Transcript 第四章

第四章
製造途程安排
本章重點
途程規劃之基本概念
 途程規劃之程序
 工作研究如何進行
 工廠佈置如何進行
 廠址選擇之方法
 大量生產之佈置方法
 零工生產之佈置方法

一、途程安排之意義


製造途程 (Routing)
指產品由原料到成品所經過之一連串製造過程之安排，亦
即：對已決定品質水準之產品，決定如何才能以最低成本
來生產 。
優良之製造途程，定會有下列各種功能：
1.製造路線最短
2.正確選擇生產設備
3.標準工時之測定
4.最少生產閒置時間
5.以標準工時之測定
6.物料的消費為最小
7.維持生產線上之平衡
途程安排之意義(續)

影響途程安排之因素包括：
1. 產品設計之結果。
2. 所選擇之生產型態。
3. 採用之生產技術進步幅度。
4. 員工素質足以承擔之作業型態。
二、途程安排之步驟
1.產品分析
2.自製與與外購之決定
3.製程與操作分析
4.製程與操作方法之決定
5.進行工作研究及測定標準工
時
6.決定所需機器設備、夾具及
成本
7.確定所需材料及形態：材料
尺碼及形式
8.決定製程之報廢率
9.決定經濟生產批量
10.決定機器需要量及人力
需求
11.決定機器需要量及人力
需求
12.使生產線平衡
13.決定檢驗度
14.工場佈置
15.製作圖程規劃表單
產品分析

產品分析需利用材料表、零件分解圖與莊配圖進
行
1.
2.
3.
材料表(BOM)或零件表：計算原材料之使用量
零件或產品零件分解圖：暸解組裝產品之零組件及可能製程
裝配圖：了解產品之生產過程
製造途程之種類
高
彈性流程
專案
製程
零工
製程
顧
客
化
程
度
間歇製程
批量
生產
大量
製程
生產線流程
連續
製程
低
低
數量
高
2.自製與外購之決定
考慮因素如下：
1. 足夠之產能與否。
2. 足夠之專才與否。
3. 生產品質是否能達成顧客要求。
4. 顧客需求的特性。
5. 成本是否夠低 ( 是否有利潤 )。
 依損益兩平分析法判定自製與否。


損益兩平分析法基本假設：
1.只生產一種產品。
2.所生產之產品均可銷售出去。
3.每單位變動成本是固定的。
4.固定成本固定與生產數量無關。
5. 每單位之收入不變，亦即無銷售折扣。
損益平衡公式：
收入  產品單價 銷售數量
成本  固定成本  總變動成本
 固定成本  單位變動成本 生產數量
利潤 (profit )  收入  成本
 P  Q  (F  V )
 P  Q  ( F  v．Q)  0
損益平衡銷售量Q BEP
F  profit
F


pv
pv
損益平衡銷售額S BEP
F

1  vp
樹德公司生產X產品，其中一種零件需考慮自製或外
購，外購每單位價格$100元，自製則每單位變動成本
如下，若零件考慮自製,除每單位開支變動成本$60元
外,另將每月增加固定成本$200,000元，試問在何種情
況下應當自製或外購。
直接材料
$40
直接人工
8
變動製造費用
12
合
60
計
外購
自
購
自製
5000
y自製  200000 60x
y外購  100x
生產量
x  5000
傳統製程
以技術專家之觀點來分析，二個角度來分析；

製造工程：
常見之製造方法有：
1.改變物理性質
3.零件與切削加工
5.零件或材料的連續

2.改變材料形狀
4.表面加工
工業工程
應從事之工作可包括：生產規劃、製程選擇、工作研究、工
程經濟、作業研究(廣義)、工作方法而改進(工作設計及工作
衡量)以使物料流程通暢，進而提高工作效率或降低成本，所
利用之工具有：
1.組裝圖 2.物料清單 3.詳細工程圖
4.裝配圖 5.操作程序圖 6.途程單 7.途程程序圖
製程與操作分析-先進製程技術
電腦輔助設計
CAD/CAE
工程設計
電腦輔助製造
CAM/CAPP
CNC工作中心
彈性製造系統
(FMS)
群組技術
電腦控制單元
自動物料搬運設備
生產計劃與管制
電腦整合製造系統(CIMS)與FMS之關係
條碼
RFID
製程與操作方法之決定

利用損益兩平分析
若某工廠在製程分析時曾考慮三種不同的製造方法。
茲將每一種製造方法之下所產生的固定成本與產品之
單位變動成本列在表裡 ( 單位：元 )，試求：工廠應
採用那一種製造方法？
製造方法
固定成本
單位變動成本
第一種
100
60
第二種
4000
30
第三種
20000
20
y1  100  60 x (1)
y 2  4000  30 x (2)
y 3  20000  20 x (3)
生
產
成
本
y  100 60x
y  4000 30x
y  20000 20x
成本最低
130
1600
生產件數
工作研究與測定標準工時



工作研究之內容（如下頁）
方法研究
1、程序分析-針對整個製程分析的方法
2、作業分析-針對某個作業詳細分析的方法
3、動作分析-從人體動作著手分析的方法
工作衡量
1、直接測時法
2、間接測時法
操作程序圖
程序分析
流程程序圖
方法研究
線圖(流程圖)
組作業程序圖
作業分析
操作人程序圖
人機程序圖
多人機程序圖
目視動作分析
工
作
研
究
動作分析
動素與動素分析
動素程序圖
標準化
直接測時法
動作經濟原則
碼表測時法
影片分析
工作抽查法
時間研究
(工作衡量)
細微動作研究
間接測時法
微速度動作研究
預定動作時間標準
標準資料法
程序分析之內容
就製造程序中每一事項的6W進行分析，6W是指why(為何如此
操作)、what(工作目的何在)、where(工作地點為何)、when(在
何時候)、who(由誰操作)、How(如何操作)。分析出問題後，應
利用刪除、合併、重排、簡化(ECRS)之方法來解決程序之問題，
常用程序分析圖有下列幾種：
 操作程序圖-操作檢驗
 流程程序圖-增加遲延、儲存、搬運
 線圖或流程圖-整合工廠平面
 組作業程序圖-一群人共同作業
—
操
作
程
序
圖
某
醫
院
藥
品
採
購
流
程
流
程
程
序
圖
│
某
醫
院
看
診
流
程
作業分析之工作內容
作業分析之目的，在於詳細研究-工作站上的作業，包括人與機
器之配合、人體左右手之動作程序，其內容包括
操作者程序圖（左右手程序圖）
目的在於將左右手各項操作作更詳細的紀錄，分析位於某一個
固定工作的多數小動作，並運用刪除、合併、重排、簡化原則
改進動作，以增進績效。
人機程序圖
用於分析在同一時間機器操作週期與工人操作週期間之相互時
間關係，要適度平衡操作週期，減少閒餘時間，進而提高生產
力
多人機程序圖
可記錄多數操作人與機器之相關工作程序，用來顯示人機聯合
操作狀況中有無閒置時間，又稱為閒餘能量分析。此種計量分
析又分三類：1.同步性作業、2.非同步作業、3.同步性與隨機
性混何作業
人機程序圖
設有一作業員操作一半自動車床，每一週程之工作為作
業員安裝材料15秒及啟動5秒，車床由作業員啟動後自
動加工50秒 ( 機器於加工完畢時會自動停止 )，再由作
業員取出加工完畢物件10秒，
(1)若一作業員操作一部機器，則作業員之空閒率為何？
(2)若一作業員改為同時操作兩台完全相同之半自動車床，假設作
業員在兩機器間之走路時間很短而可以忽略，則作業員之空閒率
為何？
人機程序圖(續)
當操作一部機器時，繪製此題人機程序圖如下：
作 業 員
作業名稱
作業時間
經過時間
(秒)
機
作業時間
器
作業名稱
安裝材料
15
15
啟動
5
20
閒置
50
70
50 自動加工
取出完工物
10
80
10 取出完工物
空間率=25%=20/80
15 安裝材料
5 啟動
人機程序圖(續)
操作兩部機器時，繪製此題人機程序圖如下：
怍 業 員
作業名稱
作業時
間
經過時
間
(秒)
機器一
怍業時
間
作業名稱
機器二
怍業時
間
作業名稱
取出完工物
10
10
10 取出完工物
裝料
15
25
15 裝料
啟動
5
30
5 啟動
閒置
20
50
取出完工物
10
60
10 取出完工物
裝料
15
75
15 裝料
啟動
5
80
5 啟動
50 自動加工
50 自動加工
多人機程序圖-同步性作業
假定一位工人操作一部機器所時間為1分鐘，而機器
完成一操作週期需時4分鐘，試決定一位工人應操作
幾部機器？
l  m 1 4
N

5
l
1
多人程序圖-非同步作業
某射出成型機工廠有一件操作資料如下，請問一操作者以操
作幾台同樣機器為最宜？
(1) 裝卸料時間時間每台每次為5分鐘。
(2) 從本機器走到另一台機器需時0.5分鐘。
(3) 機器自動射出時間為10分鐘。
(4) 每單位小時工人工資為100元。
(5) 每單位小時之機器成本為120元。
l  m 5  10
N1 

 2.72　台
l  w 5  0.5
TEC2 
TEC3 
100 (5  10)  2  120  (5  10)
60
60
2
 42.5 元 / 台
100  3  (5  0.5)  3  120  3  (5  0.5)
60
60
3
 42.17 元 / 台
多人程序圖-非同步作業(續)
遠東紡織廠斷紗發生率為每台每小時4次，每處理一
次斷紗時間為50秒，平均走路到斷紗處時間為20秒，
若其他因素不考慮，試求：每人應照顧機台機器？
60  60
m
 900 秒
4
l  m 50  900
N

 13.57 台
l  w 50  20
操作人程序圖-動作分析
分析工作中各系為身體動作，並刪減無效動作，以增
進動作效率
吉爾博斯(Gilbreth)夫婦首創，手部動作研究→動作經濟原則→
動作影片分析
由精確度不同又分目視動作與影片分析兩類


動作分析包括動塑分析、動素程序圖、動作經濟原則
影片分析分為細微動作研究(16框/秒)及微速度動作研究(1框/秒)
操作人程序圖-動作分析(續)
動素研究：
動素指手部一連串具重複性且週程較短之基本動作，其可分為
十七個基本動素
1.伸手(Reach)
2.握取(Grasp)
3.移物(Move)
4.裝配(Assemble)
5.應用(Use)
6.拆卸(Disassemble)
7.放手(Release)
8.檢驗(Inspect)
9.尋找(Search)
10.選擇(Select)
11.計畫(Plan)
12.對準(Position)
13.預對(Preposition)
14.持住(Hold)
15.休息
(Rest, Rest to overcome)
16.遲延(Unavoidable Delay)
17.故延(Avoidable Delay)
有的分為兩大類(有效動素：1-7.13、無效動素：8-12.14-17)，亦有分為三大
類(進行工作之要素：1-8、阻礙第一類工作之要素：9-13、對工作無益之要
素：14-17)
動作經濟原則
是方法改善之最後工具，其重點在於不改變製造程
序工作計畫之前提下，使工人工作效率提高，並使
工人本身感受身心舒適愉快，目的在減少工人的疲
勞與縮短工人的操作時間。此原則三大類22條。三
大類為：
1.關於人體運用
2.關於操作場所佈置
3.關於工具設備之設計
影片分析
是用來改進目視動作無法詳細分析改善與精確估計時間標準
之缺點，此為分析改善工作方法之最優技術，但成本極高，
因此必須運用於重要工作。
1.
2.
細微動作研究-每秒16框，優點為紀錄完整周詳。適用短時間之操作
週期。
微動作研究-每秒1框，使用多項設備之操作，一群人共同作業之操
作、不規則週期時間之操作、工作部製之改善及工作抽查之研究。
時間研究
之一
目的係在決定一位合格適當而有良好訓練的操作者在標準狀態
下對一特定工作以正常速度操作所需之標準時間
動作研究之階次
1、動作：預定動作時間標準即以此階段為基準而決定時間值
2、單元：幾個連續動作集合而成，用馬錶來測定時間
3、作業：2-3個單元集合而成，以工作抽查法測定時間
4、製程：一組作業員共同負擔的一連串作業，又稱工作站，以工
作抽查法測定時間
5、活動：數個製程集合而成
6、機能：達成某特定目的所必要的所有活動，達成產品的組件或
零件
7、產品：由各種機能集合而成
時間研究的技術
密集抽樣法(馬表測時)
直接測時
分散抽樣法(工作抽查)
時間研究
預定時間標準 (MTM, WF)
間接測時
標準資料法
時間研究

之二
碼表測時法之方法
影響馬錶測時法的主要因素在於時間研究分析人員之能力與
性格，其方法有三：
1、連續測時法：適用短操作單元，有書面作業過多缺點
2、歸零測時法：適用長操作單元，有因擬歸零時間，較
不正確
3.累積測時法：彌補上述兩法之缺點，用兩隻馬錶連線作
業

碼表測時法步驟
1、記錄基本資料
2、將工作劃分單元
3、觀測並記錄操作時間（下頁）
連續測時法時間觀測表
週程 (cycle)
1
2
3
4
5
單元
R
1.取零件
15
21
22
34
62
2.夾持於機器上
37
33
46
66
83
3.啟動機器加工
87
83
98
120
132
4.停機取下完工物
99
97
110
138
144
5.放入半成品箱
107
106
19
M
152
T
R
T
R
T
R
T
R
T
時間研究

之三
碼表測時法步驟：
4、決定觀測週期數（下頁）
觀測次數之決定，受下列因素影響
(1)操作本身之安定性-影響結果之標準差
(2)觀測人員之技術-影響結果之誤差
(3)觀測人員之人數-影響結果之一致性
(4)經濟觀點-考慮成本高低
5、檢視觀測週期數是否足夠？
週程 (cycle)
1
2
3
4
5
單元
R
T
R
T
R
T
R
T
R
1.取零件
15
15
21
14
22
16
34
15
62
--
2.夾持於機器上
37
22
33
12
46
24
66
32
83
21
3.啟動機器加工
87
50
83
50
98
52
120
54
132
49
4.停機取下完工
物
99
12
97
14
110
12
138
18
144
12
5.放入半成品箱
107
8
106
9
119
9
M
--
152
8
T
1.誤差為精確度
 Z  ．Sˆ
2
n
 K．x





2
2.誤差為準確度
 Z  ．Sˆ 

n   2

e


2
常用之Z值與信賴度
x 
Sˆ 
x
i
n
2
(
x

x
)
 i
n 1
k : 相對誤差
e : 誤差界限
信賴度
Z值
90
1.65
95
1.96
95.5
2.00
98
2.33
99
2.98
假如對某一操作單元試行觀測10次，其結果如下： 7、
5、6、8、9、8、7、6、6、8 ( 單位：分 )，如其平均
值欲得±0.05分之誤差界限，信賴度95％，試問須做
若干次之觀測才足夠？
 Z ．Sˆ
 
n 2
e


2

2

 1.96  1.247 
 
  2389.48  2390 次
0.05




已知一單元操作經10次試行，得觀察值之
 X  80 ,  X  1000，若要求觀測平均值需有信賴度95％
與±5％之精確度，則應觀測幾次才足夠？
2
2
 Z  ．Sˆ 

  1.96  6.32  2
 
n 2
  959.01  960
 K．x   0.05  8 


時間研究

之四
碼表測時法步驟：
速
度
快
評比係數
大於一
正
常
速
度
評比係數
小於一
速
度
慢
正常時間＝平均觀測時間×評比係數
6、對操作者單元加以評比
評比之目的在獲得正常時間。
評比首重精確性，各觀測人員所得知結果與平均值之差異以
不超過5%視為合格之評比，操作者之表現為影響評比誤差
之重要因素，通常觀測員會高估低於水準之操作表現，而低
估高於水準之表現。評比常用方法有二：
1.平準化法：又稱西屋法
2.速度評比：此法全憑主觀，必須確定觀測員對該操作有詳
盡的知識或瞭解，最好是有工作之經驗，否則資料即不正確。
時間研究

之五
碼表測時法步驟：
7、賦予寬放值
(1)生理寬放-又稱私事寬放，最大決定因素為工作環境
和工作類別，標準狀態下，一天8小時工作
之私事寬放率約5%(24分鐘)
(2)疲勞寬放-最具爭論，因其決定幾乎全靠經驗
(3)遲延寬放-工作中非因工人故意支延遲所產生之寬放
方法：
(1)內乘法：工作天寬放率，又稱工作天寬放率
寬放時間
＝
淨工作時間+寬放時間
(2)外乘法：工作時間寬放率，又稱工作時間寬放率
＝
寬放時間
淨工作時間
若已知一天工作480分鐘，其中有80分鐘寬放時間，
試問：
(1)工作時間之寬放率為多少？
(2)工作天之寬放率為多少？
400
80
80
1
寬放率

480  80 5
480
80
80 1
寬放率 

480 6
時間研究

之六
碼表測時法步驟：
8、訂定標準工時
(1)內乘法公式=正常時間 x
1
(1-寬放率)
(2)外乘法公式=正常時間 x (1+寬放率)
9、考慮不同作業型態之標準時間
標準時間可依單位不同、作業型態不同而有不同
之決定方法最常見為：
(1)聯合作業的標準時間之計畫
通常採用單位投入為標準，亦即以1人1件..為衡
量單位
(2)多人操作之直線作業之標準時間
某操作單元之觀測時間平均為10分鐘，若評比係數
為90％，總寬放率為15％，試求：
(1)正常時間是多少？
(2)標準時間是多少？
正常時間 觀測時間 評比係數  10  0.9  9 分
標準時間＝正常時間（1  外乘法寬放率）
＝9 （1  0.15）＝10.35分
1
＝正常時間
1 - 內乘法寬放率
1
＝9 
＝10.59分
1 - 0.15
時間研究

之七
工作抽查法
1、適用於工作階次為作業、製程
2、研究工作之時間比率
3、工作抽查觀測之結果僅有兩種結果：正在工作或空間
4、利用統計學二次分配理論決定觀測次數與觀測時間
5、求出產品平均工時、了解工作與空間比例
6、評比一般以績效指標來決定(某產量下之標準時間/某
產業下之實際狀況)
7、標準時間攻勢與馬錶測時法相同


觀測次數（如下頁）
評比、寬放概念和碼表測時法相同。
絕對誤差 ( 準確度 ) 觀測次數公式
2
Z
n     p  (1  p)
e
2
Z
    p  (1  p) 當母體比率 p 不知時，用樣本比率 Pˆ 代表
e
2
1 1
1
Z
     樣本比率未知時，利用 p  可得最大樣本數
2 2
2
e
相對誤差 ( 精確度 ) 觀測次數公式
 Z  1  p  Z  1  pˆ
n  
  
p
pˆ
K
K
2
2
若信賴度為95％，精確度為±5％，調查100次，空
閒時間20次，試問：須抽查多少次才可確實估計空
閒時間？
 Z  1  p  1.96  1  0.2
n  

 6146.56  6147 次
 
p
0.2
K
 0.05 
2
2
某作業已抽查4000次，其中空閒1000次，在信賴度
下 (值為2)，若要求絕對誤差在以下，則應再觀測
幾次？
2
2
Z
 2 
n     p  (1  p)  
  0.25  0.75  300 次
e
 0.05 
張台生是一位射出成型機作業員，每天工作8小時，
經過一天的工作抽查後，得資料列表如下，試求：
生產每件產品之標準時間=？
資
料
來
源
數
總觀測時間
日常班
480分鐘
總生產數量
倉儲部門
400件
工作比率
工作抽查
80%
空閒比率
工作抽查
20%
平均績效指標
工作抽查
120%
寬放率
連續觀測
10%
1
標準時間=平均觀測時間 x 績效指標 x
(1-寬放率)
1
= 480 x 0.8 x 1.2 x
400
1-0.1
= 1.28 分/件
據
時間研究

之八
間接測時-預定動作時間標準
 方法間衡量：將各單位加以分解成動素→分析動素及
獲得正常時間值→該工作正常時間→寬放處理→單元
之標準時間
 工作因素法

標準資料法
建立資料以供查詢之用，使用此法成本低、減少主觀判斷
力的誤差，一致性高，可信度高。
途程安排之步驟
6.決定所需機器設備、夾具及成本
例4.24:已知公司可選用之機器有下列三種，其成本資料如下表，試問:
a)當生產量為200時，應採用哪一型式之機器?
b)當生產量為500時，應採用哪一型式之機器?其總成本等於多少?
解答:
a)仍然利用損益兩平分析法求解，本題利
機器型式 固定成本 變動成本
用代入法，得知其成本在生產量等於200
動力車床
5
0.19
時為: y1  5  0.19 200  43
六角車床
30
0.10
y  30  0.10 200  50
2
y3  70  0.06 200  82
自動車床
因此，採用動力車床成本最低。
b)生產量等於500時其成本為:
y1  5  0.19 500  100
y2  30  0.10 500  80
y3  70  0.06 500  100
因此，採用六角車床成本最低，其成本為80元。
70
0.06
途程安排之步驟(續)
7.決定所需材料及形態：材料尺碼及形成
8.決定製程之報廢率

報廢率會影響投入量，投入量正比於報廢率
投入量  ( 1  不良率 )  產出量
產出量
產出量
投入量 

1  不良率 良品率 ( yield rate)
已知下列連續三階段製程，其不良率如圖上所示，試求：
1)每階段投入件數為多少件？
1
0.06
0.03
2
3
0.05
需求 100件
2)若三階段之成本分別為5、8、10元，則每件合格品之成本
為多少元？
階段
投入量
不良率
產出量
成本
1
109÷0.94=116
0.06
109
116×5=580
2
105÷0.97=109
0.03
105
109×8=872
3
100÷0.95=105
0.05
100
105×10=1050
AC 
580 872 1050
 25.02
100
途程安排之步驟(續)
9.決定經濟生產批量
(存量管制一章再說明)
10.決定機器需要量及人力需求
單位時間生產量
( 單位時間機器生產量)(1  不良率)(生產效率)
所需數量

單位供給量
機器需求量 
人員需求量 = 所需直接工作人員 x
直接人員+間接人員 所有工作人員
x
直接人員
出席工作人員
例：4.28
假設月產目標10000台，機器每小時生產能力5台，一天工作8
小時，每月工作25天，產品不良率為5％，生產效率80％，則
機器需用量為多少？
機器數  所需數量/ 單位供給量
10000 / 0.95
 11.695  12 台
5  8  25  0.9
11.工作人員之安排
利用人機程序圖，決定一個人可以操作多少機
器，使人機有最好的配合，閒置時間最少
12.使生產線平衡(後面再談)
13.決定檢驗點
在生產線上，品質檢驗站之位置一般設立原則如下：
1.在先行作業圖上可以建立檢驗站，將其視為一般工作單元
2.其位置在生產線平衡後才決定
3.其影響因素有檢驗成本及不良品成本
4.檢驗站一般設於：
 在昂貴之作業或工作站前，可減少對不良品之不必要加工。
 在一連串無法設立檢驗站之作業前。
 在一個常引起高度不良率之作業後。
 在一作業前，而此作業將把前一作業之不良責任歸為自己。
 設備可能為不良品所損害之作業前。
 品質責任改變前。
 可能產生無法再製之廢品前。
14.途程安排之步驟(續)

工廠佈置
有五種基本形式
1.固定位置之佈置
2.按製程佈置
3.群組式佈置
4.產品佈置或生產線佈置
5.混合式佈置(佈置程序本章第三節討論)
15.途程規劃之產物

製造途程單，功用如下：
1.產品生產過程之紀錄
2.瞭解製程步驟及其標準時間
3.引用標準時間估計產品成本，生產管制及改善之依據，並作為獎
勵之參考
4.分配人員之依據
5.領料之依據

操作單，內容包括：
1.使用之設備，製造工具、檢驗工具
2.操作者應有之水準
3.標準工時
4.加工範圍，標出加工之部位及其尺寸
5.施工範圍及加工順序

工作說明卡，應用於較重要且連續性的工作。