晶圓製造廠縮短特定訂單週期時間之研究

Abstract

晶圓製造廠之管理階層常會和特定客戶建立長期的合作關係，以爭取長期穩定的訂單。這類型客戶亦會將市場銷貨預測不準之成本轉嫁給它的供應商“晶圓製造廠“，對於已排定的特定訂單時常有提前交貨之要求。而晶圓製造廠為了長期的合作利益會不惜犧牲某些小廠的訂單或者降低本身之整體生產績效來滿足這些大客戶。因此，在面臨顧客提出提前已規劃好之特定訂單交期時，本文將研究如何縮短特定訂單之週期時間，以達到此類型客戶之提前交期要求。 本文將構建三機制以輔助達成縮短特定訂單週期時間之目的，首先為多工單等級主生產排程規劃機制，其功能為排定所有已承接訂單的投料時間及交期，作為系統評估之基礎。再者構建縮短週期時間調控機制，藉由縮小特定訂單之投料批量和在批次機台前之派工批量，以縮短特定訂單週期時間，並且估算該特定訂單之新週期時間。最後再以系統績效評估機制衡量這種特定訂單縮短週期時間對於整体績效的影響。 實驗結果顯示，本文之縮短週期時間調控機制，可有效縮短特定訂單週期時間並可準確估算其新的週期時間，且亦可估算在特定訂單進入系統後各等級產品之生產週期時間。此外透過系統績效評估機制，以總寬裕度、製單延遲個數和最大延遲時間評估系統是否可接受此種特定訂單之要求，以輔助生產規劃者做出適當之決策。上述種種，顯現本文於實際應用上之可行性與有效性。

The wafer fab usually has cooperating policy with specific customers to get long-term steady orders. These customers thus frequently transfer the costs of inaccurate sales forecasting to their suppliers, "wafer fabs", by changing the due date of a pre-scheduled order. The wafer fab that wants to get benefits from cooperation will sacrifice the orders of small-scale customers or low down overall production performances. Facing the request of changing the due date of a pre-scheduled order, this paper studies how to reduce the cycle time for a specific order so as to satisfy customer. This paper constructs three mechanisms for providing decision-related information. First, master production planning mechanism is designed to schedule the release time and due-date for each released order so as to be the input of performance evaluation. Second, cycle time reduction mechanism is constructed to reduce cycle time of the specific order by decreasing batch size in releasing and in dispatching lots to batch resources. The new cycle time of this specific order will be calculated. Last, the system performance evaluation mechanism is proposed to measure the impact to the whole system induced by reducing cycle time of the special order. The case study shows that cycle time reduction for the specific order is realized with such a design. Also, new cycle time for the specific order and for each product type with different priority level are estimated accurately and quickly. Additionally, system performance indexes include system slackness, delay numbers of orders and maximum lateness are provided to judge whether the specific request of reducing cycle time can be accepted or not. Thus, this proposed design is effective and efficient for solving planning related problem of due date change. 1.1研究背景與動機 1 1.2研究目的 2 1.3研究範圍與限制 2 1.4研究方法與步驟 4 第二章、文獻探討 7 2.1訂單管理 7 2.2生產週期時間影嚮因子 10 2.2.1.批量法則 11 2.2.2.緊急工單的影嚮 12 2.3 績效衡量指標設定 14 2.3.1週期時間與其它績效指標之關係 16 2.3.2週期時間與在製品量之關係 16 2.3.3.週期時間與產出量之關係 17 2.3.3週期時間與利用率之關係 17 第三章 模式構建 20 3.1問題定義分析 20 3.2 整體控制架構與邏輯 21 3.3 多等級工單情況下之主生產排程規劃機制 23 3.3.1生產週期時間估算機制 24 3.3.1.1 負荷因子等候時間之估算--M/M/c等候模式 25 3.3.1.2批量因子等候時間之估算--區段基礎式週期時間估算法 29 3.3.2.目標水準之設定 34 3.3.2.1系統在製品量 34 3.3.2.2投料循環表與投料時程表 35 3.3.2.3產出時點與交期設定 36 3.4 縮短週期時間調控機制 36 3.4.1.批量大小之決定 37 3.4.2. 特定訂單之投料法則 40 3.4.3生產週期時間修正 41 3.4.4資源監控機制 42 3.5 系統績效評估機制 45 3.5.1階段別的判定 45 3.5.2.跨階段生產週期時間之修正[41] 46 3.5.3.製單預訂完成時間之修正 47 3.5.3.1一般等級(normal)製單 48 3.5.3.2次緊急(rush)製單 48 3.5.3.3規劃幅度內緊急(hot)製單 49 第四章 實例驗証 52 4.1 系統環境說明 52 4.2 輸入資訊與模式驗証(模擬環境說明) 53 4.2.1 基本輸入資料 54 4.3多工單等級主生產排程之執行結果與模擬驗證 55 4.3.1生產週期時間之規劃結果與模擬驗證 55 4.4縮短週期時間調控機制之執行過程與模擬驗證 56 4.4.1縮短週期時間調控機制之執行結果 56 4.4.1.1生產週期時間 56 4.4.1.2 資源監控機制 58 4.4.2縮短週期時間調控機制之模擬結果 60 4.4.2.1生產週期時間模擬結果 61 4.4.2.2資源監控機制之模擬結果 63 4.4.3縮短週期時間調控機制之結果分析比較 67 4.4.3.1生產週期時間結果分析 67 4.4.3.2資源利用率結果分析 70 4.5系統績效評估模組 72 第五章、結論與未來研究方向 74 5.1結論 74 5.2未來研究方向 75