Basic Factory Dynamics (3)



簡介

Introduction

課本透過Penny Fab One來簡單帶出Little’s Law的關係,再上一篇文章(點此可回顧)也說明Little’s Law的應用。現在回到本章內容最初的前言(點此可回顧),在我們學會用通用的指標描述系統後,就可以開始進行Benchmarking分析,看我們的案例與基準得出比較後的相對優劣。在此,會介紹3個比較的基準,最佳狀況(Best case)、最差狀況(Worst case)以及實際最差狀況(Practical worst casePWC)

Penny Fab One

回顧此案例,我們的假設是四個相同的工作站組成的生產線,產能是平衡的、不存在變異、CONWIP的狀況下。則會有下圖的生產週期時間(以下簡稱CT)與產出速率(以下簡稱TH)
 
Best-case performance
Best-case performance

而此案例的假設,其實就是生產最佳情況,根據圖片我們可以歸納出下面兩個式子,代表著在給定一個在製品水準w下,會達到的最小”CT最大”TH
 


在這樣理想的狀況(沒有變異存在)WIP數量會恰好等於機台數量,但現實中不可能有如此低的WIP,而且也不可能為0存貨,因為根據Little’s Law 如果WIP0,那麼就不會有任何產出,也不會帶來任何收入。(編按:在豐田生產方式,會有人認為是零存貨生產,但若以過去曾定義的存貨管理章節的定義來看,實質上不可能辦到,因為必定會有在製品這一類的存貨。因此,豐田生產方式的理念是追求零存貨,但實際做法是消彌過多的存貨,傾向降低不必要存貨帶來的浪費)


在有了第一個比較的值後,課本再次尋求在最差情況下的CT/TH。最差情況必定有最大的CT與最小的TH,為了達到此情況必須在加工時間不變情況下,盡可能增加每一個工件的等待時間,讓CT便常,因此課本舉的案例The Penny Fab Two多加入一個條件,移動批量等於WIP Level的上限。

Worst-Case



然而這上述這兩種情況,在現實情況不會存在在實際的生產線中,而且兩者間也有極大的差異,很難單就兩者就評斷優劣。因此我們試著在兩個極端狀態中,找出一個中間值的情況,稱作實際最差情況(PWC)而不同於前兩者毫無隨機性,此狀況有隨機性,且在最大隨機狀況下會讓每種狀態發生的頻率相同,為此課本提及三個假設,
  1.  每一條產線皆是平衡的(其意思同於所有工作站的平均加工時間是相同的,或可參考此文對於平衡的敘述)
  2.  所有工作站只有單一一台機器(目的是為了避免平行加工的複雜性被納入)
  3. 加工時間必須為隨機,且發生是服從於指數機率分配(因為指數分配存在memoryless的特性)  
基於這三個假設,則有以下的推導過程:
單一工作站CT
生產線CT(為N乘上各站耗時)
生產線CT(最終結果)

假定一條生產線有N個工作站,加工時間皆為t,屬於平衡的生產線。w為目前的在製品數量。
從第二式到第三式,其中Nt是N個工作站的加工時間總和,故可以用T0代表;t是每個工作站的加工時間,又因為是平衡的生產線,所以每個站都為瓶頸製程,其產出速率為rb與t互為倒數,故可替換為第三式。
有了BC、WC、PWC三種假設的狀況,就可以繪製出圖表,並將案例的情況放入作為比較。
TH in Penny Fab One
CT in Penny Fab One
The HAL case
有了公式推算出來的比較基準,我們就可以把案例的績效放入比較,就能有相對優劣的概念。而如課本提到的HAL案例來說,TH是1,400(panels per day),換算成小時的話,TH為71.8(panels per hour),就會與PWC情況的105.3有落差,得知案例的績效是相對差的。(編按:24小時的員工上班時間,案例公司為三班輪,其中每班會有1.5小時的休息時間,因此真正可用工時為 24-1.5*3=19.5(hour) 。講義上無說明,特此告知)

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