臺灣博碩士論文加值系統

鋼鐵業是一切工業的基礎，為國家建設與國防工業的基本工業，又稱為工業之母。各國政府基於經濟發展與國防安全理由，常採取高關稅、配額限制或列為特定進口項目等方式，以保護本國鋼鐵工業的發展。鋼鐵工業是資本與技術密集的產業，廠房設備、生產原料及生產所耗用能源所需之資本均較一般產業要多，生產設備、生產技術亦屬精緻與複雜，惟生產產品彈性小且投資回收慢。
台灣鋼鐵工業歷經約半世紀的努力，從早期以廢鐵煉鋼、拆船軋鋼為主的時代，進步到現代化之一貫作業煉鋼廠與電弧爐煉鋼廠，奠立今日台灣鋼鐵工業之完備基礎。去年美國次級房貸危機與全球金融海嘯爆發，鋼鐵產品需求面產生突然性停滯，為業者帶來從所未見的危機。再加上國際原油價格劇烈震盪，致使各種能源及原物料價格波動上漲導致生產成本上升。在此嚴苛的環境下，鋼鐵產業產品生存獲利的空間不斷的被壓縮，部分獲利較低的產品甚至已漸趨成為台灣工廠生產上的負擔。在此種趨勢的發展下，鋼鐵業在生產製造上應該如何面對？除了積極努力開發新興的產品創造獲利的空間之外，為了維持既有生產線順暢運作與基本的規模經濟產量之前提下，不得不面臨對於既有的生產設備與產能，重新思考並尋求最佳化的產品產能規劃及生產產品組合的合理性配置，以達到期望的最小成本及最佳獲利的結果。
本研究旨在探討熱軋線材、鋼筋產業實務上所面對的二種類型的問題：生產規劃問題(產業淡季)和產品組合問題(產業旺季)。希望透過作業研究/管理科學中的數學規劃(Mathematical Programming)模式，以此類產業實務生產上的考量，將現實環境下的各種限制條件導入數學規劃模式。在產業淡季時，希望藉由模式以找出最適合個案公司之最佳多重期生產規劃，以使得總生產成本為最小；而於產業旺季時，則藉由模式以決定出最佳的產品組合，期使企業能夠得到最大獲利。讓企業在景氣低迷的惡劣環境下，仍可藉由降低總生產成本且滿足客戶需求而獲致企業生存的空間；景氣暢旺時在資源有限的情形下，如何將生產效能發揮極致，兼顧獲利與生產效能為企業尋求最大獲利空間，在景氣劇烈震盪的艱辛環境下仍能達到企業永續經營的目的。

The steel industry is the foundation of all industries, it is the basic industry of the national construction and the national defense industry, and it has also being called the mother of industries. Due to the consideration of economic development and security reason of the national defence, the governments of most countries often taking high tariff, quota to limit or classifying as the specific project of importing etc., in order to protect the development of the national steel industry. The production facilities, equipments, raw materials and energy consumptions are all more costly than the general industries. Thus, the steel industries are highly capital and skill intensive.
The steel industry in Taiwan has been through and strived for half a century. Nowadays, the complete foundation of the steel industry in Taiwan has been established and proceeds to grow up. However, the breakout of the global financial crisis last year causes the sudden stagnation for the demand of the steel-made products, and brings the severe crisis ever for the steel industry. In addition, the drastic fluctuation of the international petroleum price also causes the production costs to go up as well as the prices of a variety of energy and raw materials. Under the severe environment today, the profits in the steel industries have being shrinked. That forces the managers in this industry to take steps to deal with this situation. In addition to making great efforts to develop the new products, to increase the profit margins, and to maintain basic and smooth operations of produciton lines and the prerequisite in the scale of economy, managers can’t help but make more cost-effective decisions. Among these decision problems, the optimal productin planning problem and product mix problem are two of the most crucial problems to the steel industry.
Thus, the objective of this research is to develop the mathematical programming models to cope with these two decision problems. By considering the hot-rolled line of wire rods and reforming bars material for real industry production, we take various kinds of limiting conditions under the realistic environment into the mathematical programming models, and obtain the best production planning and the optimal product mix for the case steel firm so that the corporate''s minimum total production costs and the best profit-making level can be achieved.

誌謝 i
中文摘要 ii
Abstract iii
圖目錄 vii
表目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1研究背景與動機 1
1.2研究目的 2
1.3研究範圍 2
1.4研究架構與流程 3
第二章 文獻探討 5
2.1數學規劃的發展演進 5
2.2產品組合規劃理論 11
2.3鋼鐵業生產規劃 13
2.4鋼鐵業產業概況 16
2.4.1鋼鐵產業特性 16
2.4.2國內鋼鐵產業現況 18
2.4.3國際鋼鐵產業現況 19
2.4.4中國大陸鋼鐵產業現況 20
2.4.5棒線材概況 22
2.5鋼鐵的定義與生產製造 25
2.5.1鋼、鐵的定義 25
2.5.2鋼鐵元素基本特性 25
2.5.3煉鐵簡介 27
2.5.4煉鋼簡介 31
2.5.5連續鑄造簡介 31
2.6熱軋線材、鋼筋生產流程 33
2.6.1軋延加工基本概念 33
2.6.2小鋼胚表面研磨製程 35
2.6.3熱軋延製程 40
2.6.4生產設備簡介 40
第三章 研究方法 52
3.1模型建構目的 52
3.2 研究假設與限制 53
3.3 最小化成本之數學規劃模型 54
3.3.1 模型簡述 54
3.3.2 符號、參數及決策變數定義 54
3.3.3 數學模式建構 56
3.3.4 限制式建立 57
3.4最佳產品組合之數學規劃模型 59
3.4.1 模型簡述 59
3.4.2 符號、參數及決策變數定義 59
3.4.3 數學模式建構 61
3.4.4 限制式建立 62
3.5 演算範例 64
3.5.1 範例一試算 64
3.5.2 範例二試算 74
第四章 個案實例驗證 81
4.1個案公司概述 81
4.2模型求解 84
4.2.1 模型一參數設定 84
4.2.2 模型二參數設定 94
4.3測試結果 103
4.3.1 模型一：最小化總成本 103
4.3.2 模型二：最佳產品組合 106
4.4管理政策分析 108
第五章 結論與建議 113
5.1研究結論 113
5.2研究建議及未來研究方向 114
參考文獻 117
附錄一：演算範例模型一之最小化總成本的LINGO 程式碼 119
附錄二：演算範例模型二之最佳產品組合的LINGO 程式碼 127
附錄三：研究個案模型一之最小化總成本的LINGO 程式碼 131
附錄四：研究個案模型二之最佳產品組合的LINGO 程式碼 149

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