114 高普考普通考試 工業工程 設施規劃概要 考古題詳解

核心觀念

本題考「設施規劃」開始前，如何界定製造設施的需求與規劃範圍。設施規劃不是一開始就畫廠房配置圖，而是先釐清要生產什麼、在哪裡生產、何時需要、如何生產，以及所需資源與規模，再據以規劃設施位置、容量、流程與配置。

解題方法

可依製造設施規劃的基本問題逐項作答：

1. 生產什麼？（What） 確認產品種類、規格、品質要求，以及預期的產品組合。

2. 生產多少？（How much） 確認需求量、產能、批量與未來成長需求，作為設備、空間與人力規劃的基礎。

3. 何時生產？（When） 確認生產時程、交期、季節性或需求波動，以及設施預計何時投入使用。

4. 在哪裡生產？（Where） 評估廠址與設施位置，包括市場及供應來源、交通運輸、勞力、水電等公用設施，以及土地與環境條件。

核心觀念

本題考查停車場的「車位配置模組」與「最大停車數」：

• 標準車位寬度：$8.5$ 英呎。
• 車位縱深：圖示為 $16$ 英呎。
• 停車角度採 $90^\circ$ 時，車輛可垂直排列，沿停車列方向每輛車占用 $8.5$ 英呎。
• 兩側停車的橫向模組寬度為：

其中 $SW$ 為車道寬度。

題目未限定必須設置牆，因此採用最有效率的雙側停車配置。

解題方法

一、選擇停車角度

在相同車位寬度下，$90^\circ$ 停車可使車輛沿 $100$ 英呎長度方向整齊排列，且每輛車僅占用 $8.5$ 英呎，因此停車數最多。

沿長度方向可停車輛數為：

二、判斷橫向可配置的車位列數

採用表中較小的車道寬度 $SW=8'0''$，雙側停車模組寬度為：

因為空地寬度為 $50'$：

核心觀念

本題考查 graph-based facility layout method。將製程設備視為圖形節點，將產品製程中相鄰設備間的搬運量視為邊的權重，並使搬運量大的設備彼此相鄰，以降低總搬運距離。

設備間的加權距離成本為：

其中：

• $F_{ij}$：設備 $i$ 與設備 $j$ 間的搬運量
• $d_{ij}$：兩設備所在區域的距離，本題採方格中心間的 Manhattan distance

解題方法：建立加權關係圖

依各產品製程，將連續設備間的流量加總。

因此，加權關係為：

本題 $2\times2$ 方格中有兩組對角位置。對角距離為 $2$，相鄰位置距離為 $1$。因此應將總搬運量最小的兩組設備安排在對角線上。

三種對角配對的總權重如下：

1. $AD$ 與 $BC$：

2. $AB$ 與 $CD$：

核心觀念

本題考查物料搬運系統的設計原則，重點是透過一致的設備與作業方式、適當的作業安排、符合人因的工作設計、有效的單位負載，以及完整的生命週期成本評估，提升搬運效率與安全性，並降低整體成本。

解題方法

依題目指定的五項原則，分別說明其目的、實務作法與設計時的考量。作答時應凸顯各原則彼此的差異：標準化重在一致性；作業原則重在整體流程與資源運用；人因原則重在工作者安全與能力；單位負載原則重在整合搬運單位；生命週期成本原則則重在設備全期的總成本。

各項原則說明

一、標準化原則（Standardization Principle）

物料搬運系統應盡量採用標準化的設備、容器、介面、控制方式與作業程序，以降低設備種類與作業方式的複雜度。例如，統一棧板尺寸、容器規格及搬運設備的承載介面，使不同設備間能順利銜接。

標準化可帶來設備互換與共用、維修及備品管理簡化、操作訓練容易，以及設備採購與管理成本降低等效益。標準化仍須配合物料特性、作業環境與安全需求，不應為求一致而妨礙必要的功能或彈性。

二、作業原則（Work Principle）

物料搬運應視為生產與服務流程的一部分，規劃時須配合物料流向、作業順序及廠房配置，減少不必要的搬運、等待、回流、交叉與空程。搬運作業應以整體流程為考量，並盡可能有效運用人力、設備與空間。

例如，規劃設備與工作站時，可讓相鄰製程的物料直接銜接，避免物料先搬到暫存區、再搬回下一製程。此原則的重點是改善搬運工作與流程的整體效率，而非只追求單次搬運速度。

三、人因原則（Ergonomic Principle）

搬運系統的設計應配合人的能力與限制，保障工作者的健康、安全與舒適，並避免搬運作業造成過度疲勞或傷害。設計上可減少人工搬舉、彎腰、扭轉、過度伸展及重複性負荷，並提供適當的工作高度、操作空間、視線、控制器配置與安全防護。