112 高普考高考三級 工業工程 設施規劃 考古題詳解

核心觀念

設施規劃（Facilities Planning）是有系統地決定工廠內各項設施的配置、空間與相互關係，包含廠址、建築物、部門、工作站、設備、物料搬運系統及輔助設施等。本題重點在於說明：工廠進行設施規劃，最終要達成哪些營運與管理目標。

設施規劃不只是安排設備位置，而是使人員、物料、設備與資訊能在適當的空間中有效配合，兼顧成本、效率、安全與未來發展。

解題方法

作答時可由「成本與流程、空間與資源、人員與安全、彈性與管理」四個面向整理，並說明各目標如何相互配合。考試答題應點出整體目標，再列舉具體內容，避免只寫「提高效率、降低成本」而缺乏說明。

設施規劃之目標

1. 降低總成本 透過合理配置設備、部門與作業區域，減少物料搬運距離、搬運次數、等待及不必要的在製品，降低搬運、作業、庫存與管理成本。

2. 使流程順暢並提升生產效率 依產品、製程及作業順序安排設施，使物料能按流程流動，避免交叉、迂迴、回流與瓶頸，提升設備利用率、產能與生產速度。

3. 有效利用空間與資源 妥善運用廠房的水平與垂直空間，並合理配置土地、建築物、設備、人力及公用設施，避免空間閒置或過度擁擠。

核心觀念

本題考查：

1. 系統化布置規劃（Systematic Layout Planning, SLP）。
2. 物料搬運次數與部門間物流關係分析。
3. 區塊布置的重心計算。
4. 配對互換法（Pairwise Exchange Method）。
5. 總搬運距離：

其中，$f_{ij}$ 為部門 $i$ 與 $j$ 間每週搬運次數，$d_{ij}$ 為兩部門中心間距離。

（一）依 SLP 程序發展區塊布置

1. 物流次數分析

每項產品各製程間的每週搬運次數為：

各產品的搬運次數如下：

彙總部門間的每週搬運次數：

• $A$ 與 $C$：

• $B$ 與 $C$：

• $C$ 與 $D$：

因此物流關係強度為：

2. 部門關係圖

$C$ 部門與其他三個部門均有物流往來，且總搬運次數最高：

因此依 SLP 的物流鄰接原則，應將 $C$ 部門配置在最有利的位置，使其與其他部門均保持鄰近。

圖示中的 $X$ 區同時鄰接 $U$、$Y$、$Z$ 三區，最適合配置部門 $C$。

3. 空間限制與區塊布置

各區域大小均為 $20\text{ m}\times20\text{ m}$，且只能將一個部門配置於一個區域。將 $C$ 放置於中央的 $X$ 區後，$A$、$B$、$D$ 可分別配置在 $U$、$Y$、$Z$ 區。

一個可行的最適區塊布置為：

即：

 Z：D
U：A X：C Y：B

由於 $B$ 與 $D$ 對調後總距離相同，因此下列布置亦同樣最適：

 Z：B
U：A X：C Y：D

（二）整體區域中心點

1. 各區域中心座標

令區域 $U$ 的左下角為原點 $O=(0,0)$，各區域中心為：

• $U$：

• $X$：

• $Y$：

• $Z$：

四個區域面積相同，故整體中心點可用各區域中心座標的平均值計算：

因此整體區域的中心點為：

單位為公尺。

（三）配對互換法求最適布置

1. 區域中心間距離

採用部門中心間的直線街道距離（矩形網格的曼哈頓距離）：

核心觀念

本題考「地點成本—利潤—數量分析法」（Locational cost-profit-volume analysis）：比較不同據點在各種月產量下的總成本，找出成本最低的選址。因題目未提供售價或收入資料，分析以總成本最低為準。

每個據點的月總成本為：

其中 $F$ 為每月固定成本、$v$ 為每單位變動成本、$Q$ 為每月數量，$T$ 為每月運輸成本。

解題方法

將表中數值代入各據點的成本式：

求各成本線的交點，以交點數量作為據點優劣轉換的界線。

A 與 B 的交點

當 $Q<500$ 時，$TC_A<TC_B$；當 $Q>500$ 時，$TC_B<TC_A$。

A 與 C 的交點

當 $Q<250$ 時，$TC_C<TC_A$；當 $Q>250$ 時，$TC_A<TC_C$。

B 與 C 的交點

核心觀念

本題考查設施選址的加權因子評分法：先依各評估因子的重要性設定權重，再將各地點在各因子的評分乘以權重並加總，總分最高者即為較適合的選址。

題目指出，建造成本與運輸成本的重要性是其他因子的 $1.5$ 倍。因此，以其他因子的權重為 $1$，這兩項的權重為 $1.5$。由於各地點均以相同權重計算，使用未正規化權重即可比較總分；若將權重正規化，三個地點的分數會同除以相同常數，排序不變。

解題方法

設商業服務、不動產成本、生活水準、賦稅、社區服務的權重均為 $1$；建造成本、運輸成本的權重均為 $1.5$。

各地點的加權總分如下：