設施配置與作業流程

農產品物流中心的設施配置會直接影響搬運距離、作業時間、產品品質及人力成本。

子因素

1. 功能分區

應合理配置進貨區、驗收區、分級區、包裝區、冷藏區、常溫儲存區、出貨區、退貨區及廢棄物處理區。

2. 物流動線

進貨、加工、儲存及出貨動線應盡量順向流動，避免人流、車流及貨物流線交叉，降低等待、碰撞及污染風險。

3. 冷鏈設備

依產品特性配置預冷、冷藏、冷凍及溫度監控設備，並建立裝卸、暫存及配送過程中的溫度控制制度。

4. 裝卸與搬運設備

應配置足夠碼頭、輸送設備、堆高機、托盤及自動化分揀設備，以提升處理效率並減少人工搬運造成的損傷。

5. 衛生與品質設計

核心觀念

本題考查「設施規劃如何支援製造成本降低」，以及毛利率與工廠現場改善之間的關係。

毛利率定義為：

$$\text{毛利率} = \frac{\text{銷貨收入}-\text{銷貨成本}}{\text{銷貨收入}} \times 100\%$$

製造企業的銷貨成本主要包括直接材料、直接人工及製造費用。因此，若要提升毛利率，設施規劃的重點應放在：

• 降低材料、人工與製造費用；
• 減少搬運、等待、停機、在製品與空間浪費；
• 提高設備與人力的有效產出；
• 維持品質，避免不良品、重工與報廢。

本題不是單純問「如何增加產量」，而是問在設施規劃範圍內，哪些改善最能直接降低單位製造成本，進而提高毛利率。

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解題方法

可採「毛利率公式 → 銷貨成本構成 → 設施規劃改善主題」的方式作答。

若銷貨收入固定，毛利率對銷貨成本的變化為：

$$\text{毛利率} = 1-\frac{\text{銷貨成本}}{\text{銷貨收入}}$$

因此，現場改善應優先針對銷貨成本中可由設施規劃影響的項目，例如：

1. 材料搬運成本；
2. 生產流程與等待時間；
3. 設備、人力與空間利用率；
4. 在製品與庫存持有成本；
5. 品質損失與設備停機損失；
6. 能源及其他製造費用。

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一、改善廠房配置與物流動線

應優先檢討部門、工作站、設備及儲存區的配置，使物料依製程順序流動，減少逆流、交叉搬運、迂迴搬運與長距離運輸。

改善方向包括：

• 採用產品別配置、流程別配置或混合配置；
• 將前後製程相鄰安排；
• 縮短物料由倉庫至生產線、由製程至製程的距離；
• 減少不必要的搬運、暫存與重複取放；
• 建立清楚的物流通道與人車分流動線。

搬運本身通常不增加產品價值，卻會消耗人工、設備、能源與時間。動線縮短後，可降低搬運人工及設備成本，也能減少碰撞、遺失、損傷及混料風險。

可用下式評估搬運負荷：

$$\text{搬運負荷} = \sum_{i}\sum_{j} F_{ij}D_{ij}C_{ij}$$

其中：

• $F_{ij}$：物料由位置 $i$ 搬至位置 $j$ 的搬運次數或數量；
• $D_{ij}$：兩位置間距離；
• $C_{ij}$：單位距離、單位搬運量的成本。

降低搬運次數、搬運距離或單位搬運成本，都能降低製造費用。

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二、改善生產流程，消除等待與瓶頸

設施規劃不只決定設備放置位置，也影響作業順序、製程銜接及生產線平衡。應找出瓶頸工作站，重新分配工作內容與設備，使各工作站負荷較為均衡。

重點包括：

• 重新設計製程順序；
• 進行生產線平衡；
• 縮短換模、換線及設定時間；
• 減少製程間等待；
• 降低批量過大造成的排隊與在製品堆積；
• 使物料能以較短的週期通過整個製程。

生產線平衡可用節拍時間作為基本判斷：

$$\text{節拍時間} = \frac{\text{有效生產時間}}{\text{顧客需求量}}$$

若某工作站的作業時間大於節拍時間，該工作站容易形成瓶頸，導致前段堆積、後段缺料及設備閒置。透過工作重分配、增加平行設備、改善作業方法或調整配置，可提高整體產出並降低單位固定製造成本。

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三、提高設備與空間利用率

應檢討設備能力、設備配置及產能需求是否匹配，避免設備投資過度、設備閒置或設備能力不足。

改善項目包括：

• 提高設備稼動率；
• 減少設備故障與待料時間；
• 將相同或相近功能的設備合理配置；
• 移除不必要設備，降低維護與占地成本；
• 彈性配置設備，以因應產品組合及需求變化；
• 充分利用廠房、倉儲及作業空間。

設備有效利用率可概念化表示為：

$$\text{設備有效利用率} = \frac{\text{實際有效加工時間}}{\text{可用時間}}$$

設備利用率提升後，產出增加而固定成本不必等比例增加，能降低單位產品的折舊、設備維護及廠房分攤成本。

核心觀念

本題考查設施規劃中的「物料搬運與物流系統分析」，要求以魚骨圖（特性要因圖、因果圖）釐清港口塞港的系統性原因，並依原因提出改善方案。

分析時應先界定結果：

結果（特性）：洛杉磯港、長灘港塞港，導致國外貨物無法及時送達收件廠商。

港口塞港並非單一設備故障，而是由需求、碼頭作業、船舶調度、內陸運輸、倉儲堆場、資訊管理及外部環境等因素共同造成。因此，魚骨圖的主幹應涵蓋「人員、設備、方法、物料、量測、環境與管理」等面向。

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解題方法

可採用以下四個步驟：

1. 先將問題明確化：貨櫃進港後，無法順利完成卸船、堆存、提領與內陸配送。
2. 以魚骨圖分類可能原因，避免只從港口內部設備思考。
3. 將原因依物流流程排列：船舶進港、碼頭裝卸、堆場存放、海關通關、陸運提貨。
4. 對每項主要原因提出對應改善措施，形成「原因—方案」的完整答案。

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魚骨圖分析

可用文字方式表示如下：

人員 ───────┐
設備 ───────┤
方法 ───────┤
物料 ───────┤
資訊與量測 ──┤──► 洛杉磯港、長灘港塞港
管理 ───────┤ └► 貨物無法及時送達收件廠商
環境 ───────┘

一、人員（Man）

可能原因包括：

• 港口碼頭、拖車、倉儲及鐵路作業人力不足。
• 疫情、罷工、員工缺勤等因素造成可用人力下降。
• 碼頭採輪班制，尖峰時段人力配置不足。
• 報關、文件審查及貨櫃調度人員不足，造成行政作業延遲。
• 船公司、碼頭、拖車業者及貨主之間協調不良，責任與資訊傳遞不清。

人力不足會同時降低吊櫃、堆櫃、查驗、報關與提貨速度，使貨櫃在港內停留時間增加。

二、設備（Machine）

可能原因包括：

• 岸橋、門式起重機、堆高機及拖車數量不足。
• 裝卸設備老舊、故障率高，維修造成作業中斷。
• 港區自動化程度不足，設備作業效率不一致。
• 貨櫃掃描、檢查及安全設備不足，造成查驗排隊。
• 港外鐵路、道路及聯運設備容量不足，貨櫃卸船後無法快速疏運。
• 空貨櫃回收與調度設備不足，導致貨櫃周轉不順。

當卸船速度大於貨櫃離港速度時，貨櫃會持續累積於堆場，進而造成堆場壅塞。

三、方法（Method）

可能原因包括：

• 船舶抵港時間集中，缺乏有效的船舶預約與分流制度。
• 卸船、堆櫃、提櫃及配送流程銜接不良。
• 貨櫃堆放位置安排不當，造成重複搬運與翻櫃。
• 堆場未依貨櫃目的地、提領時間及運輸方式進行合理分區。
• 碼頭採取長時間堆存，未建立快速轉運、直接轉運制度。
• 卡車進出港未採預約制，造成閘口集中排隊。
• 碼頭作業時間與卡車、鐵路營運時間無法配合。
• 船公司、碼頭及貨主缺乏統一的作業標準。

其中，貨櫃在港內停留時間過長，是造成有效容量下降的主要原因。港區容量不只取決於堆場面積，也取決於貨櫃周轉速度。

四、物料（Material）

此處的物料主要指貨櫃、貨物及其流動特性，可能原因包括：

• 進口貨櫃量在消費旺季前大量增加。
• 貨物種類複雜，需冷藏、危險品或特殊查驗的貨櫃比例提高。
• 貨櫃尺寸、重量及目的地分布不均，造成堆場配置困難。
• 空貨櫃大量占用場地，壓縮進口貨櫃可用空間。
• 貨物文件不完整，導致貨櫃無法放行。
• 貨主未及時安排提貨，造成貨櫃長時間滯留港區。
• 轉運貨物、進口貨物及待查驗貨物混放，增加搬運與尋櫃時間。

五、資訊與量測（Measurement）

可能原因包括：

• 缺乏即時的船舶、貨櫃及堆場資訊。
• 船公司、碼頭、海關、拖車業者及貨主所使用的資料系統未整合。
• 貨櫃位置、放行狀態及提貨時間資訊不準確。
• 未持續量測貨櫃平均港內停留時間、岸橋生產率、卡車周轉時間及堆場占用率。
• 缺乏需求預測，未依節慶與消費旺季提前配置設備及運力。
• 塞港警戒指標不明確，無法及時啟動緊急分流措施。

港口改善不能只觀察「每日處理貨櫃數」，還應同時追蹤：

$$\text{貨櫃港內停留時間} = \text{提貨離港時間} - \text{貨櫃進港時間}$$

以及：

$$\text{堆場占用率} = \frac{\text{實際堆存貨櫃數}}{\text{堆場最大容量}} \times 100\%$$

若堆場占用率持續偏高，即使裝卸設備仍可運作，港口也會因場內搬運與尋櫃效率下降而形成瓶頸。

六、管理（Management）

可能原因包括：

• 港口管理單位、碼頭公司、船公司及政府機關缺乏整體協調。
• 港口容量規劃未配合進出口需求成長。
• 港口長期投資不足，未及時擴充碼頭、堆場、鐵路及道路設施。
• 缺乏尖峰需求管理及緊急應變計畫。
• 港口作業時間不足，夜間及假日未充分利用。
• 船公司為降低成本，將大量貨物集中於少數大型港口。
• 關務、檢疫及安全管制程序過於分散，造成貨櫃等待。
• 港口績效管理只重視卸船量，未重視貨櫃能否快速離港。

七、環境與外部因素（Environment）

可能原因包括：

核心觀念

本題考查設施規劃中的「物流量—距離法」（Load-Distance Method）。基本計算式為：

$$LD=\sum_{i}\sum_{j}F_{ij}D_{ij}$$

其中：

• $F_{ij}$：部門 $i$ 與部門 $j$ 間的物流量
• $D_{ij}$：部門 $i$ 與部門 $j$ 間的距離

因產品 $A$、$B$ 的需求量相同，可設每項產品需求量均為 $Q$。$Q$ 為共同倍數，不影響最佳配置判斷。

依圖，進出料區固定於下方，位置一與位置三距離進出料區相同且較近；位置二距離進出料區較遠。設：

• 進出料區至位置一、位置三之距離為 $a$
• 進出料區至位置二之距離為 $b$
• 且 $b>a$
• 任兩個位置間距離均為 $d$

解題方法

一、建立各製程的物流關係

產品 $A$：

$$\text{進出料區}\rightarrow CNC1\rightarrow CNC3\rightarrow CNC2\rightarrow\text{進出料區}$$

產品 $B$：

$$\text{進出料區}\rightarrow CNC2\rightarrow CNC1\rightarrow\text{進出料區}$$

將物流量加總如下：

部門間物流	產品 A	產品 B	合計
進出料區—$CNC1$	1	1	2
進出料區—$CNC2$	1	1	2
進出料區—$CNC3$	0	0	0
$CNC1$—$CNC2$	0	1	1
$CNC1$—$CNC3$	1	0	1
$CNC2$—$CNC3$	1	0	1

乘以每項產品需求量 $Q$ 後，各物流量均再乘上相同倍數 $Q$，因此可先以表中數值進行配置判斷。

二、判斷應放置於較近位置的機台