108 高普考普通考試 工業工程 生產計畫與管制概要 考古題詳解

108 年・高普考・普通考試・工業工程
試題代碼 生產計畫與管制概要

第 一 題15 分

試說明何謂成本領導、差異化與集中化策略。採用此三種策略的企業,各可享有哪些優勢?企業在追求此三種策略的過程中,各應注意的事項有哪些?

登入後即可作答並保存紀錄。

這一題的完整詳解

核心觀念 本題測驗著名管理學者麥可·波特(Michael E. Porter)於 1980 年《競爭策略》(Competitive Strategy)中提出的「一般性競爭策略」(Generic Strategies)。波特指出,企業在產業中欲獲取超越平均水準的利潤與持久的競爭優勢,必須依據「策略優勢來源」(低成本 vs. 獨特性/差異化)與「策略目標範疇」(全產業廣泛市場 vs. 特定利基市場)兩個維度進行策略定位,可歸納出三種基本競爭策略:

  1. 成本領導策略(Cost Leadership Strategy):在廣泛目標市場中追求全產業的整體成本最低。
  2. 差異化策略(Differentiation Strategy):在廣泛目標市場中創造全產業公認獨特的產品或服務。
  3. 集中化策略(Focus Strategy):將資源聚焦於狹窄的特定顧客群、地理區域或利基市場,又可分為成本集中化(Cost Focus)與差異化集中化(Differentiation Focus)。

解題方法 本題為標準的公職申論題,配分一般為 20 至 25 分。解題關鍵在於建立條理分明的三層次結構,切忌混淆或遺漏子題:

  1. 橫向架構:分別以「成本領導」、「差異化」、「集中化」三大策略作為主軸。
  2. 縱向論述:各策略下均依題目要求完整交代「定義」、「可享有之優勢」、「應注意事項與潛在風險」。
  3. 理論連結:
  • 定義部分導入波特的策略維度(優勢基礎與市場範疇)。
  • 優勢部分結合「波特五力架構」(抵禦同業競爭、買方議價、賣方議價、潛在進入者、替代品威脅)進行論述,展現答題深度。
  • 注意事項部分強調各策略常見的執行盲點與環境變動風險,最後補充「夾在中間(Stuck in the Middle)」之策略警訊。

選項分析 本題為申論題(非選擇題),無選項分析。考生應力求標題化、條列化,以精準的專業術語(如規模經濟、經驗曲線、品牌溢價、利基市場)爭取高分。


解題技巧

  1. 架構矩陣化記憶:
  • 成本領導:低成本 ×\times 廣泛市場。
  • 差異化:產品獨特性 ×\times 廣泛市場。
  • 集中化:低成本或差異化 ×\times 狹窄利基市場。
  1. 答題關鍵字速記:
  • 成本領導 →\to 規模經濟、標準化製程、學習曲線、降價防禦。
  • 差異化 →\to 品牌忠誠度、定價溢價(Price Premium)、抗拒替代品、價格敏感度低。
  • 集中化 →\to 客製化利基、高度專注、服務深度、規模劣勢轉化。
  1. 常見失分陷阱:
  • 將「成本領導」誤寫為「價格領導(削價競爭)」;成本領導是「內部生產營運成本低」,而非單純便宜賣。
  • 忽略集中化策略內部其實包含「成本集中」與「差異化集中」兩種類型。
  • 漏談各策略追求極致時所伴隨的盲點(如技術變革推翻成本優勢、差異化成本失控等)。

【答案】

一、三大策略之意涵與定義

  1. 成本領導策略(Cost Leadership Strategy) 企業將目標鎖定在廣泛的整體產業市場,透過追求規模經濟、標準化作業、專利生產技術、嚴密的成本與管理費用控制、經驗曲線效益等手段,使企業在產業中維持總成本低於所有競爭對手的地位。

  2. 差異化策略(Differentiation Strategy) 企業在廣泛的產業市場中,針對顧客高度重視的一個或數個特徵,透過卓越的設計、品牌形象、先進技術、優質客服或通路網路等方式,提供全產業公認為獨一無二的產品或服務,藉此向顧客收取溢價(Price Premium)。

  3. 集中化策略(Focus / Niche Strategy) 企業選擇產業中某一特定區隔市場(如特定顧客群、特定產品線或特定地理區域),排除了全產業競爭,將全部資源聚焦服務該目標。依其取得優勢的基礎,可細分為:

  • 成本集中化(Cost Focus):在該特定區隔市場中追求成本優勢。
🔒

後續完整解題步驟與【答案】

免費註冊,享 3 天全站完整詳解閱覽。

免費註冊

第 二 題15 分

何謂生產線平衡?現有某一生產線之前置圖(precedence diagram)如下:

(前置圖原卷文字擷取不全,請參考原卷。)

(一) 請計算此生產線之效率(Efficiency)及生產線遲延(Balance Delay)。(5 分)

(二) 請以相對位置加權法(Ranked positional weight method)排出最佳之站數及其分配情況。(5 分)

(三) 請計算排出最佳站數後之效率(Efficiency)。(5 分)

🖼️ 本題原卷含圖表。基於試題來源之版權考量,本站不轉載原卷影像; 題目文字已完整轉錄,圖表請自行參閱考選部公告之試題原檔。

登入後即可作答並保存紀錄。

這一題的完整詳解

核心觀念

生產線平衡是將具有前置順序的作業分配到各工作站,使各站工作時間不超過週期時間,並盡量減少站間閒置時間。

設總作業時間為 ∑ti\sum t_i、工作站數為 NN、週期時間為 CC,則:

生產線效率=∑tiNC×100%\text{生產線效率}=\frac{\sum t_i}{NC}\times 100\% 生產線遲延=1−生產線效率\text{生產線遲延}=1-\text{生產線效率}

相對位置加權法(Ranked Positional Weight Method, RPW)先計算各作業的位置權重,即該作業時間加上所有後續作業時間,再依權重由大到小排序,依序分派至符合前置關係且尚有足夠時間的工作站。

解題方法

圖中作業時間與前置關係如下:

作業時間(分鐘)直接前置作業
16—
251
371
4101
571
6162
774
8153、6、7
9148

總作業時間為:

∑ti=6+5+7+10+7+16+7+15+14=87 分鐘\sum t_i=6+5+7+10+7+16+7+15+14=87\text{ 分鐘}

原題圖未標示週期時間,也未標出原生產線的工作站分配。以下依題目資料採用週期時間 C=16C=16 分鐘(圖中最長單一作業時間),並將原配置視為每項作業各占一站,共 9 站。

(一)原生產線效率與生產線遲延

效率=879×16×100%=60.42%\text{效率}=\frac{87}{9\times16}\times100\% =60.42\% 生產線遲延=100%−60.42%=39.58%\text{生產線遲延}=100\%-60.42\%=39.58\%

(二)以 RPW 法分派工作站

各作業的位置權重為:

作業位置權重計算位置權重
11 至 9 的全部後續作業時間87
🔒

後續完整解題步驟與【答案】

免費註冊,享 3 天全站完整詳解閱覽。

免費註冊

第 三 題20 分

某產品未來八週的銷售預測和顧客訂單數量如下表所示,現有存貨數量為 120120 單位,生產批量為 300300 單位。假設當預計存貨(projected on-hand inventory)低於 3030 單位時,即安排生產批量 300300 單位,請發展主生產排程(master production schedule)。

週12345678
銷售預測100100100110110110120120
顧客訂單11090601204030——

登入後即可作答並保存紀錄。

這一題的完整詳解

核心觀念

本題旨在測驗生產與作業管理中主生產排程(Master Production Schedule, MPS)​之推導與建立能力,核心觀念包含:

  1. 有效需求量判定(保守原則): 在未設定特定需求時界(Demand Time Fence, DTF)的標準排程實務中,各週之預計需求取「銷售預測(Forecast)」與「顧客訂單(Customer Orders)」兩者之較大值: 需求量t=max⁡(銷售預測t,顧客訂單t)\text{需求量}_t = \max(\text{銷售預測}_t, \text{顧客訂單}_t)

  2. 預計現有存貨(Projected On-Hand Inventory, POH)推導公式: 各期初的可用存貨為前一期的期末預計現有存貨 POHt−1\text{POH}_{t-1}。在尚未排定當期生產批量時,排程前之預計存貨為: 排程前 POHt=POHt−1−需求量t\text{排程前 } \text{POH}_t = \text{POH}_{t-1} - \text{需求量}_t

  3. 生產批量(Lot Sizing)與安全存量觸發規則: 本題採用固定批量法(Fixed Order Quantity, FOQ),批量 Q=300Q = 300 單位;安全存量(Safety Stock, SS)閾值為 3030 單位。

  • 若「排程前 POHt<30\text{POH}_t < 30」,代表存貨將低於安全水準,必須排定生產批量 MPSt=300\text{MPS}_t = 300,此時當期期末預計存貨為: POHt=POHt−1−需求量t+MPSt\text{POH}_t = \text{POH}_{t-1} - \text{需求量}_t + \text{MPS}_t
  • 若「排程前 POHt≥30\text{POH}_t \ge 30」,則當期無須生產,MPSt=0\text{MPS}_t = 0,當期期末預計存貨為: POHt=POHt−1−需求量t\text{POH}_t = \text{POH}_{t-1} - \text{需求量}_t

解題方法

已知條件:

  • 現有存貨(第 0 週期末存貨)POH0=120\text{POH}_0 = 120
  • 生產批量 Q=300Q = 300
  • 觸發生產條件:預計存貨低於 3030(即 <30< 30)

步驟一:計算未來八週各週之有效需求量

  • 第 1 週:max⁡(100,110)=110\max(100, 110) = 110
  • 第 2 週:max⁡(100,90)=100\max(100, 90) = 100
  • 第 3 週:max⁡(100,60)=100\max(100, 60) = 100
  • 第 4 週:max⁡(110,120)=120\max(110, 120) = 120
  • 第 5 週:max⁡(110,40)=110\max(110, 40) = 110
  • 第 6 週:max⁡(110,30)=110\max(110, 30) = 110
  • 第 7 週:max⁡(120,0)=120\max(120, 0) = 120
  • 第 8 週:max⁡(120,0)=120\max(120, 0) = 120

步驟二:逐週展開推算預計存貨(POH)與主生產排程(MPS)

  • 第 1 週:

  • 排程前預計存貨 =POH0−需求量1=120−110=10= \text{POH}_0 - \text{需求量}_1 = 120 - 110 = 10

  • 因 10<3010 < 30,觸發排程生產:MPS1=300\text{MPS}_1 = 300

  • 期末預計存貨 POH1=10+300=310\text{POH}_1 = 10 + 300 = 310

  • 第 2 週:

  • 排程前預計存貨 =POH1−需求量2=310−100=210= \text{POH}_1 - \text{需求量}_2 = 310 - 100 = 210

  • 因 210≥30210 \ge 30,無須生產:MPS2=0\text{MPS}_2 = 0

  • 期末預計存貨 POH2=210\text{POH}_2 = 210

  • 第 3 週:

  • 排程前預計存貨 =POH2−需求量3=210−100=110= \text{POH}_2 - \text{需求量}_3 = 210 - 100 = 110

  • 因 110≥30110 \ge 30,無須生產:MPS3=0\text{MPS}_3 = 0

  • 期末預計存貨 POH3=110\text{POH}_3 = 110

  • 第 4 週:

  • 排程前預計存貨 =POH3−需求量4=110−120=−10= \text{POH}_3 - \text{需求量}_4 = 110 - 120 = -10

  • 因 −10<30-10 < 30,觸發排程生產:MPS4=300\text{MPS}_4 = 300

  • 期末預計存貨 POH4=−10+300=290\text{POH}_4 = -10 + 300 = 290

🔒

後續完整解題步驟與【答案】

免費註冊,享 3 天全站完整詳解閱覽。

免費註冊

第 四 題15 分

試述何謂預測?請說明預測方法的分類、優良預測的條件,並說明主管共識凝聚、銷售員意見調查、消費者意見調查、市場調查、德非法(Delphi method)預測法的優缺點。

另請說明時間序列的涵義,以及分析時間序列時,觀測值會受到哪些變異的影響?

登入後即可作答並保存紀錄。

這一題的完整詳解

核心觀念

本題測驗「生產計畫與管制」及「作業管理」中「需求預測(Demand Forecasting)」之基礎理論架構。核心觀念包含:

  1. 預測本質:預測是對未來事件的陳述與評估,為所有生產排程、產能規劃、庫存控制及供應鏈協調的起點。
  2. 預測方法分類:依資料性質分為「定性(質化)方法(Qualitative Methods)」與「定量(量化)方法(Quantitative Methods)」。
  3. 優良預測準則:評估預測系統良窳之多構面指標(及時、準確、可靠、經濟、簡明等)。
  4. 質化/主觀預測技術比較:掌握主管共識法、銷售員意見法、消費者意見調查、市場調查、德非法等技術之適用情境、限制與優劣。
  5. 時間序列分析(Time Series Analysis):以時間為自變數之數列資料,其數值變動由四種基本要素(趨勢 TT、季節 SS、循環 CC、隨機 II 或 RR)複合而成。

解題方法

本題為標準的國家考試公職申論題(兩大段落、多項子題)。作答時應採取「結構化條列」與「概念對比」的切入方式:

  1. 破題定義明快:針對「預測定義」與「預測分類」以樹狀分支或條列定義開展,區分定性法與定量法(時間序列 vs. 因果模式)。
  2. 條件歸納化:列出作業管理權威理論(如 Stevenson、Heizer 等學者提出)之優良預測要件。
  3. 優缺點對稱呈現:題目指定之五種質化方法,依序以「定義」、「優點」、「缺點」對稱撰寫,讓閱卷委員能一目了然給分重點。
  4. 數學模型輔助時間序列:說明時間序列四大變異時,輔以加法模型 Yt=Tt+St+Ct+ItY_t = T_t + S_t + C_t + I_t 與乘法模型 Yt=Tt×St×Ct×ItY_t = T_t \times S_t \times C_t \times I_t,展現工工科專業答題水準。

選項分析

本題為高普考申論題,非選擇題,無選項設計。


解題技巧

  1. 掌握得分架構(配分配置):此題在國考通常配分 20~25 分,四大段落(定義與分類、優良條件、五大方法優缺點、時間序列與四變異)應平均分配篇幅,避免頭重腳輕。
  2. 五大質化方法防混淆竅門:
  • 「主管共識」與「德非法」皆為專家意見,但後者強調​「匿名性」、「多回合回饋」​以避免權威從眾心理。
  • 「銷售員意見」重在第一線接觸與即時性,陷阱是銷售員往往因「績效考核配額」而故意低估預測。
  • 「消費者意見」與「市場調查」不同:前者偏向現有或目標客群意願蒐集;後者涵蓋廣泛的科學統計抽樣、焦點團體與新市場假說驗證。
  1. 時間序列變異口訣(TSCR):
  • 趨勢(Trend):長期(多年)持續方向。
  • 季節(Seasonality):短期固定週期(一年內,如月、季、週、日)。
  • 循環(Cycle):長期非固定週期(受總體景氣循環影響,數年一波)。
  • 隨機/不規則(Random / Irregular):無法預料之雜訊或偶發事件。

【答案】

一、預測之定義(Definition of Forecasting)

預測(Forecasting)是指利用歷史資料、客觀資訊或主觀判斷,對未來特定時期的事件、趨勢或需求,進行科學性的推估與判斷過程。在生產計畫與管制中,預測是企業產能規劃、主生產排程(MPS)、物料需求計畫(MRP)及庫存控制之決策基石。


二、預測方法的分類

依據分析依據之性質與技術層面,主要可分為兩大類:

  1. 定性預測(質化預測,Qualitative Methods):
  • 依賴專家經驗、直覺、市場洞察或調查意見進行推估。
  • 適用於缺乏歷史數據、新產品上市或外部環境發生重大變革之情境。
  1. 定量預測(量化預測,Quantitative Methods):
  • 依賴歷史數據,運用數學或統計模型進行數值推算。
  • 可進一步細分為:
  • 時間序列法(Time Series Models):假設「歷史會重演」,僅以過去的時間與需求數值為依據(如:移動平均法、指數平滑法、趨勢投影法)。
  • 因果關聯法(Causal Models):探討需求與一項或多項獨立變數間的因果關係(如:簡單線性迴歸、多元迴歸、計量經濟模型)。

三、優良預測的條件

評估一項預測作業或預測系統是否優良,應具備以下七大要件:

  1. 及時性(Timely):預測結果必須在決策執行所需的「前置時間(Lead Time)」之前完成。
  2. 準確性(Accurate):預測誤差應在可接受範圍內,並提供可信賴的誤差衡量區間。
  3. 可靠性/一致性(Reliable):預測技術在不同時段應具備穩定品質,不應忽準忽偏差。
  4. 有意義的度量單位(Meaningful Units):輸出單位須符合使用者需求(如:生產線需「件數/工時」,財務部門需「金額」)。
🔒

後續完整解題步驟與【答案】

免費註冊,享 3 天全站完整詳解閱覽。

免費註冊

第 五 題20 分

請說明 FCFS、SPT、WSPT、EDD、Hodgson、CR、MST、S/O 等零工式(Job Shop)生產排程方法的意義。

某工作中心有五項正等待加工中的工作,假定下表係按訂單之先後順序排列。

工作工作時間(小時)到期時間(小時)
A210300
B150240
C105225
D90255
E115180

(一) 請使用 EDD、CR、SPT 與 FCFS 進行工作順序排列。

(二) 請進一步就(一)部分之每項法則,計算平均完成時間、平均餘裕時間、工作中心之平均工作數,並說明何種法則較佳?

登入後即可作答並保存紀錄。

這一題的完整詳解

核心觀念

本題屬於生產計畫與管制中「作業排程(Scheduling)」與「單機/零工式工作中心優先派工法則(Priority Dispatching Rules, PDR)」的經典題型。核心概念涵蓋:

  1. 優先派工法則(Priority Dispatching Rules):在單一或多個工作中心前,當有多項工作等待加工時,用以決定加工先後順序的啟發式準則。不同準則具有不同的最佳化目標(如最小化在製品存貨、最小化流程時間、或滿足交期承諾)。
  2. 主要評估指標公式:
  • 完成時間(Completion Time, CiC_i)與流程時間(Flow Time, FiF_i):若所有工作在時間 t=0t=0 皆已抵達,則工作 ii 的流程時間等於其完工時間 Fi=CiF_i = C_i。 平均完成時間 Cˉ=∑i=1nCin\text{平均完成時間 } \bar{C} = \frac{\sum_{i=1}^n C_i}{n}
  • 餘裕時間(Slack Time, SiS_i):工作之到期時間與其完成時間之差值,即 Si=di−CiS_i = d_i - C_i。若 Si>0S_i > 0 表示提早完成之寬裕時間;若 Si<0S_i < 0 則為負餘裕(代表工作遲交,即延遲時間 Li=Ci−di>0L_i = C_i - d_i > 0)。 平均餘裕時間 Sˉ=∑i=1n(di−Ci)n=dˉ−Cˉ\text{平均餘裕時間 } \bar{S} = \frac{\sum_{i=1}^n (d_i - C_i)}{n} = \bar{d} - \bar{C}
  • 工作中心之平均工作數(Average Number of Jobs in Work Center / WIP):依據利特爾法則(Little's Law),平均在製品工作數等於總流程時間除以工期總長(Makespan,即總加工時間): 平均工作數 Nˉ=∑i=1nCi∑i=1npi=∑i=1nCiCmax⁡\text{平均工作數 } \bar{N} = \frac{\sum_{i=1}^n C_i}{\sum_{i=1}^n p_i} = \frac{\sum_{i=1}^n C_i}{C_{\max}}

解題方法

前言:八大零工式(Job Shop)排程方法之意義

  1. FCFS(First-Come, First-Served,先到先服務):
  • 意義:依照訂單或工作到達工作中心的先後順序進行加工。
  • 特點:作業簡單直覺且具公平性,但整體績效指標(如平均完成時間、在製品庫存)通常較差。
  1. SPT(Shortest Processing Time,最短加工時間優先):
  • 意義:優先加工所需加工時間(pip_i)最短的工作。
  • 特點:在單機環境下,能使平均流程時間、平均完成時間、平均在製品存貨(WIP)最小化,並最大化機台利用率。
  1. WSPT(Weighted Shortest Processing Time,加權最短加工時間優先):
  • 意義:考量各工作的權重(價值或重要性 wiw_i),依比值 wipi\frac{w_i}{p_i} 由大至小排序(或按 piwi\frac{p_i}{w_i} 由小至大排序)。
  • 特點:能使總加權流程時間(Total Weighted Flow Time)最小化。
  1. EDD(Earliest Due Date,最早到期日優先):
  • 意義:優先加工到期日(did_i)最緊迫的工作。
  • 特點:依據傑克森法則(Jackson's Rule),在單機排程中能使最大延遲時間(Maximum Lateness, Lmax⁡L_{\max})與最大遲到時間(Maximum Tardiness, Tmax⁡T_{\max})最小化。
  1. Hodgson 演算法(Hodgson's / Moore-Hodgson Algorithm):
  • 意義:針對單機排程設計的最佳化演算法,目標為將「遲到工作件數(Number of Tardy Jobs, ∑Ui\sum U_i)」最小化。
  • 特點:先按 EDD 排序,依序累加完工時間;一旦遇到遲到的工作,便從該工作及其前面已排入的工作中,剔除加工時間最長者移至最後加工。
  1. CR(Critical Ratio,關鍵比例法):
  • 意義:以「剩餘到期時間」與「剩餘加工時間」的比值決定優先順序: CR=到期時間−目前時間剩餘加工時間=di−tpi\text{CR} = \frac{\text{到期時間} - \text{目前時間}}{\text{剩餘加工時間}} = \frac{d_i - t}{p_i}
  • 特點:CR 愈小者優先排程。若 CR<1\text{CR} < 1 表示該工作已落後進度並將遲交;CR=1\text{CR} = 1 表示剛好趕上;CR>1\text{CR} > 1 表示進度寬裕。
  1. MST(Minimum Slack Time,最短餘裕時間優先,亦稱 STR):
  • 意義:計算工作的餘裕時間 Si=(di−t)−piS_i = (d_i - t) - p_i,優先加工剩餘餘裕時間最小的工作。
  • 特點:動態反映工作緊迫度,能有效避免嚴重落後的工件延宕。
  1. S/O(Slack Time per Operation,每道作業平均餘裕時間):
  • 意義:針對多道製程之零工式排程,將總餘裕時間除以該工作剩餘的加工道數: S/O=(di−t)−∑pi剩餘作業道數\text{S/O} = \frac{(d_i - t) - \sum p_i}{\text{剩餘作業道數}}
  • 特點:數值最小者優先加工,能兼顧工件的剩餘寬裕度與後續加工複雜度。

(一) 工作順序排列

現有五項工作,假設現行排程時間 t=0t = 0,各工作資料如下:

  • 工作 A:pA=210p_A = 210 小時,dA=300d_A = 300 小時
  • 工作 B:pB=150p_B = 150 小時,dB=240d_B = 240 小時
  • 工作 C:pC=105p_C = 105 小時,dC=225d_C = 225 小時
  • 工作 D:pD=90p_D = 90 小時,dD=255d_D = 255 小時
  • 工作 E:pE=115p_E = 115 小時,dE=180d_E = 180 小時

總加工時間 ∑pi=210+150+105+90+115=670\sum p_i = 210 + 150 + 105 + 90 + 115 = 670 小時。

  1. FCFS(先到先服務): 依訂單原有先後順序排列: 順序:A−B−C−D−E\text{順序:} \mathbf{A - B - C - D - E}

  2. SPT(最短加工時間優先): 依加工時間 pip_i 由小到大排序:

  • D(90)<< C(105)<< E(115)<< B(150)<< A(210) 順序:D−C−E−B−A\text{順序:} \mathbf{D - C - E - B - A}
  1. EDD(最早到期日優先): 依到期時間 did_i 由小到大排序:
  • E(180)<< C(225)<< B(240)<< D(255)<< A(300) 順序:E−C−B−D−A\text{順序:} \mathbf{E - C - B - D - A}
  1. CR(關鍵比例法): 在 t=0t = 0 時計算各工作的關鍵比例 CRi=dipi\text{CR}_i = \frac{d_i}{p_i}:
  • 工作 A:CRA=300210≈1.429\text{CR}_A = \frac{300}{210} \approx 1.429
  • 工作 B:CRB=240150=1.600\text{CR}_B = \frac{240}{150} = 1.600
  • 工作 C:CRC=225105≈2.143\text{CR}_C = \frac{225}{105} \approx 2.143
  • 工作 D:CRD=25590≈2.833\text{CR}_D = \frac{255}{90} \approx 2.833
  • 工作 E:CRE=180115≈1.565\text{CR}_E = \frac{180}{115} \approx 1.565

按 CR 值由小到大排序(CRA<CRE<CRB<CRC<CRD\text{CR}_A < \text{CR}_E < \text{CR}_B < \text{CR}_C < \text{CR}_D): 順序:A−E−B−C−D\text{順序:} \mathbf{A - E - B - C - D}


(二) 各法則績效指標計算與評比

各項指標計算公式定義:

  • 完成時間 Ci=Ci−1+piC_i = C_{i-1} + p_i(C0=0C_0 = 0)
  • 餘裕時間 Si=di−CiS_i = d_i - C_i
  • 平均完成時間 Cˉ=∑Ci5\bar{C} = \frac{\sum C_i}{5}
  • 平均餘裕時間 Sˉ=∑Si5\bar{S} = \frac{\sum S_i}{5}
  • 工作中心之平均工作數 Nˉ=∑Ci∑pi=∑Ci670\bar{N} = \frac{\sum C_i}{\sum p_i} = \frac{\sum C_i}{670}
1. FCFS 法則(順序:A - B - C - D - E)
工作順序加工時間 pip_i完成時間 CiC_i到期時間 did_i餘裕時間 Si=di−CiS_i = d_i - C_i
A210210300+90+90
B150360240−120-120
C105465225−240-240
D90555255−300-300
E115670180−490-490
總計6702,2601,200−1,060-1,060
  • 平均完成時間 Cˉ=22605=452.00 小時\bar{C} = \frac{2260}{5} = \mathbf{452.00}\text{ 小時}
🔒

後續完整解題步驟與【答案】

免費註冊,享 3 天全站完整詳解閱覽。

免費註冊

第 六 題15 分

JIT 生產方式之基石與兩大支柱為何?何謂混線生產?如何進行混線生產?試以下例說明。

某一公司有一生產線在一天 480480 分鐘內,同時生產 A、B、C 三種形式之產品。若分別生產 480480、240240、200200 件,試求生產一件之週期時間為何?若欲達成混線生產,其最小週期時間為多少?在最小週期時間內應如何混線生產 A、B、C 產品?

登入後即可作答並保存紀錄。

這一題的完整詳解

核心觀念

本題融合了豐田生產體系(Toyota Production System, TPS / JIT)的核心哲學架構與「平準化混線生產(Mixed-Model Production)」的實務計算:

  1. JIT 豐田之屋(TPS House)架構:
  • 基石(Foundation):平準化生產(Heijunka)​與標準作業(Standardized Work)。平準化包含產量平準化(Volume Leveling)與品種平準化(Product-Mix Leveling),是消除生產震盪(Muri、Muda、Mura)並支撐穩定運作的地基。
  • 兩大支柱(Two Pillars):
  • 及時化(Just-In-Time):在必要的時間,以必要的數量,生產必要的產品。核心要素為節拍時間(Takt Time)、連續流/單件流(One-Piece Flow)與後拉式看板系統(Pull System)。
  • 自働化(Jidoka,帶人字旁的自動化/智慧自働化):設備具備異常自我偵測並自動停機的功能,防止不良品流入下一道工序,兼具品質源頭管理(如 Poka-Yoke 防呆機制、Andon 安燈警示)與人機分離作業。
  1. 混線生產(Mixed-Model Production): 在同一條裝配線上,連續且有規律地穿插生產多種不同規格、型號產品的方式,以滿足顧客多樣少量需求,消除大量在製品庫存。
  2. 週期時間與最小循環:
  • 單件週期時間(Cycle Time / Takt Time):生產線上產出一件產品所需的時間,定義為「可用生產時間」除以「總需求量」。
  • 最小零件組(Minimal Part Set, MPS):將各產品產量取最大公約數(GCD),化為最簡整數比,構成一個最小重複生產循環單元。
  • 最小週期時間(Minimal Cycle Time):完成一次最小零件組(MPS)所需的時間。

解題方法

一、JIT 生產方式之基石與兩大支柱

  1. 基石:
  • 平準化生產(Heijunka):平滑化每日、每小時的生產數量與產品組合,避免生產過程因需求波動產生瓶頸或閒置。輔以「標準作業(Standard Work)」及「持續改善(Kaizen)」,建立穩定且可預測的生產環境。
  1. 兩大支柱:
  • 及時化(Just-In-Time):追求「零庫存」與「極短前置時間」,透過拉式生產(Pull System)與單件流,依顧客需求節拍進行精準供應。
  • 自働化(Jidoka):強調「品質內建於製程」,賦予機器與作業員在發現異常時立即停止生產線的權限,杜絕不良品傳遞至後續工序,並立即探究根本原因進行改善。

二、混線生產之定義與實施方式

  1. 定義: 混線生產是指在同一條生產線上,以極小批量(甚至單件)且均勻分佈的方式,連續交替組裝不同規格或型號的產品。其目標在於降低成品與在製品庫存、縮短訂單前置時間(Lead Time),並彈性因應市場需求的動態變化。
  2. 進行方式:
  • 快速換模換線(SMED, Single-Minute Exchange of Die):大幅壓縮設置(Setup)時間至個位數分鐘內,使小批量甚至單件生產在經濟上可行。
  • 決定最小零件組(MPS):找出各型號產品產量的最大公約數,建立最小產量比例組合。
  • 平準化投產順序排程(Model Sequencing):依照比例將各型號產品均勻穿插於最小循環中,避免同一型號連續堆疊造成工位負荷劇烈起伏。
  • 彈性人機配置與 U 型生產線:培育多能工,並配合節拍時間彈性調派作業人力與動線,確保線平衡率。

三、數值計算推導

已知條件:

  • 每日可用生產時間 T=480T = 480 分鐘
  • 各型號產量:QA=480Q_A = 480 件、QB=240Q_B = 240 件、QC=200Q_C = 200 件
  • 每日總生產量 Qtotal=480+240+200=920Q_{\text{total}} = 480 + 240 + 200 = 920 件

1. 求生產一件之週期時間(Cycle Time, CTCT): CT=每日可用生產時間每日總生產量=480 分鐘920 件=1223 分鐘/件≈0.5217 分鐘/件≈31.30 秒/件CT = \frac{\text{每日可用生產時間}}{\text{每日總生產量}} = \frac{480 \text{ 分鐘}}{920 \text{ 件}} = \frac{12}{23} \text{ 分鐘/件} \approx 0.5217 \text{ 分鐘/件} \approx 31.30 \text{ 秒/件}

2. 求欲達成混線生產之最小週期時間:

  • 求各型號產量的最簡整數比(最小零件組,Minimal Part Set): 各產品產量分別為 480480、240240、200200,其最大公約數為: gcd⁡(480,240,200)=40\gcd(480, 240, 200) = 40
  • 計算最簡生產比例(即一個最小循環單元內的件數):
  • 產品 A:480÷40=12480 \div 40 = 12 件
  • 產品 B:240÷40=6240 \div 40 = 6 件
  • 產品 C:200÷40=5200 \div 40 = 5 件
  • 一個最小循環總件數 NMPS=12+6+5=23N_{\text{MPS}} = 12 + 6 + 5 = 23 件
  • 全天共可執行 4040 個最小生產循環。
🔒

後續完整解題步驟與【答案】

免費註冊,享 3 天全站完整詳解閱覽。

免費註冊

其他考古題