1、U型 線 佈 置 報 告指 導 教 授 ： 官 生 平 教 授 姓名：陳書賢 班級：工管四B 學 號 ：AA921160中華民國 九十五月十四日第一部份： 設備佈置的原則U型線佈置1. 應該要減少逆向程，避免程的混。2. 減少各階段間存貨的堆積 ， 如果佈置好 ， 各工作站或階段間可減少存貨 的堆放。3. 工作站緊緊相鄰 ， 使得移動的距減 少 ， 提 高 空 間 使 用 且 減 少 搬 運 成 本 。4. 控制瓶頸(bottleneck) 作業，以避免生產線的 平衡而導致存貨的堆積。5. 減少必要的搬運，以低搬運的成本。6. 設備佈置做彈性的調整，以保持作業系統的彈性。 設施規劃的意義 對人
2、生產活動，從投入到產出的全部過程中，將人員、物及所需相關之設施、設備等，做最有效的組合與規劃，且與其他相關設施協調，以期獲致安全，且最大效與最經濟的操作，並且能對長期的環境與組織發展上，有積極的影響和 效。 好設備佈置的優點1. 可減少人員移動避免造成壅或瓶頸。2. 可以提高人員運用及機器用。3. 可以提昇空間用。4. 可低物或產品搬運成本。5. 可提供快速服務，提昇顧客服務之滿意。6. 可提供安全、舒適之工作環境。一、產品佈置產品佈置(Product layout)係指依產品的製程或作業順序佈置系統。 此型態適用於下的情形：1. 大製造之標準化產品。2. 需求穩定且可以續處者。3. 追求生產
3、貨物和服務效化。 優點：1. 作業程順暢、簡單且直接，在大生產下能夠低單位成生產成本。2. 能減少物搬運時間、成本及設備投資，簡化物搬運程序。3. 產品總生產時間較少，在製品存貨較低。4. 人員技術需求低，能夠減少教育訓之時間成本。5. 用專業化設備可提供高效的產出。6. 製程作業經標準化後，於監控及處常。 缺點：1. 設備故障將造成生產中斷，為提高預防保養及修護能，必須儲存備用件。2. 訂單需求足時，造成設備閒置、費資源。3. 當產品與製程設計變時，缺乏彈性運用，或經常需要高的設備投資。4. 過分工，往往造成員工工作單調乏味，進而導致士氣低。5. 生產線平衡時，最慢的工作站會影響整條生產線的
4、產出。6. 當原物短缺及供應時，造成整條生產線停擺。 二、功能式佈置功能式佈置(Functional layout)又稱製程佈置(Process layout)， 是將 似或具有相同功能之機台設備集中於某依區域的佈置方式。 此型態適用於間歇性、低產的製造環境。 優點：1. 增加機器設備的使用，造成生產設備閒置。2. 人員和設備的配置具有高的彈性。3. 設備投資成本較少，保養及備品費用成本也較低。4. 人員任務分配較多樣化。 缺點：1. 需要複雜的生產管制與製程安排、協調較困難。2. 物搬運設備增加。3. 在製品存較高，所需空間亦較大。4. 生產時間較長，產品單位成本相對亦較高。5. 為完成同的
5、任務需要較高的技術。三、固定位置佈置在固定位置佈置(Fixed-position layout)中 ， 產 品因為體型或重因素難以移 動，須將其固定，而將機器設備、物、工具及作業人員依需求集中在產品附 近工作，使該產品製造出。此種佈置適用於下情形：1. 產品搬動或搬運成本高。2. 產品之搬運會影響製造過程。3. 產品之製造過程較為複雜。4. 專案製造，如伺服器系統組裝。 優點：1. 工作彈性很大。2. 人員和設備的配置具有高的彈性。 缺點：1. 產出極低。2. 需要高技術的人資源。四、群體技術佈置群體技術佈置(Group technology layout)方式是以群體技術的方法將相同或似加工
6、步驟的工件為同一族群，稱為工件族，為同一工件族佈置專門的製 造程，以減少生產過程中工件搬運的時間與成本。這種佈置下的生產又被稱 為單元製造(Cellu lar manufacturing)。群體技術佈置適用於下情形：1. 生產程序似但少多樣的生產。2. 設計似但變化較多的產品生產。3. 企業要整合彈性和客製化，又要用大生產達到效和低單位成本。 優點：1. 可提高設備使用。2. 較功能式佈置的程順暢，物運送距亦較短。3. 能低製造週期時間，低在製品存貨。4. 生產責任能夠集中，部門較具團隊。5. 能採用通用機器設備。 缺點：1. 作業人員為多能工，需要較高的技術層次。2. 程平衡，需要有在製品庫
7、存。3. 減少專用設備的使用機會。 五、混合佈置所謂混合佈置(Com bination layout)，係指將種或種以上的佈置型態加 以修改混合，以滿足某些特殊情況的需求之佈置。舉，電腦製造商的 主機板生產部門的佈置，一般均採產品佈置；但同一公司的成品組部門的伺服器系統組裝，則可能採固定位置佈置，將組件、機架框、週邊設備及工具 均集中到系統整合和測試工作站上完成組裝和測試，此電子組裝廠即是採用 種同佈置的混合。 群 體 技 術 佈 置一、群體技術Mitrofanov(1966)是第一個提出群體技術 (Group technology)的構想 ， 他的構 想認為群體技術是適用於製造業的一種技術。
8、每一個工件藉著相同性質分成 同族群，隨後每一個族群再依相似的生產技術加工。此構想隨著時間的演 變，而變成一個製造業的原，將潛在相似的工件或製程挖掘或別出。所 謂群體技術，是將生產過程中的機器，依照工件的製程和生產特性分群而成 個加工單元(cells) ， 而 工件特性或製程相似或相關的工件所組成的工件族群則在其所屬的單元內加工，由這些製造單元所組成的生產系統稱為群體。其分 成個群體的主要目的，是希望透過相似的製程工件族群，儘使工作在單元 內加工，達到簡化和縮短工件移動距與控制並提高生產的目的。所以群體 技術可低整備時間(setup time)、減少在製品存貨(work inprocess)、
9、縮 短置 時間(throughput tim e)。二、群體技術之應用範圍 群體技術最常被應用的範圍分為，一個是在廠區佈置上，另一個就是在排程上。1. 應用在廠區佈置上用群體技術的方法，整合工件與機器設備族群，成為一線生產製造單 元的群體式佈置型態(Group technology layout)。群體式佈置是用群體技術將 產品依加工的相似性加以分，形成產品族，再針對每一產品族設一專用之 製造單元(manufacturing cell)， 其中共用之加工機器設備依加工特性擺 設 ， 同的產品依同的製程經同的機器加工。 優點：較短的搬運距。平順的物程。較短的置時間(throughput time
10、)。生產規劃與控制簡單。在製品減少。使用較小單一功能的機台，設備投資較低。 限制：單元內之員工必須為多能工。單一機台當機可能會造成整條線閒置。做生產線平衡。整條產線的產出受限於產出最低的機台。使用較多的機台目。 群體間通常歸劃為相互獨的單元，在群體間並無工件動的存在，只有在製品的動，因此群體的相對位置並會受到群體間工件移動的影響。可以在估計每一群體所需要的面積大小後，再考慮原物與在製品及成品的動方 式，規劃群體間的位置及其間的通道。每一群體內的機器佈置可分個階段 進，第一階段是生產線分析，以找出機器佈置的最佳順序位置。第二階段 是依照第一階段所求得的佈置順序，依序建構U型佈置。2. 應用在排程
11、上群體技術應用在排程上，稱之為群體排程(Group scheduling)。在排程的研 究上，認為有種訂單下線啟發式法則(order-input sequencingheuristics)可供選擇：一階段啟發式法則及群體排程啟發式法則(Group schedulingheuristics)，這 些法則被用從安裝站(load station)的訂單等待區(queues)中，選擇一個最優 先的訂單已進裝配作業。而群體排程啟發式法則是階段的啟發式程序，第 一階段牽涉到在安裝站選擇一個次工件族等候線(subfam ily queue)， 第二階段則 在選定的次工件族等候線中決定各訂單的優先順序，以續處
12、相似的訂單， 以避免同次工件(subf amilies)之間所需的設置時間(setu p time)。三、群體技術之效現階段製造業的佈置型態通常還是以功能式佈置為主，其佈置會有物 搬運活、在製品存貨過高、生產途程安排困難、前置時間過長等問題。 目前的生產型態趨。向少多樣、緊急插單及時效性為主，故功能式佈置的製 造業皆有困擾存在。群體技術生產系統，可以取代多種產品的傳統批生產方法。其兼具功 能式生產的彈性及線式生產的時效優點，愈愈受人注意。群體技術已在各種製造公司中應用。非常成功，並有多的公司正在研究應用此種方式的生產 系統。Burbidge(1996)在實際導入群體技術過程 中 ， 將功能式佈
13、置及群體式佈置做 比較，明確指出群體技術本身的特質造成那些優勢，如表一。表一 群組技術各項優勢表【資 源：Burbidge(1996)】 群體技術在規劃的第一步驟就是要將全公司產品納入做考慮，且用生產程 分析法(PFA)將產品依加工所需設備、工件之製程和生產特性分群而形成個加 工單元。因此，在加工單元內是針對一群相似性極高製程做加工，如此就可以減 少整備時間。在加工單元內部是採線式生產，機器設備必須靠緊，可減少搬運距 及在製品堆積 ，另外在此單元內為一群體 ， 作業員皆為多能工 ， 依標準作業施工， 工作可以相互支援、幫忙，同間產生互相幫助團隊合作的。另外，要形成標 準作業有三要素：標準工時（
14、又稱週期時間）、作業順序、以及標準在製品等三項。群體技術最大的特色於在製造單元(m anufacturing cells)的應用，在每個製造單 元中，均包含機器群、刀具、治具、暫存區、操作者及物搬運設備，能加工一 個或一個以上的工件族，因而可以獲得以下效：1. 製程時間縮短 ： 工件在製造單元內加工 ， 大減少搬運和等待的時間製 程變得順，自然時間就會縮短。2. 置時間縮短：從物投入生產線至產出成品的時間，稱之為置時間 (throughput time)。 因為 ， 工件在機器設備緊靠的製造單元內加 工 ， 會減少 搬運和等待的時間，帶動置時間的縮短。3. 低存貨水準：製造單元內將工件搬運、等
15、待時間、製程時間皆縮短，因 此製造單元內等待工或加工中的在製品亦大大減少。4. 縮小廠房面積、 減少設備投資：在製品減少及使用針對特定族群設計的設備，皆可使廠房面積縮小並減少生產設備的投資。5. 提高產能：製程時間及置時間均能縮短，代表減少隱藏性成本，則產能 必將相對提高。在群體技術工廠中，將原本功能式佈置，以各小群機器或細胞組織所取代，每 一個細胞生產一個以製程相似性集合的工件族。用此種集合部門的生產方式，提出以下的效果1. 簡化工作程及減少工作移動。2. 工作可以在細胞以內密排程，大部分工作為機器到機器續進。3. 可以有效應用特別工具配備即夾治具，減少設定時間。4. 支援工件族生產所需的各
16、種服務可以在細胞以內鄰近位置。5. 很容實現細胞以內的溝通及管制。6. 生產完成工件的細胞目標，與真正的製造需要直接關。 群體技術的效除上述的效外，在品質管制上亦可以提昇。在群體內是採用線生產 ， 作業員是一個接一個製造 ， 假發現問題可以馬上回饋(feedback) 給上 一站，找出缺失的源，並迅速地解決問題，進而減少未重工的可能。小 結 ：群體技術並非單是一種製造技術 ， 是一套管哲學 。 導入群體技術的第一步 ， 就是將工廠現之全部產品，依單元形成法，產生個獨的製造單元 (m anufacturingcells) 。在製造單元間並無工件動的存在，只有在製品的動，如 此在各單元內可以達到減
17、少整備時間及安裝機具時所需的人、時間。製造單元內 採用線式生產又可以縮短製程時間及置時間，且低在製品堆積，消除隱藏性 成本讓工廠效提高。第二部份： 多能工化探討群體技術中，提到群體式佈置型態之缺點是受限於作業員必須為多能工。 那何謂多能工，按照技術域的觀點，將作業員加以分為單能工、專業工、多能 工，如圖一。圖一多能工定義圖【資源：楊平吉 (1999) 】單能工是指幾乎需要專業技能而只從事單一作業的作業員；專門工是指具有專業技術，而從事需要比較困難的專業技術的單一作業的作業員，一般由於自尊心 較強，而有願意從事其他種作業的傾向。上述的單能工和專業工，原則上只 會做某一種的作業而已，相對的，會做好
18、幾種作業的作業員就稱為多能工。多能 工又區分為萬能工和狹義的多能工：所謂萬能工，是指管麼產品的麼作業 能夠處好的作業員，在中小工廠的資深作業員常常可以到。狹義的多能工則是 指只會做某些限定產品的某些限定種作業的作業員。 以下就謀求多能工化的優點加以敘述：1. 一人負責多製程成為可能： 一個人對某產品負責幾個製程，按照加工程序製造下去的作業方式，就是負責多製成的作業，由於這作業方式能以線方式製造物品，製程中間也會積存庫存，生產期間也會縮短。2. 解除對工作的能平衡： 有幾個多能工可以解除因工作的變動所造成的製程間能的平衡，以互相支援搭配，且會發生增加人員或增加外包費用的損失。3. 可防止因缺勤或
19、某製程後而發生交期延誤： 多能工支援、幫忙，即可達成日程計畫，防止交期延誤的發生。4. 提高職場的團隊合作： 由於工作需要相互支援、幫忙，同間產生互相幫助的。5. 可發掘作業員的潛在能： 讓作業員做很多種的作業，可以滿足作業員希望能讓自己能發揮的慾望，同時可以發掘並發揮作業員具有的潛。6. 提案件增加，職場活性化： 由許多作業員交替實施某一種作業，則因為經常用新鮮的眼光掌握該作業，所以過去作業員沒有注意到的問題點或改善提案，就接斷出 現，亦可以實現職場的活化性。 以下就培育多能工的時代背景加以敘述：1. 少多樣接單穩定： 在品種的多樣化與接單的小批化越越顯著的環境條件下，為以有限的人而星製造各
20、種產品，確實有需要多能工。2. 現場作業員的高學化： 近，現場作業員的學普遍提高，高中以上畢業者越越多。這些學較高的作業員當中，滿意單純的一種作業，而希望做些能發揮 自己的能，有激而值得做的作業，以達到工作滿意。3. 技術革新的進展： 由於技術革新 ， 尤其微電子學(Mic roelectronics)革新的進展 ， 而使自動化進步，機械的操作也簡單，因此過去只在硬體面的單能工及專業工，其存在價值已漸漸減弱，作業員為在企業面生存得有價值，成為多能工 是必須的。小 結 ：多能工可以滿足群體式佈置人員的要求，針對製造單元中相似產品的限定種作業 ， 可以使單元中一人負責多製程 、 解決製程間能的平衡
21、及工作上相互支援 ，產生職場活化性，讓作業員可以滿足自己發揮的慾望。第三部份： U 型 線 佈 置群體式佈置中，內部的機器佈置可分個階段進，第一階段是找出機器佈 置的順序位置 。 第二階段是依照第一階段所求得的佈置順序 ， 依序建構U 型線佈置。 而所謂U型線佈置 ， 即是指生產線之佈置呈 U型的形 。 在此機台之佈置型態下 ， 系 統中每一位多能工作業員皆可負責台機器之操作，如此配合產需求的變化可增 減人成本且可使生產線具有彈性。作業員在U 型佈置的生產線中，物的入口 和完成品的出口是很靠近的，放入物和取出完成品是由同一個人做的。U 型線內 時常採用多能工，因為人員可以靠雙腳在U型線內各工作
22、站移動 負責多個作業，而會受限直線佈置的僵化，如圖二。圖二 U型線佈置圖【資源：友錚 (2003) 】U型生產線可簡單也可以複雜 ， 而且當生產需求改變時 ， U型生產線可作週期性 的重新平衡，適當的重新把人員配置到機器上。而通常會採用U 型線是因為：(1)在群體式佈置上，製造單元會排成U字型。(2) 原本僵硬的製造程因為產品線太廣、客製化服務提高及觀工廠時容介紹新產品等情況下，要將製造程改為彈性 時，所會考慮的方案。(3)人員 動大及曠班高。而在建構 U型線時，有關U型 線的實務經驗，提出以下的步驟：第一步驟：設計成U 字型的生產線；第二步驟： 訓功能工；第三步驟：產品產出有固定的週期時間；
23、第四步驟：人員要採站作 業以於走；第五步驟：使用專用的小型機器設備。Aase et al.(2004)研究U型生產線和直線型生產線對人員生產的影響中，研究 出U型生產線的生產平均優於直線型生產線10% 的效 。 另外 ， 對U型生產線推廣 到企業貢獻多，亦整出以下的效。1. 大的生產(volum e flexibility)： 生產線在少多樣的生產下 ， 時常 改 。 這樣一個環境 ， U型生產線會比直線型生產線好的原因是大的彈性。隨著增加或調整一條生產線上的作業員，一個公司可以因為市場需求隨時調整生產，這樣的彈性相對於 一直線型生產線是難以獲得的。2. 作業員的彈性(opera tor fl
24、exibility)： 既然U型生產線相對於直線型生產線所走的距較短 。 這樣方一個作業員去監督多個工作站。3. 工作中心目(num ber of workstations)：U型生產線的工作中心從多餘 ， 有時會少於一個直線型生產線 。 這 是因為U型生產線有多可能的機指派同的作業到 同的工作站。4. 物搬運(material handing)：U型生產線排除(elim inate)對於特別物搬運設備的需要 (如輸送 帶 、 特殊的物搬運機器) 。 替代 用生產作業員將產品從搬運設備搬到另一搬運設備。5. 可性與團隊工作(visibility and te amwork)： 一個簡單扼要的U
25、型生產線增加可與溝通 。 這加強團 隊 工 作 ，有歸屬感，且相對於一個直線生產線，增加負責與所有權。6. 重工(rework) ：TQM主義是源的品質，需要儘快修正品質問題。 U型生產線，相對 於傳統直線生產線退回品距是很短的，在他們發生退回一個品回 到被生產的工作站中是容施的 ， 使得U型生產線很容遵守TQM 主義 。小 結 ：U型線佈置為符合所謂JIT(Just in time)生 產 的 基 本 要 求 ， 且 規 劃 群 體 式 佈 置 時 ， 在製造單元內部也是採用U型佈置 。 U型線佈置可以做到容 查看製造過程中的品質 情形，以掌握製程常。另外，U型佈置之生產線所需長 通常只是直
26、線生產線的 二分之，較佔空間。因此，U型生產線似乎在現今強調彈性製造的時代，的確 是可或缺的幫手。考資：1. 友錚著(2003 )，作業管 ：創造競爭優勢，初版，台 ：前程企業管有限 公司，pp.215-225 。2. 楊平吉譯(1999 )，多種少 生產之新管模式，初版，台 ：中衛發展中心。3. 明賢著(1990 )，群體技術在企業界的應用，初版，台：渤海堂文化公司。4. 建勳(2000) U型生產線平衡問題之模式建構 ， 大大學工業工程研究所碩 士文。5. 簡維志(2004) 一人多工程U型生產線規劃程之研究 -以電子組裝業為 ， 國台大學企業管學研究所碩士文。6. 曉(2002) U型生產線平衡下人員工作指派之研究 ， 國雲科技大學工 業工程與管研究所碩士班文。7. Yahoo搜尋網及Google搜尋網。8. Aase, GR., J.R. Olson, and M.J. Schniederjans (2004), “U-shaped assembly line layouts and their impact on labor productivity: An experimental study,” European Journal of Operational Research, Vol. 156, No. 3, pp.698-711.
