TWI506570B - 分級產品資源規劃系統及其方法 - Google Patents

Description

分級產品資源規劃系統及其方法

本發明是有關於一種資源規劃系統及其方法，特別是有關於製作包含半導體晶片之分級產品之一種資源規劃系統及其方法。

電子產品在生產時，依照製程與材料之特性，會有不同分級或分類之顧客需求，例如LED產品以發光強度、顏色波長、參考電壓等分級，或是太陽能電池以發電效率、電阻、外觀等分級，客戶往往僅需要特定等級之產品，因此從原料採購、訂單接單一直到製程投產等過程，都應該對不同分級產品之需求加以考慮，一旦完成之產品或採購之原料已非客戶需求而被淘汰，現有的庫存將會造成廠商龐大的損失。

目前企業資源規劃主要是以滿足客戶訂單為主要規劃原則，針對客戶訂單需求數量去規劃採購、生產、庫存、出貨等資源分配，但在產品具有分級特性時，客戶訂單的需求，往往有指定規格、製程等特別之產品限制，若以現有的資源規劃方式，在滿足客戶訂單數量之同時，可能需要大量的採購原料或造成大量半成品之庫存，以目前電子產品技術演進之速度，這些庫存均可 能將成為被淘汰之廢料，該處理成本將大幅縮減企業之收益，因此如何針對分級產品特性設計適合之資源規劃系統，將是相關製造產業迫切之需要。

因此，本發明提出一種分級產品資源規劃系統及其方法，藉由規劃各種分級產品由原料採購、生產製造一直到訂單分配之間不同資源投入之情況，以獲得整體最大利潤之成果。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的就是在提供一種分級產品資源規劃系統及其方法，以解決習知技術在分級產品之規劃上，無法使企業獲得最佳利潤之問題。

根據本發明之一目的，提出一種分級產品資源規劃系統，其包含一輸入模組以及一規劃模組。輸入模組是用來接收晶片資訊、製程資訊、分級產品資訊以及訂單資訊，其中，晶片資訊包含晶片之晶片採購成本以及晶片庫存成本；製程資訊包含複數個生產製程配方以將晶片加工成為分級產品，並包含其產出分佈與生產成本；分級產品資訊包含分級產品之分級產品庫存成本；訂單資訊包含客戶訂單之銷售金額以及未滿足訂單懲罰成本。規劃模組根據銷售金額，扣除晶片採購成本、生產成本、晶片庫存成本、分級產品庫存成本以及未滿足訂單懲罰成本來計算利潤，以獲得該利潤最大值為目標，規劃晶片採購數量、晶片庫存數量、晶片投產數量、分級產品生產數量、分級產品庫存數量、分級產品需求數量以及無法滿足訂單數量之資源分配方式。

較佳者，其中利潤是以下列公式計算：P=S-C_c-C_p-I_c-I_p-C_n，其中P：利潤；S：銷售金額，係為所有分級產品需求數量乘以分級產品售價之 總和；C_c：晶片採購成本，係為所有晶片採購數量乘以採購單價之總和；C_p：生產成本，係為所有晶片投產數量乘以製程成本之總和；I_c：晶片庫存成本，係為所有晶片庫存數量乘以晶片庫存處理成本之總和；I_p：分級產品庫存成本，係為分級產品庫存數量乘以產品庫存處理成本之總和；C_n：未滿足訂單懲罰成本，係為出現無法滿足訂單數量時所產生之懲罰金額。

較佳者，規劃模組是以線性規劃方式計算並規劃資源分配方式。

較佳者，規劃模組進一步包含晶片採購數量限制，晶片採購數量限制是由供應商可提供之晶片供應量，或是由採購合約訂定之最大採購量與最小採購量決定。

較佳者，分級產品資源規劃系統進一步包含報表模組，其中報表模組可輸出晶片報表、分配報表、追蹤報表、訂單報表以及財務報表。

根據本發明之一目的，提出一種分級產品資源規劃方法，應用於分級產品資源規劃系統，該分級產品資源規劃系統包含一輸入模組以及一規劃模組，其中，該分級產品資源規劃方法包含下列步驟：透過輸入模組接收晶片之晶片採購成本以及晶片庫存成本之晶片資訊；經由輸入模組接收複數個生產製程配方之產出分佈以及生產成本之製程資訊；藉由輸入模組接收分級產品庫存成本之分級產品資訊；經由輸入模組接收銷售金額以及未滿足訂單懲罰成本之訂單資訊；運用規劃模組將銷售金額，扣除晶片採購成本、生產成本、晶片庫存成本、分級產品庫存成本以及未滿足訂單懲罰成本以計算利潤；透過規劃模組規劃晶片採購數量、晶片庫存數量、晶片投產數量、分級產品生產數量、分級產品庫存數量、分級產品需求數量以及無法滿足訂單數量之資源分配方式，以獲得利潤之最大值。

較佳者，分級產品資源規劃方法，其更包含下列步驟：規劃模組利用線性規劃方式計算並規劃資源分配方式。

較佳者，分級產品資源規劃方法，其更包含下列步驟：透過規劃模組接收供應商可提供之晶片供應量或是採購合約訂定之最大採購量與最小採購量作為晶片採購數量限制。

較佳者，分級產品資源規劃方法，其更包含下列步驟：藉由報表模組輸出晶片報表、分配報表、追蹤報表、訂單報表以及財務報表。

承上所述，依本發明之分級產品資源規劃系統及其方法，其可具有一或多個下述優點：

(1)此分級產品資源規劃系統及其方法可藉由規劃原料採購、投產數量、生產製程等投入之資源，使產出能滿足客戶需求並獲得企業最大之利潤。

(2)此分級產品資源規劃系統及其方法可藉由有效控制原料庫存以及產品庫存數量，以減少庫存處理成本，進而提升企業整體獲利。

(3)此分級產品資源規劃系統及其方法可以線性規劃方式取得最佳規劃方案，並將最佳之資源分配結果提供各部門參考及運用。

1‧‧‧分級產品資源規劃系統

10‧‧‧輸入模組

11‧‧‧晶片資訊

111‧‧‧晶片採購成本

112‧‧‧晶片庫存成本

113‧‧‧晶片採購數量

114‧‧‧晶片庫存數量

12‧‧‧製程資訊

121‧‧‧產出分佈

122‧‧‧生產成本

123‧‧‧晶片投產數量

124‧‧‧分級產品生產數量

13‧‧‧分級產品資訊

131‧‧‧分級產品庫存成本

132‧‧‧分級產品庫存數量

14‧‧‧訂單資訊

141‧‧‧銷售金額

142‧‧‧未滿足訂單懲罰成本

143‧‧‧無法滿足訂單數量

144‧‧‧分級產品需求數量

15‧‧‧規劃模組

16‧‧‧利潤

17‧‧‧最佳資源規劃方案

18‧‧‧報表模組

21‧‧‧晶片供應商

22、W₁₁、W₁₂、W₁₃、W₂₁、W₂₂、W₂₃‧‧‧晶片庫存

23、R₁、R₂、R₃‧‧‧生產製程

24、P₁₁₁、P₁₂₁、P₂₃₁、P₁₂₁、P₁₂₂、P₂₃₁、P₂₃₃‧‧‧分級產品庫存

25、Z₁、Z₂、Z₃‧‧‧分級產品需求

26、O₁、O₂‧‧‧客戶訂單

201‧‧‧當期晶片庫存

202、207‧‧‧上月晶片庫存

203、208‧‧‧前月晶片庫存

204‧‧‧當期分級產品庫存

205‧‧‧上月分級產品庫存

206‧‧‧前月分級產品庫存

N₁、N₂‧‧‧無法滿足訂單數量

S₁、S₂‧‧‧晶片

t‧‧‧期數

S31~S36‧‧‧步驟

第1圖係為本發明之分級產品資源規劃系統之方塊圖。

第2圖係為本發明之分級產品資源規劃系統實施例之示意圖。

第3圖係為本發明之分級產品資源規劃方法之流程圖。

為利 貴審查委員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

請參閱第1圖，其係為本發明之分級產品資源規劃系統之方塊圖。圖中，分級產品資源規劃系統1包含輸入模組10，輸入模組10接收晶片資訊11、製程資訊12、分級產品資訊13以及訂單資訊14。晶片資訊11包含晶片之晶片採購成本111以及晶片庫存成本112之資訊；製程資訊12包含將晶片加工成為分級產品之製程配方所產生之產出分佈121以及生產成本122；分級產品資訊13包含分級產品庫存成本131之資訊；訂單資訊14包含客戶訂單當中銷售金額141以及未滿足訂單懲罰成本142之資訊。規劃模組15根據上述之銷售金額141，扣除晶片採購成本111、生產成本122、晶片庫存成本112、分級產品庫存成本131以及未滿足訂單懲罰成本142來計算整體之利潤16，其中，晶片採購成本111為所有晶片採購數量113所產生之成本，生產成本122為所有由晶片投產數量123產出分級產品生產數量124所花費之製程成本，晶片庫存成本112與分級產品庫存成本131分別為所有處理晶片庫存數量114與分級產品庫存數量132所花費之成本，未滿足訂單懲罰成本142則是出現無法滿足訂單數量143時外加之懲罰成本，整體銷售金額141則為所有分級產品需求數量144銷售所得之金額，由該銷售金額141減去上述所有產生之成本，作為整體利潤16之結果，由於上述晶片採購數量113、晶片投產數量123、分級產品生產數量124、晶片庫存數量114、分 級產品庫存數量132、無法滿足訂單數量143以及分級產品需求數量144所投入之資源有所不同，在不同資源投入的狀況下會產出不同之利潤16，規劃模組15利用線性規劃方式，以利潤16最大化為目標，計算出最佳資源規劃方案17，該最佳資源規劃方案17可進一步藉由報表模組18呈現，其中報表模組18可將最佳資源規劃方案17之結果分成晶片報表、分配報表、追蹤報表、訂單報表以及財務報表，分別輸出給對應之部門或使用者檢視與運用。

請參閱第2圖，其係為本發明之分級產品資源規劃系統之實施例之示意圖。如圖所示，該系統規劃之範圍包含了由晶片供應商21採購晶片進入晶片庫存22，將晶片投入生產製程23進行加工，產出不同規格之分級產品，並歸入分級產品庫存24當中，最後分配分級產品以滿足客戶訂單26當中之分級產品需求25。採購單位在第t期之時間由供應商21處購買了兩種晶片S₁、S₂，將其儲存於晶片庫存22當中，該晶片庫存22包含當期晶片庫存201、上月晶片庫存202以及前月晶片庫存203，購買之兩種晶片S₁、S₂歸入當期晶片庫存201內成為晶片庫存W₁₁、W₂₁，晶片庫存W₁₁具有同種晶片但不同庫存時間之晶片庫存W₁₂、W₁₃，同樣晶片庫存W₂₁具有同種晶片但不同庫存時間之晶片庫存W₂₂、W₂₃，上述庫存之晶片，可依照不同規格需求於生產製程R₁、R₂、R₃當中進行加工，形成不同之分級產品庫存P₁₁₁、P₁₂₁、P₂₃₁，歸入分級產品庫存24之當期分級產品庫存204，分級產品庫存24同樣包含上月分級產品庫存205以及前月分級產品庫存206，分別儲存上月與前月所生產之分級產品。

上述之分級產品庫存24，是為了滿足客戶訂單26當中不同之分級產品需求25，如圖所示，當期客戶訂單O₁包含兩種不同分級產品需求Z₁、Z₂，客戶訂單O₂也同樣包含兩種分級產品需求Z₂、Z₃，分級產品需求Z₁之規格是由晶片 S₁經過製程R₁所製成，因此可由不同期庫存分級產品P₁₁₁、P₁₁₂、P₁₁₃滿足該分級產品需求Z₁，同樣地分級產品需求Z₂與Z₃也可由其指定規格之分級產品P₁₂₁、P₁₂₂、P₂₃₁、P₂₃₃來滿足其需求，除此之外，由於分級產品庫存24不一定能完全滿足分級產品需求25，因此若無法滿足時，可能會在客戶訂單O₁、O₂當中分別產生無法滿足訂單數量N₁、N₂。另外，原先在晶片庫存22內之晶片，在t+1期時，當期晶片庫存201轉成為新一期之上月晶片庫存207，上月晶片庫存202則轉成新一期之前月晶片庫存208，分級產品庫存24也可同樣推知，由此區分晶片與分級產品之不同庫存時間，以方便計算不同之庫存處理成本，超過3期之庫存，不論是晶片或分級產品，均有可能成為被淘汰之呆滯庫存。

依照上述規劃的範圍與內容，建立分級產品資源規劃系統之規劃模型，其中，規劃之目的是為了最大化整體之利潤，因此以利潤之計算方式為主體，加入各種限制條件，再以線性規劃方式求取利潤之最大值，並將取得利潤最大值時各種資源投入之數量作為最佳規劃方案。利潤計算可以下列公式表示：Max P=S-C_c-C_p-I_c-I_p-C_n，其中P：利潤；S：銷售金額；C_c：該晶片採購成本；C_p：一生產成本；I_c：一晶片庫存成本；I_p：一分級產品庫存成本；C_n：一未滿足訂單懲罰成本。進一步詳細說明利潤計算方式如下： 設定總共有w種晶片，經過r種製程後產生b種分級產品，以滿足第o張訂單之需求，當中採購之期數為t，庫存之庫齡為a；當中要進行規劃之變數分別為：

z _w,b,o,t,a ：經由製程r、庫齡為a之分級產品b，第t期供給第o張訂單之需求量；

x _w,t ：第t期採購晶片w之數量

y _r,t,a ：第t期經由製程r且庫齡為a之晶片投產量

：晶片w在第t期庫齡為a之晶片存貨量

：經由製程r、分級產品b在第t期庫齡為a之產品存貨量

nsd _o,t ：第t期第o張訂單無法滿足數量

上述欲規劃之變數，必須配合已知之參數才能計算整體利潤之數值，其中，price _o,b,t 為第o張訂單在第t期之分級產品b之售價；為第t期時晶片w之採購成本；為製程r之生產成本；為庫齡為a之晶片w之存貨處裡成本；為庫齡為a之分級產品b之存貨處裡成本；為第t期時訂單o無法滿足之懲罰成本。除此之外，根據上述之計算方式，設定相關之限制條件，避免規劃出不合實際情況之結果，主要限制包括晶片採購數量限制、晶片數量平衡限制、生產 平衡限制、分級產品數量平衡限制以及顧客需求平衡限制。晶片採購數量限制主要是由於晶片採購可能與供應商之間訂有合約，明訂定最大採購量或最少採購量，同時依照供應商供貨情況也會有所差異，因此必須設置採購數量限制；晶片數量平衡限制是說明晶片購買後可能直接生產或進入晶片庫存，因此晶片可投入生產之數量包含當期採購數量以及不同庫齡之晶片庫存量，而當庫齡超過三個月時，該晶片規格可能已為接近淘汰之種類，在晶片存貨處理時需設定較高之處理成本；同樣分級產品數量平衡限制類似於晶片數量平衡限制，需考慮庫存之分級產品以滿足客戶之需求，而超過三個月的分級產品，可能已無法銷售而具有較高之存貨處理成本；生產平衡限制是在晶片投產後，依照不同製程種類或是生產之分級產品類性，會有不同之生產良率，規劃時也須考慮良率以避免產生過多不良品而無法滿足訂單需求；最後顧客需求平衡則是設定顧客訂單之需求量是否有最低滿足數量或是否有替代規格數量之限制，在無法滿足全部訂單需求時，若是有滿足最低滿足數量或是可以由其他規格產品替代，將可避免產生懲罰性之成本，在規劃上會有相當之差距。

請參閱第3圖，其係為本發明之分級產品資源規劃方法之流程圖。此分級產品資源規劃方法可應用在上述之分級產品資源規劃系統，其中，此方法之步驟可為：

步驟S31：透過輸入模組接收晶片之晶片採購成本以及晶片庫存成本之晶片資訊。

步驟S32：經由輸入模組接收複數個生產製程配方之產出分佈以及生產成本之製程資訊。

步驟S33：藉由輸入模組接收分級產品庫存成本之分級產品資訊。

步驟S34：經由輸入模組接收銷售金額以及未滿足訂單懲罰成本之訂單資訊。

步驟S35：運用規劃模組將銷售金額，扣除晶片採購成本、生產成本、晶片庫存成本、分級產品庫存成本以及未滿足訂單懲罰成本以計算利潤。

步驟S36：透過規劃模組規劃晶片採購數量、晶片庫存數量、晶片投產數量、分級產品生產數量、分級產品庫存數量、分級產品需求數量以及無法滿足訂單數量之資源分配方式，以獲得利潤之最大值。

上述步驟是將輸入模組當中晶片資訊、製程資訊、分級產品資訊、訂單資訊之成本確定後，依照不同晶片採購數量、晶片庫存數量、晶片投產數量、分級產品生產數量、分級產品庫存數量、分級產品需求數量以及無法滿足訂單數量之投入資源，以線性規劃方式，計算讓整體利潤最大時之最佳資源分配方式。上述之最佳資源分配包含各個部門之資訊，包含採購部門、生管部門、製造部門、業務部門以及財務部門，以往規劃各部門投入資源數量時，均以部門各自目標為重，常常需多次來回與變更生產計劃才能達成客戶需求，此分級產品資源規劃系統與方法，可以公司整體利潤最大化為目標，規劃各部門所需投入之資源，並將上述各部門需要之資訊輸出於報表，如晶片報表、分配報表、追蹤報表、訂單報表以及財務報表等，以供該部門人員檢視與運用。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧分級產品資源規劃系統

10‧‧‧輸入模組

11‧‧‧晶片資訊

111‧‧‧晶片採購成本

112‧‧‧晶片庫存成本

113‧‧‧晶片採購數量

114‧‧‧晶片庫存數量

12‧‧‧製程資訊

121‧‧‧產出分佈

122‧‧‧生產成本

123‧‧‧晶片投產數量

124‧‧‧分級產品生產數量

13‧‧‧分級產品資訊

131‧‧‧分級產品庫存成本

132‧‧‧分級產品庫存數量

14‧‧‧訂單資訊

141‧‧‧銷售金額

142‧‧‧未滿足訂單懲罰成本

143‧‧‧無法滿足訂單數量

144‧‧‧分級產品需求數量

15‧‧‧規劃模組

16‧‧‧利潤

17‧‧‧最佳資源規劃方案

18‧‧‧報表模組

Claims (8)

1. 一種分級產品資源規劃系統，其包含：一輸入模組，係接收一晶片資訊、一製程資訊、一分級產品資訊以及一訂單資訊，其中該晶片資訊包含一晶片之一晶片採購成本以及一晶片庫存成本，該製程資訊包含複數個生產製程配方、一產出分佈以及一生產成本，該複數個生產製程配方係將該晶片加工成為一分級產品，該分級產品資訊包含該分級產品之一分級產品庫存成本，該訂單資訊包含一客戶訂單之一銷售金額以及一未滿足訂單懲罰成本；以及一規劃模組，係根據該銷售金額，扣除該晶片採購成本、該生產成本、該晶片庫存成本、該分級產品庫存成本以及該未滿足訂單懲罰成本來計算一利潤，並以獲得該利潤最大值為目標，規劃一晶片採購數量、一晶片庫存數量、一晶片投產數量、一分級產品生產數量、一分級產品庫存數量、一分級產品需求數量以及一無法滿足訂單數量之一資源分配方式；其中，該利潤是以下列公式計算：P=S-C_c-C_p-I_c-I_p-C_n，其中P：該利潤；S：該銷售金額，係為所有該分級產品需求數量乘以一分級產品售價之總和；C_c：該晶片採購成本，係為所有該晶片採購數量乘以一採購單價之總和；C_p：該生產成本，係為所有該晶片投產數量乘以一製程成本之總和；I_c：該晶片庫存成本，係為所有該晶片庫存數量乘以一晶片庫存處理成本之總和；I_p：該分級產品庫存成本，係為該分級產品庫存數量乘以一產品庫存處理成本之總和；C_n：該未 滿足訂單懲罰成本，係為出現該無法滿足訂單數量時所產生之一懲罰金額。
2. 如申請專利範圍第1項所述之分級產品資源規劃系統，其中該規劃模組係以一線性規劃方式計算並規劃該資源分配方式。
3. 如申請專利範圍第1項所述之分級產品資源規劃系統，其中該規劃模組進一步包含一晶片採購數量限制，該晶片採購數量限制係由一供應商可提供之一晶片供應量，或是由一採購合約訂定之一最大採購量與一最小採購量決定。
4. 如申請專利範圍第1項所述之分級產品資源規劃系統，進一步包含一報表模組，其中該報表模組可輸出一晶片報表、一分配報表、一追蹤報表、一訂單報表以及一財務報表。
5. 一種分級產品資源規劃方法，係應用於一分級產品資源規劃系統，該分級產品資源規劃系統包含一輸入模組以及一規劃模組，其中，該分級產品資源規劃方法包含下列步驟：透過該輸入模組接收一晶片之一晶片採購成本以及一晶片庫存成本之一晶片資訊；經由該輸入模組接收複數個生產製程配方之一產出分佈以及一生產成本之一製程資訊；藉由該輸入模組接收一分級產品庫存成本之一分級產品資訊；經由該輸入模組接收一銷售金額以及一未滿足訂單懲罰成本之一訂單資訊； 運用該規劃模組將該銷售金額，扣除該晶片採購成本、該生產成本、該晶片庫存成本、該分級產品庫存成本以及該未滿足訂單懲罰成本以計算一利潤；以及透過該規劃模組規劃一晶片採購數量、一晶片庫存數量、一晶片投產數量、一分級產品生產數量、一分級產品庫存數量、一分級產品需求數量以及一無法滿足訂單數量之一資源分配方式，以獲得該利潤之最大值；其中，該利潤是以下列公式計算：P=S-C_c-C_p-I_c-I_p-C_n，其中P：該利潤；S：該銷售金額，係為所有該分級產品需求數量乘以一分級產品售價之總和；C_c：該晶片採購成本，係為所有該晶片採購數量乘以一採購單價之總和；C_p：該生產成本，係為所有該晶片投產數量乘以一製程成本之總和；I_c：該晶片庫存成本，係為所有該晶片庫存數量乘以一晶片庫存處理成本之總和；I_p：該分級產品庫存成本，係為該分級產品庫存數量乘以一產品庫存處理成本之總和；C_n：該未滿足訂單懲罰成本，係為出現該無法滿足訂單數量時所產生之一懲罰金額。
6. 如申請專利範圍第5項所述之分級產品資源規劃方法，其更包含下列計算步驟：該規劃模組利用一線性規劃方式計算並規劃該資源分配方式。
7. 如申請專利範圍第5項所述之分級產品資源規劃方法，其更包含下列計算步驟： 透過該規劃模組接收一供應商可提供之一晶片供應量或是一採購合約訂定之一最大採購量與一最小採購量作為一晶片採購數量限制。
8. 如申請專利範圍第5項所述之分級產品資源規劃方法，其更包含下列計算步驟：藉由一報表模組輸出一晶片報表、一分配報表、一追蹤報表、一訂單報表以及一財務報表。