清華大學工業工程與工程管理學系學位論文
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隨著科技進步與時代演進，早期以成本優勢取勝的勞力密集型產業優勢已不再。昔日的「明星產業」，逐漸地被稱作傳統產業，甚至被認為是「夕陽產業」。該如何為這些產業注入新生命力，它們如何在台灣這塊土地上繼續成長，是社會必頇重視的議題。升級與轉型，是傳統產業再次創造企業價值的途徑，透過發掘與應用企業核心能力，能幫助企業找到新的獲利模式。然而企業在轉型過程中如何調整營運方向與文化，組織如何因應產業特性之差異，可反映出企業能耐與領導人之特質。本研究旨在探討傳統產業如何以自有技術開發新產品跨足至高科技產業，並分析新事業部與舊有組織的異同，如客戶所處產業特性之影響、員工心態等層陎。本研究首先透過文獻探討及個案公司之初步訪談結果，發展研究架構，依此架構針對企業整體與各事業部設計訪談內容，進而分析與彙整訪談結果。本研究期望藉由個案公司於轉型前的準備、轉型中的調整及轉型後的維持與評估之經驗，以及新產品開發與核心能力、產品生命週期的關係，以作為其他欲轉型之傳統產業公司之參考。
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所有企業都面臨到如何兼顧持續獲利與成長，尤其是高科技業，由於製程的複雜與快速的產品生命週期及製程快速的更新，造成許多企業面臨到比過去傳統製造業更嚴峻的挑戰。為了維持競爭力，不斷的追求成本降低，品質提升及加快交期是每個製造業不可避免的使命。 然而一流的企業與其他的差別，除了在技術與規模外，他們累積了許多的製造智慧，可惜的這些智慧往往存在於個人。 另一方面，資訊技術的演進，使得資料儲存不在是問題，取代而來的反而是如何從大量資料萃取出有價值的資訊協助決策。 過去10年，商業智慧的工具蓬勃發展，但都只侷限於從資訊技術觀點出發，而忽略了分析是其中的核心，更不用說為製造量身打造的智慧萃取工具。本研究依據資料採礦流程，各類分析應用及系統分析架構，歸納提出一套針對不同的製造策略與目標發展萃取製造智慧的架構的方法。依造此方法所制定的分析流程及應用程式，可以在企業中改變成以事實為出發的決策模式。 為了驗證架構的成效，我們挑選晶圓圖良率分析問題，透過實證研究證實相關架構的可行性。而進一步透過資訊系統的建置，實際帶來企業的功效，相關的系統已經建置在一個台灣的八吋晶圓廠及一個測試 Bumping 廠並實際反應在良率分析的時效提升。
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工作現場的作業模擬已成為製造業在工作站設計階段所採用的主流技術。為了模擬生產現場中的人工作業，學界及產業界共同合作開發數位人體模型(Digital Human Model, DHM)技術，該技術也成為數位製造(Digital Manufacturing)領域中一個重要的模擬工具。而運用數位人技術時，由於人的動作機制相當複雜，要完整模擬作業時的各種動作遂十分困難。目前比較可行的方法是透過分析事前所收集的作業動作資訊，萃取出作業時的動作參數。將這些已儲存的參數匯入數位人動作產生軟體，可大幅提升動作模擬的真實性。 本研究中的動作分析實驗，其主要目的為透過實驗方法及動作捕捉(Motion Capture)技術收集組裝作業的關鍵動作資訊。本實驗包括八個受試者，自變項為出發位置(五水準) 、作業型態(三水準) 及作業高度(六水準)，而量測變項為作業時的全身姿勢、骨盆的位置及方向。藉著本實驗可得到人員從不同出發位置行走至作業目標時的最終位置及方向，以及在面對不同高度執行不同型態作業時的工作姿勢。 本研究的成果可分為三部分說明。首先，受試者在接近目標物時會優先考量行進時的效率，在有效率的前提下以一種兼顧舒適性的方式來執行作業。此外，透過本研究可得到受試者在六種高度執行三種不同類型作業時的工作姿勢。進一步深入分析，受試者在眼高、肩高、肘高及臀高作業時，採取站姿，而在膝高及踝高等較低高度作業時，主要採蹲姿或彎腰姿勢。本研究成果除了可做為數位人動作產生時的參考，同時也可用作工作姿勢及工作現場事前評估的重要依據。
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在講求產品多元化的市場中，愈來愈多的企業開始向外發展，找尋異業合作的機會，希望透過合作夥伴間的互補性資源和技術，共創雙贏市場利基，推出與重不同的產品及促使新興產業的發展。異業合作不但能共享彼此的資源和技術，共同分攤研發成本和降低不確定性，也能從不同領域的觀點提出創新的想法，找尋進入市場的機會，增加產品對顧客的吸引力。 參與異業合作的公司都希望能為共同目標創造價值，也希望能在獲利中取得適當的分配，合作夥伴間同時存在依賴的合作關係和競爭的賽局模式，故聯盟成員合作的過程即為一合作賽局（Cooperative Games）。本研究以工藝和數位應用之異業合作為背景，透過合作賽局理論分析參與公司的資源與限制，幫助公司解析投入合作的優缺點，也藉由一系列個案訪談與分析，探討參與公司在投入異業合作後，哪些因子會影響合作夥伴滿意度和策略性目標的完成程度等合作績效。 本研究歸納分析有限的個案研究結果發現，參與異業合作動機和目的的不同，則會影響其選擇不同的合作架構，透過契約協議架構的合作獲得互補性資源的管道，而產權協議合作架構則取得資金與技術的交流開發新產品與新能力。在是否投入賽局決策中，「長期的重複賽局」和「合作公司之互惠獎懲」兩個條件可幫助異業合作形成長期支持的合作策略；合作開發的過程中，互補資源、策略重要性的影響、合作夥伴貢獻被保護程度、夥伴間依賴程度和績效評估難易五個變數，影響合作夥伴的滿意度和策略性目標的完成程度等合作聯盟之績效指標，而採用產權協議的合作方式時，合作公司組織與文化的相似程度對合作兩難的管理較有顯著影響。
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Anthropometric data is the foundation of ergonomic design for all products and environments. However, the procedures for collecting anthropometric data are tedious, complicated and costly in terms of labor, time and financial resources. It will be much cheaper if the old anthropometric data can be updated easily without lengthy measurement processes. However, most practitioners do not know how the old anthropometric data can be converted into applicable new data when updated data is unavailable. Therefore, it is important to develop methods that can easily update old data into new data with minimal error. A last, complete and large-scale anthropometric database was built in Taiwan in the late 1990s and published in 2002. In order to maximize the value of the Taiwanese anthropometric database, the statistical/mathematical estimating model developed in this study was used to analyze the available pairwise body dimension ratios (PBD ratios) and to find the constant body ratio benchmarks (CBR benchmarks) that are least affected by gender and age. This resulted in the identification of 483 unique CBR benchmarks, which were verified by calculating and processing 35,245 PBD ratios; meanwhile, quasi-CBR benchmarks that are least affected by either gender or age were also identified. Additionally, 197 estimation formulae with limited easily-measured 19 body dimensions were built using 483 CBR benchmarks. Further, this study recruited 30 participants as samplings and determined that this estimating model is more accuracy and cost-effective. To evaluate the practicability of this estimating model on separate body dimensions, the 12 finger cun-derived benchmarks (F-cun-derived benchmarks) were constructed by using this estimating model procedure and further validated by an experimental measurement. Accordingly, the statistical/mathematical estimating model, CBR benchmarks, 197 estimation formulae, and 12 F-cun-derived benchmarks make it possible to update anthropometric data quickly, accurately, and at low cost.
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企業的成功，最終仍是取決於其策略以及其發展產品的能力。 企業策略與技術策略是企業永續發展之基石，在整合企業策略與技術策略之策略規劃程序中，其主要挑戰在於調和匹配技術推力與市場拉力。 而策略之涵義包括有方向、目標與做法，如何創新整合現有工具，以將策略貫徹落實到新產品開發即為本研究之議題。 本研究建議一個從策略到新產品開發的策略貫徹模式(SAM-NPD)，其包含(1)概念模式-策略貫徹模式(SAM)；(2)分析模式-六層次模式(SEM)，包括產業、市場、產品、技術、智財與成本結構分析；(3)解題模式-系統創新程序(SIP)。 最後以兩個個案分析，核電廠全幅式模擬器主電腦更新專案個案，以及太陽光發電系統之研發專案個案，說明新產品開發策略貫徹模式中的概念模式、分析模式與系統創新程序，分別或整合運用均有其貫徹(Alignment)特性，以及運用於新產品開發時之適用性。
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本研究第一目的為提出一套整合階層式生產規劃架構。隨著高科技的進步，新興的薄膜電晶體液晶顯示器(thin film transistor liquid crystal display；TFT-LCD)取代CRT顯示器，也帶動了TFT-LCD製造業的崛起。TFT-LCD面板產業是由三大生產製程階段所組成，分別為列陣(Array)製程、組立(Cell)製程和模組(Module)製程，每階段製程由多個工廠所組成，有如一小型垂直整合的供應鏈，或稱為生產鏈結構。生產鏈上具有許多特殊的生產製程特性與限制條件，而現行乃透過各生產規劃人員憑其經驗以試算表方式規劃出其所負責的規劃區塊，再透過規劃人員間彼此互相協調來完成可執行的生產計畫，不僅費時、複雜且反應慢，而造成了生產計畫與排程上的特殊問題。本研究提出的整合階層式生產規劃架構具有三大特色來整合所有規劃問題與解決上述問題：(1)階層式規劃(hierarchical planning)、(2)結合推拉式規劃流程(combined push-pull planning process) 、(3)模組化規劃方法(modular planning approach)。最後將回顧所有TFT-LCD生產規劃問題的相關文獻來確認出關鍵物料規劃(critical material planning)與產能規劃(capacity planning)的重要性。 本研究第二目的將探討在整合階層式生產規劃架構中最重要的關鍵物料規劃。模組製程是一個以物料導向為主的組裝生產系統，此段製程將前製程生產之面板與部分關鍵物料(例如：驅動IC、印刷電路板與背光模組)，根據顧客不同之需求與偏好組裝成不同類型的成品。此外，模組製程存在有許多獨特特性，例如替代物料清單(alternative bill of material; ABOM)、顧客對於ABOM喜好程度(customer preference for ABOM)與物料採購比例(purchase quantity ratio)等，因此傳統的只針對單一物料清單做來計算物料需求量的物料需求規劃方法(material requirement planning; MRP)已無法適用於此產業的物料規劃問題。因此，本研究利用網路圖表達方式針對單期與多期關鍵物料規劃問題提出了非線性規劃模式來考量上述特性與限制來決定每個供應商最佳的採購量。最後，透過實際TFT-LCD案例來驗證本研究所提出關鍵物料規劃的模式，同時透過敏感度分析來探討顧客對於ABOM之喜好程度與採購比例此兩大因素對於規劃結果的影響與管理意義。 本研究最後目的將探討在整合階層式生產規劃架構中另外一個重要的產能規劃問題。由於下列三大趨勢，而使的產能規劃問題變成了TFT-LCD產業日益重要：(1)多階層、多世代與多廠區共存的生產鏈結構、(2)複雜的產品階層結構而造成了TFT-LCD面板可生產產品種類繁多且廣泛、(3)成長快速與劇烈變動的產品需求。在這些有限產能供給、特殊生產結構與快速成長需求的特性下，TFT-LCD產業必須面臨了因供給與需求不平衡而造成的產能規劃議題，包含了(1)產能分配決策：決定每個生產廠區的最大化利潤產品族組合以及每個廠區對於每個產品的最適生產數量；(2) 產能擴充決策：決定哪種類型的產能(各廠區總產能或各廠區對各產品族產能)在哪些廠區需要擴充或是要設立新的生產廠區來增加產能、該類型的產能有多少量需要被擴充或增加以及要透過購買多少機台或是附屬資源來擴充產能。本研究特別關注的是要如何透過附屬資源來擴充各廠區對各產品族產能。本研究建構了針對多廠區產能規劃的混整數規劃模式，由於該混整數規劃模式具有高度的計算複雜度，因此同時也提出了有效率的陰影價格為基啟發演算法來求解之，透過數值實驗結果可以發現陰影價格為基啟發演算法能夠在合理的時間內快速求得近似最佳解，且明顯優於傳統分枝界限法(branch-and-bound)。此外，由於需求預測都是由公司的業務人員獲市場分析員依據經驗法則來產生，因此造成產品需求預測具有不準確性，本研究進一步提出了以情境為基礎二階段隨機規劃模式來考慮在具有需求不確定性現象下產生穩健的產能規劃結果，並同樣的提出有效率的期望陰影價格分解演算法來求解大型問題，最後透過實際TFT-LCD案例來驗證隨機產能規劃在不確性環境下的穩健性。
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摘要 照明的目的主要是提供空間適當的照度、色溫與照明方式，以滿足使用者在生理與心理上的需求。在相關研究中顯示，進行閱讀等行為時，光源照度在300-750 lux 之間，搭配色溫在3300-5000°k 之間的組合，並配置吸頂式燈具或建築式照明的照明方式最佳。本研究針對RGB LED高演色性特性，來探討不同色溫度、照度環境下對辦公室閱讀者的心理影響。 本研究以語意分析法（Semantic Differential，SD法）為基礎，針對實驗自變項色溫（2800°k~6000°k）以及照度（300Lux~750Lux）等不同光環境，透過25位受測者以回答問卷方式，藉以找出適合LED最適合辦公室閱讀照明環境。 實驗結果顯示最為全體受測者接受的光環境為4800°k／750Lux 。以受測者屬性區分；女性受測者較偏好4400°k／750Lux，男性則偏好4800°k／750Lux。年齡21~30偏好4000°k／500Lux，31~40歲者偏好4800°k／750Lux，41~50歲者偏好4800°k／750Lux。高中教育程度偏好4800°k／750Lux，大專程度偏好4400°k／750Lux，大學程度偏好5200°k／750Lux，研究所以上則偏好4800°k／750Lux。 綜合上述，受測者偏好色溫環境為4000°k~5200°k；照度環境為500Lux~750Lux。其中又以4800°k/750Lux較佳在此色光環境下，在此照明環境下，對空間狀態所產生的心理聯想感受程度，以「非常光明的」、「稍微輕盈的」為最高；對空間所產生的心理情緒形容之感受程度，以「稍微興奮的」、「稍微自在的」為最高；對空間所產生的心理情緒反應之感受程度，以「普通多變的」為最高。可提供RGB LED照明設計或室內設計業者在設計時作為參考。
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國際社會期待企業在環境保護議題上扮演更積極的角色，廠商必須負起收集、回收並妥善處理產品的責任，因此封閉迴圈供應鏈(Closed-loop supply chain)近幾年來一直是熱門的研究領域，除了如何將產品由生產者交送到消費者手中外，它還強調產品的退回收，針對不同的回收內容都有一個相對應的逆向供應鏈 (reverse supply chain)架構。此外許多正向供應鏈（Forward Supply Chain）的研究中都強調產品設計在供應鏈管理中的重要性，因此本研究特別將類似的觀念應用在封閉迴圈供應鏈上，研究產品設計參數，尤其是共用零組件的使用對封閉迴圈供應鏈的影響。 本研究比較兩種主要的封閉迴圈供應鏈架構，一是平行 (Parallel) 架構，在此種結構中有兩條不同的產線，一條專為組裝產品，另一條專為拆解產品，兩條產線互相獨立。另外一個則是混合 (Mix) 架構，與平行架構最大的差異在於組裝與拆解兩種工作都在同一條生產線進行，混合結構的處理機台不但可以執行組裝的任務也可以執行拆解的任務。本研究探討是否使用共用零組件、共用零組件擺放位置、與延遲差異化程度對供應鏈正向流程時間(Cycle Time)的平均與變異有何影響。 我們根據共用元件及封閉迴圈供應鏈的特性，提出許多管理洞見的假說，幫助管理者瞭解如何在封閉迴圈供應鍊中妥善使用共用元件。
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隨著現代社會的發展，多種職業人員一天中需長久的站立和走動，而長時間的站立和走動，會造成下肢累積性的傷害，且足底壓力過大會導致足部病變，而鞋墊有分散足底壓力之功能，多數人卻往往忽略了鞋墊的重要性。 本研究針對市售五款鞋墊進行人因評估，其中包含了全平面式之記憶鞋墊，強調能照足底壓力符合腳型，另外包括足中突起之鞋墊，強調能重新分配體重和壓力，但這些設計之效益還尚需被評估。本研究同時從地面反作用力、肌肉活動度、足底壓力、動作分析、主觀評比的角度，探討以下之問題：1.有無鞋墊的表現。2.記憶鞋墊與以足型特徵設計鞋墊的優劣。3.足中區突起設計的效應。4.實驗後其他問題之發現。 研究結果顯示：1.沒穿鞋墊在骨盆活動角度(額狀面)、足底壓力、地面反作用力、主觀評比的表現皆不如有穿鞋墊，但肌肉活動度和下肢矢狀面關節活動角度在所有實驗組合之間並無顯著差異。2.記憶鞋墊在地面反作用力中雖反應較佳，但因無適當之足弓支撐，且過於柔軟，故在骨盆活動角度偏大，且記憶鞋墊未依照足型設計，並不能有效分散足底壓力。3.足中區突起設計可將蹠骨區的壓力分散至足中區，但顯著增加足中區的主觀不舒適，且該設計若無搭配較硬之足弓支撐，會增加骨盆左右擺動的幅度。4.其他問題之發現：雖然硬式足弓設計可降低骨盆之偏斜角度，但會增加足弓區的主觀不舒適。另外可調整式足弓設計可增加足弓的合腳性。 本研究彙整實驗結果，設計鞋墊之初步模型。未來研究方向可建立國人足型尺碼分類資料庫，以更能貼近國內不同足型之族群。