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研究生:黃鳳儀
研究生(外文):Feng-Yi Huang
論文名稱:跨廠區之公差分配與廠區指派
論文名稱(外文):Tolerance Allocation and Plant Assignment in a Multi-Plant Manufacturing Environment
指導教授:鄭元杰鄭元杰引用關係
指導教授(外文):Yuan-Jye Tseng
學位類別:碩士
校院名稱:元智大學
系所名稱:工業工程與管理學系
學門:工程學門
學類:工業工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:79
中文關鍵詞:公差分配廠區指派製程能力
外文關鍵詞:Tolerance AllocationPlant AssignmentProcess capability
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受到科技資訊的發達與製造技術不斷提昇的影響,產品設計由簡單趨於複雜化,一項產品之多項零組件是由不同廠區設計與製造而完成的,而經由多廠區製造才能完成之零組件,則必須要有一致的公差規範,才能組裝成一完整產品。是故,如何在多廠區之跨廠製造的生產環境下,妥善規劃跨廠區之公差分配與指派廠區進行產品之製造組裝就顯得相當重要。
本研究探討跨廠區之公差分配與廠區指派問題,建構兩階段的規劃模式:1.跨廠區之公差分配:第一階段主要是在於多廠區之跨廠製造的環境下,產品零組件之設計製造階段,考量產品規格要求、藉由公差圖的方法、藍圖尺寸相關之加工步驟與零組件組裝順序,列出限制式,提出在製造成本與品質損失成本的最小化目標下,將組裝公差作一適當切割分配給跨廠區各個加工尺寸作為加工尺寸之公差分配。2. 跨廠區之廠區指派模式:第二階段主要是在於考量產品規格要求與各廠區之製程能力,以確保零組件之可製造性與最終產品之組裝性,在製造成本、品質損失成本、機器設罝成本、零件組裝成本與零件運輸成本的最小化目標下,找出符合零件可製造性與成本最小化之跨廠區廠區指派。
本研究提出的兩階段規劃模式,可提供管理者在跨廠區成本最佳化的考量下,取得所有可行廠區所有可用製程之最佳化公差分配結果。而公差分配之結果,不但有助於妥差規劃製造公差更可透過分配之結果,依據各廠區之製程能力進行廠區指派之製造組裝,並避免零組件無法製造或最終產品組裝不良之情形發生。
Due to the advancement of technology and manufacturing skills, product design tends to be complicated. A product consists of several components and is made by different plants. Product designers and process planners must adequately comprehend the process capacity and manufacture cost of each procedure to program the proper working procedure and tolerance. Therefore, it’s important to distribute the tolerance among the component parts in a multi-plant manufacturing environment.
This thesis introduces linear programming model for tolerance chart balancing during machining process planning. The criteria considered in this study are based on the combined effects of manufacturing cost and quality loss, under the constraints such as process capability limits, design functionality restrictions, and product quality requirements.
The Linear programming model proposed in the study is divided into two stages. In the first stage, the assembly sequence is considered as the constraint of tolerance allocation problem and the objective is to minimize the manufacturing cost and quality loss cost of each tolerance allocation. In the second stage, the process capability is considered as the constraint of plant assignment problem and the objective is to minimize the manufacturing expenses, quality loss cost, set-up cost, labor cost, assembling cost and freight cost of each plant assignment.
In order to find the optimal solution for these two stages, this study decided to adopt software, named VB.NET, to assist in solving the first stage. The example is presented to illustrate the model’s feasibility.
目錄
中文摘要 i
英文摘要 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 5
1.3 研究目的 7
1.4 問題定義 8
1.5 研究範圍 12
1.6 論文架構 13
第二章 文獻探討 15
2.1 多廠規劃 15
2.2 公差問題 20
2.2.1 公差圖(Tolerance Chart) 20
2.2.1 公差鏈(Tolerance Chain) 22
2.2.2 公差分析(Tolerance Analysis) 25
2.2.3 公差分配(Tolerance Allocation) 27
2.2.4 公差與成本函數(Tolerance-Cost Function) 31
2.2.5 公差與品質損失函數成本 32
2.3 製程能力指標 34
2.4 田口方法 39
2.4.1 田口式品質損失觀念 39
2.4.2 品質損失函數類型 40
2.5 文獻探討結語 43
第三章 研究方法 46
3.1 研究範圍 46
3.2 問題基本假設與限制 47
3.2.1第一階段之假設條件與限制說明 48
3.2.2第二階段之假設條件與限制說明 49
3.3 問題架構與模式 50
3.3.1第一階段之問題架構與模式建構 50
3.3.2第二階段之問題架構與模式建構 56
3.4 問題模式變數與參數 62
3.5 研究方法 64
第四章 實例探討 65
4.1 範題一之假設說明 65
4.2 實例探討結語 71
第五章 結論與未來展望 72
5.1 本研究之特性與貢獻 72
5.2 後續研究發展與建議 74
參考文獻 76

表目錄
表2-1-公差分析模式 25
表2-2公差分配方法 27
表2-3公差分配方法比較表 28
表2-4公差與成本函數 31
表2-5 Cp值之評等參考表 35
表2-6 Ca值之評等參考表 36
表2-7 Cpk值之評等參考表 37
表2-8 中心沒偏移目標值之不良率 38
表2-9 不同品質特性下之損失函數 42
表3-1 研究用語一覽表 47
表3-1 研究用語一覽(續) 48
表3-2第一階段基本假設與限制條件說明 49
表3-3第二階段基本假設與限制條件說明 49
表3-4 本研究模式相關代號一覽表 62
表3-5 本研究模式相關符號一覽表-參數 63
表3-6 本研究模式相關符號一覽表-決策變數 63
表3-7 本研究模式相關符號一覽表-成本參數 63
表3-7 本研究模式相關符號一覽表-成本參數(續) 64
表4-1 廠區一至三廠之相關係數 67
表4-2 各零組件之公差分配值 69
表4-3廠區一至三廠之子組裝成本資料 70
表4-4 子組裝之各項成本 70


圖目錄
圖1-1 公差與成本關係圖 2
圖1-2 第一階段模式-跨廠公差分配 10
圖1-3 第二階段模式-跨廠區之廠區指派 12
圖2-1集中式多廠區生產規劃與控制 16
圖2-2多廠區生產系統架構圖 17
圖2-3整合多廠與多樣化產品分配模式 18
圖2-4 公差圖 21
圖2-5 公差鏈 22
圖2-6樹狀加工關係圖 23
圖2-7公差分析與公差分配之關係圖 24
圖2-8損失函數 39
圖2-9 望目型品質損失函數圖 40
圖2-10 望小型品質損失函數圖 41
圖2-11望大型品質損失函數圖 41
圖2-12 不對稱型品質損失函數圖 42
圖3-1 跨廠區公差分配架構圖 50
圖3-2分析公差圖方法之步驟 51
圖3-3 跨廠區廠區指派架構圖 56
圖4-1 齒輪箱組裝圖 65
圖4-2 齒輪箱組裝順序展開圖 67
圖4-3 最佳公差分配結果 68
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