Basic Factory Dynamics (2)

工廠物理

Factory Physics

回到主要探討的對象-製造系統，在這個課程筆記的最前面，也有說過後續我們要聚焦的對象(可回顧此文章)

Definition

製造系統是一個製程的網路，物件流經這個網路，而其目的是要產生利潤。

我們聚焦的架構，通常一個工廠內部的生產線。更具體的說，工廠是由許多由製程組成的生產線(路徑)所組成。

在生產線來說，有2個關鍵的描述參數：

• 瓶頸速率(Bottleneck Rate, rb)：有長期利用率最高的工作站的速率。即瓶頸製程於單位時間產出工件數量(Parts/unit time) 
• 原始加工時間(T0)：在一條生產線上，長期平均每一站加工時間的總和。換句話說，當一個工件走過一個空的生產線(也就是不用等待其他工件加工)所需花費的時間。

以下圖的兩個工作站(Process)A和B來說，若A每一件工件加工時間為1 min，B為2 min。工件到A工作站的到達率(Arrival rate)為r，良率為y。

則我們可以利用這篇文章所列的利用率公式(Utilization=arrival rate /effective production rate)，來求出各別的利用率。

生產線的瓶頸在有考量良率造成的損失
Bottleneck in line with yield loss

以工作站A為例，其Arrival rate為給定的r，有效生產率為每一工件加工一分鐘，1(pcs)/1(min)=1，所以 

A的利用率u(A)=r/1=r

以工作站B為例，其Arrival rate為A的流出速率，即A的到達率r乘上良率y，會等於yr，有效生產率為1(pcs)/2(min)=0.5，所以

 B的利用率u(B)=yr/0.5

回到前述我們對於瓶頸工程的定義，要是長期利用率最高的，因此我們可以用計算出來的u(A)和u(B)來計算，當y<0.5則A是這條生產線的瓶頸製程，反之則為B。

一條生產線的關鍵WIP(Critical WIP)為WIP水準當給定一條生產線的瓶頸速率與原始加工時間，且這兩者都不會有變化時。這樣的關係可以寫作：   

Critical WIP

接下來課本與講義會用上述介紹的兩個參數(rb,T0)，來講解一個晶片的生產線的產出、週期時間與WIP數目，這部分各位可以觀看影片或是看課本敘述。而在這些說明的例子當中，有一個情況是，當生產線上的所有工作站有相同的產能(Equal capacity)時，我們可以稱生產線是平衡的(Balanced)。