製造系統模擬00-為何要學製造系統模擬?

前言:
本來是打算在106學年度下學期擔任模擬助教的時後，把這一系列文章寫完，結果寫一個開頭後，論文的進度就進入白熱化，而在5/24(四)口試後又陸續開始修改論文紙本，然後看世界盃足球賽，導致整個系列文章的進度都大落後啊!
但由於107學年度開始，該年的製造系統模擬課程要改開在上學期(因為老師預計下半年休假到日本做研究)，因此就趁有空閒的時後開始寫，那麼就開始囉!如果想直接跳到精華整理的重點可按此!

正文:
如本文標題所示，今天想要探討的是為何要學製造系統模擬，因此我先帶各位看一下官方說法。以下文字取自楊大和(2018)

模擬分析多年來一直為管理科學領域的最重要分析工具之一，它的應用擴及諸多領域，如製造管理、服務系統、物流等。本課程將學習離散事件模擬的基礎理論、相關之統計理論及其應用，並將學會使用一商用模擬分析軟體—Arean。為了落實應用及學以致用的目標，本課程也將涵蓋: 模擬結果分析(Output analysis)、模擬最佳化(Simulation optimization)、資料庫整合(例如: Excel、Access)、客製化模式(例如: 結合VBA)等的理論與應用。最後，透過學專案的演練，使同學能夠進一步熟練如何整合課程所學的方法論，進一步達成學以致用之功。

容我針對上述文字進行補充，對於這門課程的大多受眾(也就是製造管理實驗室的學生們)來說，不論未來接觸的案例是屬於哪一種領域都一定會用到這門課程的內容。以最近三年(2016年~2018年為)完成的論文為例，應用的產業包含了製造業中的光學眼鏡、自行車零件、汽車頭燈、紡織業等；醫療服務中的急診室，都是以Arena這套模擬軟體進行模擬模式的建構，解決問題。因此，我們可以簡單的來說，身為製造管理實驗室的學生，八九不離十要用這套軟體模擬一個真實系統去解決系統所面對的問題，而此問題則根據產業的背景、狀況不同，可能是設施規劃的改變(如:單元工程擺設)、生產系統的控制機制變化(如:CONWIP、multi-CONWIP的導入、精實生產的後拉式原則的實施等)……等。從論文使用到的頻率來看，可以說是最需要聚精會神學習的一門課(如果沒學好大概論文就做不出來吧)。

但如果就這樣的角度切入，這篇文章授意者就很小眾，因此我學習教科書的編排，來談談為何學習”模擬”，以下內容高度節錄自Kelton et al. (2010)的《Simulation with Arena》的第一章What is Simulation，並加入個人註釋。

切入正題，從書上的說法，我們可以將模擬視為一個廣泛的方法、應用的集合，用於模仿真實系統的行為，通常會在配備有適當軟體(本書就用Arena)的電腦上看到。而模擬與一般大多數的分析方式一樣，都會牽涉到系統與系統的模型(以各位過去學習從學習過的作業研究，也是類似的概念，就是針對一個真實問題，取對於分析重要的部分進行描述，經過抽象與簡化，將它轉換成為一個數學模型)。

而會去研究一個系統的原因大多是要量測系統的績效指標、改善他的作業，或是，設計一個尚不存在的系統，當然，我們只要改變真實系統，在真實環境中進行試驗，便也可以達成上述目的，但能夠這樣大膽的嘗試只有在你知道這麼做不會對系統產生重大改變，且你毫無疑問會看到如你預期的正確狀況才可以如此實施。但，現實總是殘酷的，大多數的情況，這樣的做法是非常困難且成本昂貴的，又或者這樣的做法是徹頭徹尾不可能達到的，例如:

• 不能實施各種方案的工廠佈置，因為工廠根本還沒蓋好
• 就算蓋好了，改成實驗性的佈置的成本很高。

諸如此類的情況，我們就需要有一個模型進行，模擬來幫忙我們去研究、探討系統在嘗試各種不同方案的狀況，而模擬的好處就是我們可以自由的嘗試許多廣泛的方法，而不用付出慘痛的代價(付出的成本就僅有架構一個模型的成本，相較於實際試行來說低很多)。

參考文獻:

楊大和(2018)，「成功大學課程查詢系統」，(取得日期：2018年7月7日)，[http://class-qry.acad.ncku.edu.tw/syllabus/online_display.php?syear=0107&sem=1&co_no=P961000&class_code=]

Kelton, W.D., Sadowski, R.P., and Swets, N.B., 2010, Simulation with Arena, 5th edition, McGraw-Hill, New York, N.Y.