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研究生:游糧維
研究生(外文):YOU,LOANG-WEI
論文名稱:研究含可調整生產速率、隨機性當機、重工和多次配送政策之最佳生產時間與多樣產品兩階段延遲差異化,重工及半成品可調整速率之最佳共同週期
論文名稱(外文):Optimal Production Run Time Considering Adjustable Production Rate, Random Breakdown, Rework and Multi-Delivery Policy; and Optimal Common Cycle Time for a Two-stage Delayed Product Differentiation Multiproduct Inventory Model Considering Rework and Adjustable Production Rate on Common Parts
指導教授:邱元錫邱元錫引用關係
指導教授(外文):CHIU,YUAN-SHYI PETER
口試委員:鄭豐聰黃明弘
口試委員(外文):CHENG,FENG-TSUENGHWANG,MING-HON
口試日期:2020-03-06
學位類別:碩士
校院名稱:朝陽科技大學
系所名稱:工業工程與管理系
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:2020
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:141
中文關鍵詞:隨機性當機可調整生產速率不良品重工多樣產品延遲差異化共同半成品最佳生產時間最佳共同週期配送政策
外文關鍵詞:Random BreakdownAdjustable Production RateDefectiveReworkMultiproductDelayed DifferentiationCommon PartsOptimal Common CycleOptimal Production Run TimeDelivery Policy
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本研究延伸傳統經濟生產批量(EPQ)模型,考慮現實可能之狀況,如設備當機、多次定量配送、可調整生產速率、不良品可重工及多樣產品延遲差異化之兩階段生產等做為本研究之重點因素。本研究模式一探討在生產單一產品考慮「隨機性當機」、「可調整生產速率」、「不良品可全數重工」、「多次定量配送策略」之最佳生產時間。本研究模式二探討在多樣產品兩階段延遲差異化時考慮「共同半成品可調整生產速率」及「不良品全數重工」之最佳共同週期。
針對上述建立兩種模式:研究模式一探討生產過程時若發生隨機性當機,將採用AR(Abort/Resume)修復策略,生產過程中產出之不良品皆可重工修復,而可調整生產速率則為人員加班或調整機台生產速率,生產完成後以多次定量方式進行配送,求解過程中使用積分整合有當機及無當機,在以二次微分求得判斷式,當判斷式成立,則以一次微分求得最佳生產時間。研究模式二探討多樣產品兩階段延遲差異化,生產過程中產出之不良品皆可重工修復,一階段生產共同半成品時為可調整生產速率,二階段生產多樣之完成品則以連續配送方式進行配送。求解過程使用二次微分大於零及一次微分等於零求解出最佳共同週期。最後將兩種模式進行數值驗證及敏感度分析。

This study extends the traditional economic production quantity (EPQ) model, taking into account realistic possible conditions, such as machine breakdown, multi-delivery policy, adjustable production rate, rework of defective products, and two-stage production delayed differentiation of multiproduct. This research mode 1 explores the optimal production time when considering "random breakdown", "adjustable production rate", "full rework of defective products", and " multi-delivery policy " in the production of a single product. The second mode of this study explores the optimal common cycle time for considering "adjustable production rate on common parts" and "full rework of defective products" in the two-stage production delayed differentiation of multiproduct.
In response to the above, two modes are established: Research mode 1 discusses if a breakdown occurs during the production process, AR (Abort / Resume) repair strategy will be used, and defective products produced in the production process can be reworked, and the production rate is adjusted for staff overtime. Adjust the production rate of the machine, and consider the situation of no breakdown, and finally multi-delivery policy. In the solution process, use the integral to integrate the breakdown and no breakdown, and use the second derivative to determine the judgment formula. When the formula is true, the best production time is obtained by one differentiation. Research mode two explores the two-stage delayed differentiation inventory model of multiple products. The defective products produced in the production process can be reworked. The production rate can be adjusted during the production of semi-finished products in the first stage, and produced the finished products in the second stage are by continuous distribution delivery. The solution process uses the quadratic differential greater than zero and the primary differential equals zero to find the optimal common cycle. Finally, the two modes are numerically verified and sensitivity analyzed.

目錄
中文摘要 I
ABSTRACT II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 IX
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 研究範圍界定與假設 2
1.3 研究方法 3
1.4 研究流程與架構 4
第二章 文獻探討 6
2.1生產速率之相關文獻 7
2.2設備當機之相關文獻 8
2.3不良品重工之相關文獻 9
2.4多次配送之相關文獻 10
2.5延遲差異化之相關文獻 11
2.6多樣產品之相關文獻 12
第三章 模式建立與推導 14
3.1模式一建構 14
3.1.1問題描述及模型建立 14
3.1.2符號說明 16
3.1.3模式一含當機(情況一)假設與推導 19
3.1.4模式一無當機(情況二)假設與推導 25
3.1.5整合情況一與情況二 30
3.1.6求得最佳生產時間 32
3.2模式二建構 35
3.2.1 問題描述及模式建立 35
3.2.2 符號說明 37
3.2.3模式二假設與推導 39
第四章 實例驗證與敏感度分析 47
4.1模式一數值驗證與敏感度分析 47
4.1.1判斷模一是否存在極小值 49
4.1.2求解最佳生產時間 49
4.1.3數值驗證與敏感度分析 50
4.1.4模式一數值分析與過去研究之比較 71
4.2模式二數值驗證與敏感度分析 77
4.2.1模式二之設備使用率 79
4.2.2數值驗證與敏感度分析 80
4.2.3模式二數值分析與過去研究之比較 104
第五章 結論與未來研究方向 109
5.1模式一結論與貢獻 109
5.2模式二結論與貢獻 110
5.3未來研究方向 113
參考文獻 114
附錄 119
附錄A:模式一當機情況之推導過程 119
附錄B:模式一無當機情況之推導過程 121
附錄C:模式一整合當機及無當機之情況推導過程 123
附錄D:模式一年當機次數發生機率表 133
附錄E:模式二推導過程 134
附錄F: 本研究與過去研究文獻探討比較表 139
附錄G:線性與非線性變動表 140

表目錄
表 1-1基本假設表 3
表 3-1模式一參數符號表 16
表 3-2模式二參數符號表 37
表 4-1模式一基本假設參數表 47
表 4-2二階微分大於零之判斷式 49
表 4-3最佳生產時間搜尋表 50
表 4-4調整生產速率對時間與設備使用率及年期望總成本之關係表 56
表 4-5模式一調整生產速率對設備使用率降低與年期望總成本之關係表 58
表 4-6模式一調整生產速率之變動表(A) 67
表 4-7模式一調整生產速率之變動表(B) 68
表 4-8模式一調整生產速率之變動表(C) 69
表 4-9模式一調整生產速率之變動表(D) 70
表 4-10模式一與過去學者研究差異表 71
表 4-11模式二共同半成品價值關係表 77
表 4-12模式二基本假設參數表 77
表 4-13調整半成品生產速率之變動表-線性(A) 91
表 4-14調整半成品生產速率之變動表-線性(B) 92
表 4-15半成品完成比例之變動表-線性(A) 93
表 4-16半成品完成比例之變動表-線性(B) 94
表 4-17模式二調整半成品生產速率之變動表-非線性(A) 99
表 4-18模式二調整半成品生產速率之變動表-非線性(B) 100
表 4-19模式二半成品完成比例之變動表-非線性(A) 101
表 4-20模式二半成品完成比例之變動表-非線性(B) 102
表 4-21模式二與過去學者研究差異表 104

圖目錄
圖 1-1本研究之研究流程架構圖 5
圖 3-1模式一之研究流程圖 15
圖 3-2模式一(情況一)當機之良品存貨累積圖 20
圖 3-3模式一(情況一)含當機之安全存貨圖 22
圖 3-4模式一(情況一)含當機之不良品存貨累積圖 22
圖 3-5模式一(情況一)含當機之配送存貨累積圖 23
圖 3-6模式一(情況一)含當機之顧客端良品存貨累積圖 23
圖 3-7模式一(情況二)無當機之良品存貨累積圖 26
圖 3-8模式一(情況二)無當機之安全存貨 27
圖 3-9模式一(情況二)無當機之不良品存貨累積圖 28
圖 3-10模式一(情況二)無當機之配送存貨累積圖 28
圖 3-11模式一(情況二)無當機之顧客端良品存貨累積圖 29
圖 3-12模式二之研究流程圖 36
圖 3-13模式二良品存貨累積圖 40
圖 3-14模式二共同半成品消耗圖 43
圖 3-15模式二不良品存貨累積圖 43
圖 4-1模式一生產時間與期望年總成本之關係圖 50
圖 4-2模式一年期望總成本之圓餅圖 51
圖 4-3模式一生產時間與年期望總成本之關係圖(有、無當機) 51
圖 4-4模式一當機間隔時間與年期望總成本之關係圖 52
圖 4-5模式一當機間隔時間與年期望總成本之關係圖(有、無當機) 52
圖 4-6模式一當機間隔時間與生產時間之關係圖 53
圖 4-7模式一不良率與年期望總成本之關係圖 53
圖 4-8模式一不良率與年期望總成本之層疊圖 54
圖 4-9模式一當機間隔時間與年期望總成本之關係圖(不同不良率) 54
圖 4-10模式一調整生產速率與年期望總成本之關係圖 55
圖 4-11模式一調整生產速率與重工成本(含加速)之關係圖 55
圖 4-12模式一調整生產速率與最佳生產時間之關係圖 57
圖 4-13模式一調整生產速率與設備使用率之關係圖 57
圖 4-14模式一調整生產速率對成本提升百分比與設備使用率下降百分比之關係圖 59
圖 4-15模式一生產時間及配送次數之關係圖 59
圖 4-16模式一各項成本及配送次數之關係長條圖 60
圖 4-17模式一生產時間及不良率對年期望總成本影響之曲面圖 60
圖 4-18模式一生產時間及調整生產速率對年期望總成本影響之曲面圖 61
圖 4-19模式一調整生產速率與不良率對生產時間影響之曲面圖 61
圖 4-20模式一調整生產速率及不良率對年期望總成本影響之曲面圖 62
圖 4-21模式一調整生產速率及當機間隔時間對生產時間影響之曲面圖 62
圖 4-22模式一當機間隔時間及調整生產速率對年期望總成本影響之曲面圖 63
圖 4-23模式一當機間隔時間及不良率對生產時間影響之曲面圖 63
圖 4-24模式一當機間隔時間及不良率對年期望總成本關係之影響曲面圖 64
圖 4-25模式一調整設置成本比例及生產速率比例對年期望總成本影響之曲面圖 64
圖 4-26模式一調整設置成本比例及生產成本比例對年期望總成本影響之曲面圖 65
圖 4-27模式一重工單位成本及調整生產速率對年期望總成本影響之曲面圖 65
圖 4-28模式一調整生產速率及不良率對重工成本影響之曲面圖 66
圖 4-29模式一與學者張智凱[50]最佳生產時間及年期望總成本比較圖 72
圖 4-30模式一與學者張智凱[50]年期望總成本比較圖 72
圖 4-31模式一與學者張智凱[50]生產時間比較圖 73
圖 4-32模式一與學者張智凱[50]設備使用率比較圖 73
圖 4-33模式一與學者張智凱[50]各項持本比較圖 74
圖 4-34模式一與學者林珈寧[55]最佳生產時間及年期望總成本比較圖 74
圖 4-35模式一與學者林珈寧[55]年期望總成本比較圖 75
圖 4-36模式一與學者林珈寧[55]各項成本比較圖 75
圖 4-37模式一與學者林珈寧[55]生產時間比較圖 76
圖 4-38模式一與學者林珈寧[55]設備使用率比較圖 76
圖 4-39模式二多樣產品兩階段生產之設備使用率 80
圖 4-40模式二共同生產週期與年期望總成本之關係圖(線性) 80
圖 4-41模式二年期望總成本之圓餅圖(線性) 81
圖 4-42模式二平均不良率與年期望總成本之關係圖(線性) 81
圖 4-43模式二平均不良率與年期望總成本之層疊圖(線性) 82
圖 4-44模式二調整半成品生產速率與半成品生產時間之關係圖(線性) 82
圖 4-45模式二調整半成品生產速率與總重工成本之關係圖(線性) 83
圖 4-46模式二調整生產速率與年期望總成本之關係圖(線性) 83
圖 4-47模式二調整生產速率與年期望總成本之層疊圖(線性) 84
圖 4-48模式二半成品完成比例與週期時間之關係圖(線性) 84
圖 4-49半成品完成比例與年期望總成本之關係圖(線性) 85
圖 4-50模式二半成品完成比例與年期望總成本之層疊圖(線性) 85
圖 4-51模式二調整半成品生產速率及平均不良率對半成品生產時間影響之曲面圖(線性) 86
圖 4-52模式二調整半成品生產速率及平均不良率對年期望總成本影響之曲面圖(線性) 86
圖 4-53模式二半成品完成比例及平均不良率對週期時間影響之曲面圖(線性) 87
圖 4-54模式二半成品完成比例及平均不良率對年期望總成本影響之曲面圖(線性) 87
圖 4-55模式二調整半成品生產速率及半成品完成比例對年期望總成本影響之曲面圖 88
圖 4-56模式二調整半成品生產速率比例及半成品設置成本比例對年期望總成本影響之曲面圖 88
圖 4-57模式二調整半成品設置成本比例及半成品生產成本比例對年期望總成本影響之曲面圖 89
圖 4-58模式二調整半成品生產率及平均重工單位成本對年期望總成本影響之曲面圖 89
圖 4-59模式二調整半成品生產率及平均不良率對年期望總成本影響之曲面圖 90
圖 4-60模式二週期時間及年期望總成本之線性關係比較圖 95
圖 4-61模式二年期望總成本之圓餅圖(非線性) 95
圖 4-62模式二半成品完成比例及週期時間之線性關係圖 96
圖 4-63模式二半成品完成比例及週期時間之線性(價值相等)與非線性(價值高)關係圖 96
圖 4-64模式二半成品完成比例及年期望總成本之線性關係圖 97
圖 4-65模式二半成品完成比例及年期望總成本之層疊圖(非線性) 97
圖 4-66模式二調整半成品生產速率及半成品生產時間之線性關係比較圖 98
圖 4-67模式二各項成本之線性關係長條圖 98
圖 4-68模式二與學者郭俊賢[51]最佳共同週期及年期望總成本比較圖 105
圖 4-69模式二與學者郭俊賢[51]年期望總成本比較圖 105
圖 4-70模式二與學者郭俊賢[51]各項成本比較圖 106
圖 4-71模式二與學者林珈寧[55]最佳共同週期及年期望總成本比較圖 106
圖 4-72模式二與學者林珈寧[55]年期望總成本比較圖 107
圖 4-73模式二與學者林珈寧[55]各項成本比較圖 107
圖 4-74模式二與學者林珈寧[55]生產時間比較圖 108
圖 5-1模式一重工單位成本及年期望總成本之決策圖 110
圖 5-2模式二調整半成品生產速率與半成品總成本之關係圖 111
圖 5-3模式二調整半成品生產速率與年期望總成本之關係圖 111
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[45] Zanoni, S., Bettoni, L., Glock, C. H., “Energy implications in a two-stage production system with controllable production rates,” Int. J. Production Economics, Vol. 149, pp.164-171 (2014).
[46] 劉文傑,「研究含當機(AR型)及不良品可完全重工修復之經濟生產批兩模式之最佳生產週期」,碩士論文,朝陽科技大學工管所,台中(2006)。
[47] 李俊逸,「含不良品部分可重工修復與良品分期配送之經濟生產批量最佳化」,碩士論文,朝陽科技大學工管所,台中(2007)。
[48] 江國偉,「探討整合供應商與多個顧客在含部分報廢部分可重工修復之生產系統的(n+1)次配送與整合多樣產品生產含重工修復並多次配送的最佳生產與配送策略」,碩士論文,朝陽科技大學工管所,台中(2011)。
[49] 宋銘玄,「求解多樣產品含部分報廢之生產系統的共同週期與配送問題與含設備當機及完全報廢之最佳生產時間」,碩士論文,朝陽科技大學工管所,台中(2012)。
[50] 張智凱,「研究多樣產品不完美重工系統的配送與生產週期決策與含當機且完全重工之多次配送最佳生產策略」,碩士論文,朝陽科技大學工管所,台中(2012)。
[51] 郭俊賢,「整合製造商與顧客之含當機、重工和(n+1)次配送與兩階段式多樣產品延遲產品區隔生產方案之最佳生產週期與配送策略」,碩士論文,朝陽科技大學工管所,台中(2015)。
[52] 陳漢穎,「含可調整生產速率及報廢品之庫存系統與含當機缺貨欠撥、服務水準、多次配送及報廢品之庫存系統補充策略研究」,碩士論文,朝陽科技大學工管所,台中(2016)。
[53] 吳承憲,「研究生產多樣產品系考慮可調整生產速率及重工之最佳生產週期及配送策略與產品包含當機、可調整生產速率及重工之最佳生產時間」,碩士論文,朝陽科技大學工管所,台中(2018)。
[54] 黃怡靜,「多樣產品生產系統含可調整的生產速率及報廢品之最佳共同週期和配送策略與含當機、可調整生產速率和報廢品之最佳生產週期」,碩士論文,朝陽科技大學工管所,台中(2018)。
[55] 林珈寧,「研究含隨機性當機、可調整生產率、報廢品與多次配送之存貨系統的最佳生產週期與多樣產品延遲差異化之兩階段生產系統含報廢品及半成品可調整生產速率的最佳共同週期決策」碩士論文,朝陽科技大學工管所,台中(2019)。

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1. 含不良品部分可重工修復與良品分期配送之經濟生產批量最佳化
2. 研究含機器當機(AR型)及不良品可完全重工修復之經濟生產批量模式之最佳生產週期
3. 探討整合供應商與多個顧客在含部份報廢部分可重工修復之生產系統的(n+1)次配送與整合多樣產品生產含重工修復並多次配送的最佳生產與配送策略
4. 求解多樣產品含部分報廢之生產系統的共同週期與配送問題與含設備當機及完全報廢之最佳生產時間
5. 研究多樣產品不完美重工系統的配送與共同週期決策與含當機且完全重工之多次配送最佳生產策略
6. 含可調整生產速率及報廢品之庫存系統與含當機、 缺貨欠撥、服務水準、多次配送及報廢品之 庫存系統補充策略研究
7. 整合製造商與顧客之含當機、重工和(n+1)次配送與兩階段式多樣產品延遲產品區隔生產方案之最佳生產週期與配送策略
8. 多樣產品生產系統含可調整的生產速率及報廢品之最佳共同週期和配送策略與含當機、可調整生產速率和報廢品之最佳生產週期
9. 研究生產多樣產品系統考慮可調整生產速率及重工之最佳生產週期及配送策略與產品包含當機、可調整生產速率及重工 之最佳生產時間
10. 研究含隨機性當機、可調整生產速率、報廢品與多次配送之存貨系統的最佳生產週期與多樣產品延遲差異化之兩階段生產系統含報廢品及半成品可調整生產速率的最佳共同週期決策
11. 含機器當機(AR型)及不完美重工程序之EPQ模式的最佳生產週期探討
12. 整合單一供應商與多個買家在不良品完美重工之生產系統下(n+1)次配送與整合多樣產品生產可重工修復並多次配送的最佳生產與配送策略
13. 探討整合多樣產品生產且含不完美重工之生產週期和最佳配送策略與含機器當機且不完美重工後多次配送之最佳生產時間
14. 研究含當機、缺貨欠撥及服務水準、不良品部分可重工之生產系統與可調整生產速率及不良品部分可重工之系統的最佳生產批量問題
15. 允許缺貨且欠撥時含當機之EPQ模式最佳化之探討
 
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