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　　製造業之製造單元之設計與完成

製造業之製造單元之設計與完成

∷∷　中国大学http://www.unjs.com 文章来源：实用资料

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　在製造業中如何去安排其設施是非常有競爭性的策略，但並不能夠保證有一定的好處，而不正確的布置會產生生產流程不連續，甚至造成損失。為了達到效率本章將討論五種決策：
製造單元的布置與產能的估量
作業員的水準與指派
緩衝儲存器之水準及批量大小
系統之參數
J I T 的變異及效能

　5.1製造單元之布置與產能之估量

在機器被指派到一個工作單元之後，下個問題就是這些單元的布置及其產能。單元之布置與產能是非常重要的，因為，這將決定未來的許多決策。機器的布置與產能可說是製造單元的型態及其設計的橋樑。

　5.1.1

Flow-line
型工作單元是由數個不同功能的工作站所組成，其中串聯了許多相似的機器，而為了要降低其進料的不穩定，緩衝儲存器會被設置於兩個工作站之間，如圖5.1表示了Flow-line
型工作單元的結構，其中包含了一個或數個機器，其間有緩衝器。在傳統上，圖5.1b是單一Flow-line 型工作單元，“leap
frogging”是被允許的。另一方面，“原路返回”
是不被允許的。因為這將會壞生產的連續性。圖5.1c表示兩條平行生產線合到一起而又岔開變成兩條平行生產線。這是因為有些重要的機器如設置重複兩台是不好的。

機器的格局也很重要，因會影響到員工的指派及生產率。最受歡迎的佈置中有一種是U型的。因為它提供了員工調度的彈性，人員的利用率及更容易監視到員工。圖5.2a中第一個班，４個作業員操作６個機器可有每小時５０件的生產率，而在第二班只用２個人可有每小時３０件的產率。值得注意的，這變化可因應變動的需求而作適當的調整，也可是員工互相合作幫忙而造成一個『團隊』。

在設計之中，最好的狀況是一個工件所有的製程皆在一個工作單元內完成。但是因為環境及安全及機器使用率上的考量，這是困難的。所以，發展了如圖5.2的U-shaped
Layout。

　5.1.2 工作站產能

決定工作站產能有三個因素，(1)工作站中機器數量，(2)每天班次數，(3)每一班的工作時數及機器使用率。

首先，要先收集以下資料：
架設機台時間
物件加工時間
物件移動時間
一年使用率
批量大小
都有了之後，可以算出工作負荷量，表5.1a表示一個設計好的工作站生產98種不同物件，
此表可估計在每個工作站中的機器數量，在table5.1中指出必須要再增加更多的產能，一方法是增加班數，另一方法是增加機器數，如表5.1b

5.2作業員人數水準及指派

在過去，作業員人數水準及指派往往被忽略，非自動化機台的作業員可用『交叉訓練』，使他能兼顧多台機器，人數可下降，如此不僅可增加產量，更可較有彈性，太多的作業員只會增加操作成本。

5.2.1

理想的作業員數目決定在（1）機器是否為自動化，（2）工作站的生產率，在設計階段決定作業員數目是很重要的，以便能進行交叉訓練，而培養團隊的態度及技能也是非常重要的。

如果機器為非自動的，作業員有責任去架機器，上下料等等工作，如圖5.3的例子作業1需80秒、作業2需30秒、作業３需90秒，如果每個機器派一個人即只派一個人來比較，作業的生產每小時提升了2.75件。

當機器是自化動型，此時作業員該注意的常常不再是機器加工過程，這是很好的機會去指派多台機器給一個作業員，偶而機器需要上下料時才會需要作業員，作業員的數目大大的會影響到產量，因為作業員會降低機台的問題，例如一個工作單元包含６個工作站及11台機器產生20個不同物料，因為每台機器皆是自動化的，所以作業員只需負責上下料。

圖5.4中假設作業員皆已交叉訓練完或且緩衝儲存量設於高水準，所以沒有斷料的問題，所以產量是反應在員工的作用，中心線是平均產量，上下為其95％信賴區間。

第一點，產量可由員工數增加而增加，超過6個其增加率將減少。另一點信賴區間隨著人數的增加而加大。

選擇恰當的作業員數目，成本方面也是一個因數，圖5.6表示機器干擾成本及員工成本，例如，機器成本50/hr與員工成本25/hr時，最佳員工數為4。

　5.2.2員工指派

有三個因素影響員工指派，（1）員工交叉訓練，（2）現有的布置，如兩工作站之間的距離，（3）物料移動的型態。如表5.2有四種不同指派策略，策略1中作業員皆已交叉訓練完成，策略2、3中表只有適度的交叉訓練，策略4中只有很少的交叉訓練。此例說明了交叉訓練可以讓較少的員工數做出高水準的產出。
　5.3緩衝器及批量大小

很多著作皆說WIP最小化是比較好的，但是為了抵銷進料的不穩定及多樣化，緩衝器是必須的。這也是可使生產線上降低阻塞即斷線的好工具。

5.3.1工作站的阻塞的斷線

阻塞發生在物件已完成上一個加工，但卻在下由的緩衝器已無空間存放，斷線發生在機器完成加工，但卻沒有物料可以加工。因為上游緩衝器中已沒物料，這都會致使機器閒置，所以在設計階段，決定適當的緩衝器大小，以降低機器閒置時間，提高產量及降低存貨成本，是非常重要的。圖5.7表示阻塞機斷線的現象，其為兩台機器，緩衝器大小，為可容納兩件WIP，阻塞發生在第一台機器，當第一條線的第三個工件完成時。因為緩衝器中已有兩個工件，所以已滿，因此第三個工件不能從機器1取下來，直到工件1被放到機器2上。斷線發生第2條線的第2台機器，因為以加工時間來說，機器2比機器1來的短，此時緩衝器中的物件用盡。

所以，阻塞及斷線很容易發生當緩衝器是有限容量時，圖5.8表示，在作業員為5名及3名之下，及緩衝器大小不同，其產出率。當緩衝器在1及20之間，產出明顯增加，而大於20以上，就沒太大影響，圖5.9表示，縱軸為機器干擾，虛線為人為干擾因素，及緩衝器干擾因素，實線表示其總和。而兩條虛線交會的地方，緩衝器大小為10，這是一個很有用的事實，來決定緩衝器的大小。

　5.3.2移動批量效應

移動批量大小事是工件成群的在工作站中移動，例如，大小為100的一個批量，可用TBS=1來移動，也可用TBS=10來移動，也可用TBS=100來移動。

5.4
5.4.1建立團隊
建立一個有效率的團隊，是工作站建立的一個重要的因素。而成立團隊是要靠有各種學問的人來建立，即構成紀律。
工業工程師
製造工程師
生產線管理人
領班
作業員

核心部分，需要有維護部、生管部來支援，如圖5.11，核心人物的選擇，是整個線上成敗的關鍵，盡可能選在過去曾表現優異及帶領團隊達到組織目標者。
　5.4.2
許多公司常存在一個獎金系統，這有兩個問題：
傳統的獎金是給個人的，而不是團體的。
當工廠有所改變時，這些改變會使得員工不再信服於過時的獎金系統。

傳統的獎金系統發展在個人的觀念上，而沒有獎金是鼓勵員工去協助他人的，而協助他人更會浪費自己的時間，因此為了增加自己的收入，都不會去幫助別人。
在個人獎金之外，另外還得加入團體部分，以鼓勵員工互相合作。要排除傳統的獎金制度是有需要的。如果組織中，過去這些獎金有正面的作用，那可以保留，否則必會引起員工反彈，基於這些理由，獎金制度的改變是需要的。

5.4.3表現及員工報告

為表達產出率，工件A的每一作業如下，設其上下料時間為零，圖5.12表示其工作單元之布置，用四組手動工作站，一個機台一個作業員。產出率可由最慢的作業算得。平頭作業需4.5分鐘，故一小時可有13.3個，所以整個工作單元可產出13.3個。有四個人，故每個工件需要0.3人*
hr，假設現在有兩個作業員，如圖5.13，第一個人操作前兩台機器，第二個人操作後兩台，所以，第一個人生產一個工件為7.5分鐘，也就是1小時8個，第二個人需6分鐘，也就是1小時10個，所以最大產出率為8個/hr，則每工件需0.25人*hr，可見產出率決定於作業員數目，有趣的是員工數降低50%，而產出率只降低40%，表示人員充分利用。

　5.4.4教育及訓練

從傳統的批量製造到工作單元製造，在架構上有很大的轉變，工作責任、獎金制度等等，而教育及訓練扮演了很重的角色，一個很好的方法要轉變成核心團隊開始是帶員工參觀一個已轉變成功的工廠，吸收別人的知識及經驗在過程中，可以討論以下：
領悟到了什麼好處
在過程中有何錯誤
下次將如何改進

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