臺灣博碩士論文加值系統

半導體導線架產業的訂單承接與許多傳統製造業相同，均長期面臨如何快速正確回應交期及生產排程的困境，目前仍多由人工進行規劃，其主要原因為工廠產能不易在兼顧現場各種複雜生產限制下分配給訂單。而先進規劃與排程系統(Advanced Planning and Scheduling；APS)在近年來已有長足發展，並開始累積成功案例，因此本研究將從生管的角度探討如將APS導入導線架產業，並以商用APS進行實作。本文將分成四階段討論APS的導入：
(1)如何使用APS系統進行建模，包括工廠行事曆、設備機臺、工模具、工作站、多廠區與製造途程之描述與設定。
(2)彙整產業製程上的實際限制，例如沖壓的左右件配對限制、電鍍槽的換線限制、經濟製造批量避免生產中斷、與不同廠區之間的轉換運輸限制，開發建立對應的設備派工法則並進行測試。
(3)探討APS與ERP之訂單處理模組、物料庫存與採購模組、現場在製品追蹤模組的資料與流程整合。
(4)選擇績效評估指標，以實際訂單試排生產計畫並分析排程效果。
本研究經初步實作可歸納出APS系統確實可以解決傳統排程不易考慮到的實際生產限制，所得規畫結果不僅具有可行性亦具有良好的績效，可提供生管人員快速排程、與業務單位正確回覆交期的有效工具。

Lead frame industry, like many traditional manufacturing industries, has faced a long time the difficulties of production scheduling and how to quickly responding to due day inquiry. Until now, the planning is usually conducted manually. The difficulties come from the complex shop floor constraints on capacity allocation. Meanwhile, advanced planning and scheduling system (APS) has achieved great breakthrough and accumulated many successful cases in these years. This research is to study how to implement a commercial APS in lead frame industry, from the viewpoint of a production planner. The implementation consists of four steps: (1) to build an APS model to describe the manufacturing environment, including working calendars, equipment, tool, key material, workstation, factory, and manufacturing routes; (2) to summarize the real production constraints; such as the right-left pairing parts constraint in the press operation, the setup constraints in the plating operation, and the economic production quantity constraint, as well as to develop the corresponding dispatching rules; (3) to study the data and workflow integration of APS and enterprise resource planning (ERP) system; (4) to establish key performance indicators and experiment the effectiveness of APS. According to the pilot runs, the planning result shows not only highly feasible but also effective. It can be preliminarily concluded that APS can indeed provide a good scheduling tool for production planners, and provide quick and reliable due day responding mechanism for salespersons.

中文摘要 i
Abstract ii
誌 謝 iii
目 錄 iv
表 目 錄 vi
圖 目 錄 vii
第一章 緒論 1
1.1. 研究背景 1
1.2. 研究動機 2
1.3. 研究目的 4
1.4. 研究方法、步驟和程序 5
第二章 文獻回顧與探討 7
2.1. 導線架產業簡介 7
2.1.1. 導線架生產製程 8
2.1.2. 衝壓式導線架製程簡介 9
2.1.3. 導線架之材料及其特性 11
2.1.4. 半導體產品之分類 12
2.2. 先進規劃與排程系統之相關研究 14
2.2.1. APS 系統簡介 15
2.2.2. APS 的功能與特色 18
2.2.3. APS 系統常用的規劃技術 19
2.2.4. 現有APS 系統之排程模組探討 21
2.2.5. 限制理論 26
2.3. ERP與APS系統整合 30
第三章 研究方法 35
3.1. 先進生產排程模式建構 35
3.2. 導線架廠之接單模式及現況問題分析 55
3.3. 現場生產限制與解決方式 59
3.4. 績效分析指標 80
第四章 ERP與APS系統資料整合 82
4.1. 基本資料整合流程 82
4.2. 訂單與採購系統資料整合流程 87
4.2.1. 訂單作業流程整合 87
4.2.2. 採購作業流程整合 89
4.3. 製造現場資料整合流程 92
第五章 個案與實作說明 97
5.1. 導線架產業 APS 系統實作運用 97
5.2 法則單元測試 98
5.2.1 計算產品各製程setup計算時間 98
5.2.2 同步化法則(Synchronization Rule) 101
5.2.3同料號連批法則與經濟製造批量法則(EMQ Rule) 105
5.2.4. 投料法則設定 109
5.3. 需求規劃設定 113
5.3.1 排程規劃 114
5.3.2. 績效分析 115
第六章 結論與建議 119
6.1 結論 119
6.2 未來發展方向 121
參考文獻 122
附 錄 124

表 目 錄
表 1蝕刻式與沖壓式導線架生產比較表 8
表 2銅合金及N 42合金之比較 12
表 3不同規劃技術的歸納比較[ 9 ] 21
表 4 Digi Chain APS 系統排程引擎特色分析表 25
表 5生產管理之計畫層級任務表[ 12 ] 31
表 6三種ERP與APS整合方案比較表 32
表 7產品 A之替代途程表 49
表 8水平權值之計算方式 62
表 9設定相依性整備時間表格 70
表 10左右成對法則單步加工作業設定範例 74
表 11 預鍍製程設備群組週平均生產時間 116
表 12 衝壓製程設備群組週平均生產時間 117
表 13電鍍壓製程設備群組週平均生產時間 117

圖 目 錄
圖 1 積體電路產業供給鏈 2
圖 2 訂單的協調與控制問題[ 24 ] 4
圖 3 研究架構圖 6
圖 4 導線架IC中的位置 8
圖 5 沖壓式導線架生產製程 9
圖 6 蝕刻式導線架生產製程 9
圖 7 局部預鍍銀 10
圖 8 電鍍製程產品 10
圖 9 IC與二極體在半導體產業中之定位 14
圖 10 APS 系統功能模組參考模式[ 15 ] 15
圖 11週期對生產績效的影響 22
圖 12 MCP的前推排程步驟 22
圖 13生產週期的擴大目標區 23
圖 14 Constraint Anchored Optimization的步驟 24
圖 15 APS 與ERP 整合後之介面架構圖[ 27 ] 34
圖 16先進規劃與排程系統環境設定架構 36
圖 17 APS系統工作模式設定 37
圖 18 APS系統行事曆設定 38
圖 19檢驗製程行事曆規劃實例 38
圖 20 APS系統物料設定 39
圖 21替代物料組 41
圖 22 APS系統物料群組設定 41
圖 23物料限制型態設定實例 42
圖 24訂單達交與原物料進料建議 42
圖 25 APS系統工具與工具群組系統設定 43
圖 26工具限制型態設定模擬實例 44
圖 27 APS系統設備與設備群組設定 45
圖 28單步加工作業說明 47
圖 29 APS系統單步加工作業設定 47
圖 30單步加工作業、加工段與途程物件相關性 48
圖 31 APS系統工作站系統設定 49
圖 32 APS系統品項設定 50
圖 33品項於APS模擬實例說明 51
圖 34 APS系統品項規格(Item specification)設定 52
圖 35 Item _Spec、GOP間資料的替代關係 53
圖 36 APS系統訂單設定 54
圖 37現行訂單交期回覆模式 56
圖 38導線架廠之生產排程控管 57
圖 39法則樹內容 60
圖 40垂直串聯法則集 61
圖 41垂直並聯法則集 62
圖 42設備與法則樹之關係 63
圖 43預鍍鎳機台生產派工 65
圖 44預鍍銀機台生產派工 66
圖 45同步化法則批量篩選圖 67
圖 46訂單批量優先法則流程圖 68
圖 47訂單批量優先法則範例說明圖 69
圖 48訂單交期批量優先法則流程圖 69
圖 49 Setup Matrix 流程圖 71
圖 50 APS系統設備派工設備整備時間計算 72
圖 51一般導線架產品之產出鏈 73
圖 52左、右二側不同導線架產品之產出鏈 73
圖 53左右成對派工法則流程圖 75
圖 54先預鍍後衝壓類型導線架生產流程 76
圖 55先衝壓後電類型導線架生產流程 76
圖 56連批法則派工流程圖 78
圖 57經濟製造批量法則(EMQ Rule)流程圖 79
圖 58經濟製造批量法則範例說明圖 80
圖 59 ERP系統與APS 系統工具資料整合 83
圖 60 ERP系統與APS 系統 工作站(Work station )資料整合 83
圖 61 ERP系統與APS 系統Operations資料整合 84
圖 62 ERP系統與APS 系統BOM資料整合 85
圖 63 ERP系統與APS 系統途程資料整合 86
圖 64 ERP訂單管理模組與APS 系統整合 88
圖 65 ERP系統之訂單管理系統 89
圖 66 ERP採購訂單管理模組與APS 系統整合 90
圖 67 ERP系統請購需求單(PR) 資料表 91
圖 68 ERP系統採購訂單(PO)資料表 91
圖 69 ERP製造現場管理模組與APS 系統整合 92
圖 70製造現場產品流程卡 93
圖 71 ERP系統與APS 系統製令(MO)管理資料表 94
圖 72 ERP系統製程完工數查詢表 95
圖 73 ERP系統與APS 系統LOT管理資料表 95
圖 74 APS系統規劃流程 97
圖 75品項規格資料 98
圖 76未修正前同一品項批量派工建議 98
圖 77修正後同一品項批量派工建議 99
圖 78設置整備時間(Eq_ Setup Matrix)資料表 99
圖 79不同單步加工作業間換線生產批量測試 100
圖 80相同單步加工作業間換線生產批量測試 101
圖 81同步化法則數架構 103
圖 82品項資料與訂單需求 104
圖 83同步化法則設備生產建議派工 104
圖 84同料號連批與EMQ法則樹 106
圖 85品項規格表EMQ數量設定 106
圖 86同料號連批與EMQ法則生產測試訂單資料 107
圖 87未連批生之後鍍設備生產建議 107
圖 88未連批生之成型設備生產建議 108
圖 89連批生產之DCI254101S32電鍍成型設備生產建議 108
圖 90連批生產電鍍成型設備生產建議 108
圖 91 EMQ與連批法則之設備加工比率與整備比率 109
圖 92未使用法則之設備加工比率與整備比率 109
圖 93投料法則樹設定 110
圖 94投料法則批量模擬狀態一之投料狀態 111
圖 95投料法則批量模擬狀態二之投料狀態 112
圖 96 3651C設備群組 WIP 狀態圖 113
圖 97 APS 訂單輸入設定 114
圖 98 LotPlaning後生產製令 114
圖 99 LotPlaning後生產批量 115
圖 100設備派工、訂單生產批量配置與生產批量查詢報表 118

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