112 鐵路特考高員三級 材料管理 物料管理 考古題詳解

核心觀念

限制理論（Theory of Constraints, TOC）由高德拉特（Eliyahu M. Goldratt）發展，核心主張是：**任何系統在特定時間內，都至少存在一項限制，決定整個系統達成目標的能力。**管理者應辨識並有效管理限制，而非只追求個別部門或設備的局部效率。

本題考查三項相連的概念：限制的定義、限制管理五步驟，以及如何運用鼓－緩衝－繩子（Drum-Buffer-Rope, DBR）排程法控制生產流。

（一）TOC 理論中何謂限制？

**限制（constraint）**是指妨礙系統達成其目標的因素。就營利組織而言，常以限制組織增加獲利能力的因素作為說明；就生產系統而言，限制則是使整體產出無法再提高的瓶頸或約束。

限制不只指設備產能不足，也可能是：

• 實體限制：設備、作業人力、原料、空間或市場需求不足。
• 政策限制：績效指標、排程規則、作業程序或管理制度造成的約束。
• 觀念限制：管理者或員工的假設、習慣與思維方式阻礙改善。

在某一段時間內，系統通常由最具影響力的限制決定整體績效。解除一項限制後，限制可能轉移至系統中的其他位置，因此管理者須持續辨識與處理。

（二）限制管理的五個步驟

TOC 的限制管理五步驟如下：

1. 辨識限制：找出目前最妨礙系統達成目標的限制。生產現場可透過產能負荷、在製品堆積、交期延誤等資訊判斷瓶頸。
2. 充分利用限制：在不進行重大新增投資的前提下，讓限制資源有效運作。例如減少限制設備的待料、故障、換線及處理非必要工作的時間。
3. 使其他活動配合限制：調整非限制資源的作業與供料節奏，配合限制的能力與排程，避免過量生產與在製品堆積。

核心觀念

在製品（Work in Process, WIP）是已投入生產程序、尚未完成加工或組裝，因而尚未成為可供出貨之成品的物料與產品。它介於原物料與製成品之間，可能包括正在加工的零件、待進入下一工序的半成品，以及已完成部分製程、仍待後續作業的產品。

WIP 具有兩種相連但不同的意義：

• 緩衝：WIP 暫存在製程之間，吸收供料、設備、作業時間或需求變動，使前後工序不必時時完全同步。
• 儲存：WIP 是尚未完成的存貨，承載已投入的材料、人工與製造費用，並占用空間、資金與管理成本。

因此，WIP 能提升流程穩定性，也可能掩蓋生產問題並造成資源積壓；管理重點不是一味增加或消除 WIP，而是設定適當水準，使製程有必要的緩衝，同時避免過量在製品。

解題方法

本題是觀念申論題，可先界定 WIP，再分別從「製程功能」與「存貨特性」說明緩衝及儲存，最後提出兩者的管理取捨。這樣能直接回應題幹中的「雙重意義」，並呈現 WIP 對生產效率與存貨成本的兩面影響。

作答要點

一、WIP 的定義

WIP 是已進入生產系統、已發生部分加工或組裝，但尚未完成全部製程的物品。它可以是工序中的加工品，也可以是工序間等待加工的半成品。相較於原物料，WIP 已投入部分生產資源；相較於成品，WIP 尚未具備完成品的狀態。

二、WIP 的緩衝意義

在連續或多工序生產中，各工序的產能、作業時間及設備可靠度未必一致。若前工序與後工序必須完全同步，任一設備停機、供料延遲或作業速度變動，都可能使整條生產線中斷。

適量 WIP 可作為工序間的緩衝。例如，後工序短暫故障時，前工序產出的半成品可先等待處理；前工序暫時缺料時，後工序也可使用先前累積的在製品繼續生產。由此降低局部波動對整體流程的影響，維持設備與人員的連續作業。

核心觀念

本題考「平均為基礎的預測方法」：

1. 加權平均法：距離預測期越近，給予越大的權重。
2. 單純指數平滑法：以最近一期實際值與前一期預測值加權平均，計算下一期預測值。

指數平滑公式為：

其中：

• $F_{t+1}$：第 $t+1$ 期預測值
• $A_t$：第 $t$ 期實際值
• $F_t$：第 $t$ 期預測值
• $\alpha$：平滑常數，$0<\alpha<1$

題目第（二）未明確給定平滑常數 $\alpha$，因此以下依常見設定 $\alpha=0.5$ 作答。

（一）加權平均法

預測第 6 期時，使用距離最近的第 5、4、3 期資料：

• 第 5 期：$64$，權重 $0.5$
• 第 4 期：$58$，權重 $0.3$
• 第 3 期：$55$，權重 $0.2$

因此：

所以，第 6 期預測投訴數為：

（二）指數平滑法

題目指定以第 1 期實際資料作為第 2 期預測值，因此：

採用 $\alpha=0.5$，公式為：

第 3 期預測值

核心觀念

經濟訂購量（EOQ）回答「每次訂多少」；再訂購點（ROP）回答「何時訂購」。ROP 必須涵蓋從發出訂單到貨品入庫這段前置時間內的需求，並視需求或前置時間的不確定程度加入安全庫存。

基本公式為：

（一）決定再訂購點數量時的考量因素

1. 需求量及需求變異：前置時間內的平均需求，以及需求是否穩定。
2. 前置時間及其變異：從下單到收貨所需的時間；前置時間越長或越不穩定，所需存貨通常越多。
3. 服務水準或缺貨風險：要求的服務水準越高，為降低缺貨風險所需的安全庫存越多。
4. 安全庫存政策：依需求與前置時間的不確定性，以及管理者可接受的缺貨風險決定。
5. 補貨與管理條件：例如供應商交貨可靠度、盤點或下單週期，以及缺貨成本等，都可能影響實際採用的再訂購點。

因此，在需求穩定且前置時間固定時，ROP 可只用前置時間內的平均需求計算；若需求或前置時間有不確定性，則須加計安全庫存。

（二）安全庫存與服務水準的關係

安全庫存是為因應前置時間內需求高於預期，或供應延遲等不確定情況而保留的存貨。服務水準則表示在補貨期間內不發生缺貨的機率；在常態需求假設下，可由標準常態分配的 $z$ 值代表。

若前置時間固定，且各期需求彼此獨立，安全庫存公式為：

其中，$\sigma_d$ 為每期需求標準差，$L$ 為前置時間（以相同期間為單位）。服務水準提高時，對應的 $z$ 值提高，安全庫存也隨之增加；服務水準降低時則相反。