TWI653587B - 基於機台多級別穩態生產速率之派工方法及系統 - Google Patents

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Abstract

基於機台多級別穩態生產速率之派工方法及系統。該派工方法包含：接收複數個生產機台生產複數個產品時之複數個即時串流資訊；依據一第一數據分箱技術之複數個重疊速率區間對該等即時串流資訊進行分群，以產生各該即時串流資訊所對應之一第一穩態生產速率值；依據一第二數據分箱技術之複數非重疊速率區間對該等即時串流資訊進行分群，以產生各該即時串流資訊所對應之一第二穩態生產速率值；及根據該等第一穩態生產速率值之一部分及該等第二穩態生產速率值之一部分，決定待產產品之派工訊息。

Description

基於機台多級別穩態生產速率之派工方法及系統
本發明係關於一種基於機台多級別穩態生產速率之派工方法及系統。具體而言，本發明係關於一種基於由不同數據分箱技術所產生之機台多級別穩態生產速率之派工方法及系統。
隨著智慧製造產業的快速發展，巨量資料分析與應用也成為提升製造業生產力、競爭力及創新力的關鍵指標之一。在智慧製造產業中，若能有效地分析巨量資料並依據分析結果進行生產派工，除了能快速地複製到各種高科技製造業(如光電半導體)或傳統產業製造業中外，還能協助製造業降低維運成本、提高工廠資源運用效率。
習知製造業之派工方法主要是藉由分析歷史資料庫中相似之產品訂單或建立各類生產數據模型來進行派工。然而，習知的派工技術並未如本發明般藉由不同之數據分箱技術(data binning technique)記錄各產品於各機台上的數種級別穩態生產速率，並透過比較整體廠區中複數待產產品及/或生產中複數產品各自的數種級別穩態生產速率進行派工。因此，習知技術容易受到歷史資料庫中的異常數據的影響，導致無法提供較有效率、較準確且較即時的派工結果。
有鑑於此，本領域仍亟需一種掌握產品於機台上之生產效率與機台類別、產品特性、原料的關聯性而優化機台效率之派工技術。
本發明之一目的在於提供一種基於機台多級別穩態生產速率之派工方法，其係適用於一電腦。該派工方法包含下列步驟(a)、步驟(b)及步驟(c)。步驟(a)接收複數個即時串流資訊，其中各該即時串流資訊對應至複數個機台其中之一及複數個產品規格其中之一。步驟(b)對各該該即時串流資訊執行以下步驟：(b1)依據一第一數據分箱技術之複數個重疊速率區間，將該即時串流資訊所包含之複數個生產速率值分群為複數個第一群組，(b2)依據該等第一群組中之一選定群組所對應之該等生產速率值計算之一第一穩態生產速率值，(b3)依據一第二數據分箱技術之複數個非重疊速率區間，將該即時串流資訊所包含之該等生產速率值分群為複數個第二群組，及(b4)依據該第二群組之一部分所對應之該等生產速率值計算一第二穩態生產速率值。該步驟(c)根據該等第一穩態生產速率值之一部分及該等第二穩態生產速率值之一部分，決定一待產產品之一派工訊息。
本發明之另一目的在於提供一種基於機台多級別穩態生產速率之派工系統。該派工系統包含一資料庫及一處理器，且二者電性連接。該處理器接收複數筆即時串流資訊，其中各該即時串流資訊對應至複數個機台其中之一及複數個產品規格其中之一。該處理器針對各該即時串流資訊進行以下運作：(a)依據一第一數據分箱技術之複數個重疊速率區間，將該即時串流資訊所包含之複數生產速率值分群為複數個第一群組，(b)依據該等第一群組中之一選定群組所對應之該等生產速率值計算一第一穩態生 產速率值，(c)依據一第二數據分箱技術之複數個非重疊速率區間，將該即時串流資訊所包含之該等生產速率值分群為複數個第二群組，及(d)依據該第二群組之一部分所對應之該等生產速率值計算一第二穩態生產速率值。該處理器更根據該等第一穩態生產速率值之一部分及該等第二穩態生產速率值之一部分，決定一待產產品之一派工訊息。
本發明所提供之派工技術(包含系統及方法)係利用兩種數據分箱技術所界定之不同的速率區間(亦即，複數個重疊速率區間及複數個非重疊速率區間)，對複數個機台在生產複數個產品時之即時串流資訊所包含之生產速率值進行分群。藉由前述分群，可取得每一產品規格於每一機台上之不同穩態區域(亦即，級別)的複數穩態生產速率值。之後，本發明之派工技術便能依據待產產品之待產產品規格，選取對應的不同級別的穩態生產速率值進行評估與派工。
本發明所提供之派工技術在對即時串流資訊進行分群時，可根據其所包含之各生產速率值去更新群組之資料個數、資料總和及資料平方總和。之後，本發明所提供之派工技術可選擇生產速率值個數最多之第一群組作為一選定群組，且以該選定群組所對應之該等生產速率值之平均值作為一第一穩態生產速率值。另外，本發明可選擇生產速率值個數最多之一或多個第二群組所對應之該等生產速率值之平均值作為一第二穩態生產速率值。透過數據分箱技術，不僅能排除異常之生產速率值被包含在主要穩態區域的可能性，且能進一步地提高各產品規格於各機台上之不同穩態區域(亦即，級別)的穩態生產速率值的準確性。因此，本發明所提供之派工技術能進一步基於資料庫中所記載之各產品規格於各機台上之不同穩態區域 (亦即，級別)的穩態生產速率值及其穩態參數，決定一或多個待產產品與各該機台間之派工關係。依據此派工關係，本發明之派工系統/方法便能預測複數待產產品之生產速率及時間，且在配合即時監控產品之生產狀況下，能優化產品派工及整體廠區的人力調度。
以下結合圖式闡述本發明之詳細技術及實施方式，俾使本發明所屬技術領域中具有通常知識者能理解所請求保護之發明之技術特徵。
M_1、M_m‧‧‧機台
RD_1、RD_n‧‧‧即時串流資訊
100‧‧‧派工系統
101‧‧‧處理器
102‧‧‧資料庫
B1‧‧‧第一數據分箱技術
B2‧‧‧第二數據分箱技術
UPHmax‧‧‧最大生產速率值
UPHmin‧‧‧最小生產速率值
S1‧‧‧第一穩態區域
S2‧‧‧第二穩態區域
S3‧‧‧第三穩態區域
X1‧‧‧第一穩態速率值
X2‧‧‧第二穩態速率值
C1~C5‧‧‧重疊速率區間
C6~C12‧‧‧非重疊速率區間
D‧‧‧移動距離
G1~G5‧‧‧第一群組
G6~G12‧‧‧第二群組
S201~S203‧‧‧步驟
S211~S215‧‧‧步驟
第1A圖係描繪第一實施方式之派工系統100之架構示意圖；第1B圖係描繪派工系統100以第一及第二數據分箱技術對即時串流資訊RD_1進行分群及產生二個穩態區域之示意圖；第1C圖係描繪第一數據分箱技術之複數個重疊速率區間之示意圖；第1D圖係描繪以第一數據分箱技術之複數重疊速率區間對即時串流資訊分群之示意圖；第1E圖係描繪第二數據分箱技術之複數個非重疊速率區間之示意圖；第1F圖係描繪以第二數據分箱技術之複數個非重疊速率區間對即時串流資訊分群之示意圖；第1G圖係描繪第一實施方式之第一穩態區域、第二穩態區域及第三穩態區域之示意圖；第2A圖係描繪第二實施方式之派工方法之流程圖；以及第2B圖係描繪步驟S202之詳細流程圖。
以下將透過實施方式來解釋本發明所提供之基於機台多級別穩態生產速率之派工系統及派工方法。然而，該等實施方式並非用以限制本發明需在如該等實施方式所述之任何環境、應用或方式方能實施。因此，關於實施方式之說明僅為闡釋本發明之目的，而非用以限制本發明之範圍。應理解，在以下實施方式及圖式中，與本發明非直接相關之元件已省略而未繪示，且各元件之尺寸以及元件間之尺寸比例僅為例示而已，而非用以限制本發明之範圍。
本發明之第一實施方式為一種基於機台多級別穩態生產速率之派工系統100，其架構示意圖係描繪於第1A圖。基於機台多級別穩態生產速率之派工系統100包含處理器101及資料庫102，其中處理器101電性連接至資料庫102。處理器101可為各種處理器、中央處理單元(Central Processing Unit；CPU)、微處理器、控制元件、其他可執行指令的硬體元件或本發明所屬技術領域中具有通常知識者所知之其他計算裝置中之任一者。資料庫102可為一記憶體、一通用串列匯流排(Universal Serial Bus；USB)碟、一硬碟、一光碟(Compact Disk；CD)、一隨身碟或本發明所屬技術領域中具有通常知識者所知且具有相同功能之任何其他儲存媒體或電路。
派工系統100可用於一具有複數個機台M_1、……、M_m之生產作業環境(或其他類似之環境)，且機台M_1、……、M_m中的每一個可生產符合一或多個產品規格之產品。概要而言，處理器101接收機台M_1、……、M_m生產複數個產品時之複數筆即時串流資訊RD_1、……RD_n。即時串流資訊RD_1、……RD_n的每一筆包含複數個生產速率值，且 對應至機台M_1、……、M_m其中之一及複數個產品規格其中之一。換言之，即時串流資訊RD_1、……RD_n的每一筆包含機台M_1……、M_m其中之一在生產符合某一產品規格之產品時之生產速率值。處理器101以多個數據分箱(data binning)技術對即時串流資訊RD_1、……RD_n的每一筆分群，再依據分群的結果決定於各機台M_1……、M_m生產符合各產品規格之產品時的複數個穩態生產速率值及複數個穩態參數。之後，派工系統100便可根據這些穩態生產速率值中的一部分，甚至再根據這些穩態參數中的一部分，決定一待產產品之一派工訊息。
茲以即時串流資訊RD_1為例，說明派工系統100如何透過多個(例如：二個)數據分箱技術對即時串流資訊RD_1分群，其示意圖係描繪於第1B圖。
第1B圖左側為即時串流資訊RD_1所包含之生產速率值之分布示意圖，其中水平軸代表時間，垂直軸代表生產速率值，且生產速率值為每小時之生產單位(Unit Per Hour,UPH)。分布示意圖中的每一黑點即代表包含於即時串流資訊RD_1之生產速率值。處理器101採用第一數據分箱技術B1之複數個重疊速率區間C1、C2、C3、C4、C5(容後詳述)及第二數據分箱技術B2之複數個非重疊速率區間C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12(容後詳述)分別對即時串流資訊RD_1所包含之生產速率值進行分群。處理器101以第一數據分箱技術B1對生產速率值分群後，會依據分群結果找出第一穩態區域S1(容後詳述)，且會以對應至第一穩態區域S1之生產速率值計算出一穩態生產速率值X1(例如：該等生產速率值之平均值)。處理器101會根據第一穩態區域S1決定一第二穩態區域S2(容後詳述)，再根據對應到第 二穩態區域S2之生產速率值(可由第二數據分箱技術B2取得)計算出一穩態生產速率值X2。處理器101可另外地計算第一穩態區域S1及第二穩態區域S2各自的穩態參數。之後，處理器101將穩態生產速率值X1、X2以及穩態參數記錄於資料庫102。
第一數據分箱技術B1之重疊速率區間C1~C5之示意圖係描繪於第1C圖。第一數據分箱技術B1在最大生產速率值UPHmax及最小生產速率值UPHmin間定義了重疊速率區間C1~C5，其中重疊速率區間C1~C5各具有一第一區間長度(亦即，長度皆為第一區間長度)，具有一順序，且依該順序相鄰之二重疊速率區間以一移動距離D重疊(例如：重疊速率區間C1與重疊速率區間C2重疊，且錯開移動距離D)。
處理器101會依據重疊速率區間C1~C5，將即時串流資訊RD_1所包含之該等生產速率值分群為複數個第一群組G1、G2、G3、G4、G5，如第1D圖所示。具體而言，當一生產速率值落於重疊速率區間C1~C5中的某一或某些個，則該生產速率值屬於那一(那些)個重疊速率區間所對應之第一群組。例如：生產速率值D1會被分群至重疊速率區間C4所對應至第一群組G4及重疊速率區間C5所對應至第一群組G5。處理器101以第一數據分箱技術B1分群時，會一併地計算各第一群組G1~G5之資料個數(亦即，有幾筆生產速率值)。於某些實施態樣中，處理器101還會一併地計算各第一群組G1~G5之資料總和(亦即，該等生產速率值之總和)以及資料平方總和(該等生產速率值之平方總和)。
於第1D圖所示之範例中，落入第一群組G5之資料個數最多，因此處理器101會以第一群組G5所對應之重疊速率區間C5作為第一穩態區 域S1，且以第一群組G5作為選定群組。接著，處理器101依據選定群組(亦即，第一群組G5)所對應之該等生產速率值，計算一穩態生產速率值X1(例如：取該等生產速率值之平均值)。需說明者，處理器101可採一資料類別化方式對即時串流資訊RD進行運算，以決定重疊速率區間C1~C5之長度，其中前述資料類別化方式包括全距等分分箱法(Bucket)、等分位法(Quantile)及最適分箱法(Optimal Binning)。
第二數據分箱技術B2之非重疊速率區間C6~C12之示意圖係描繪於第1E圖。第二數據分箱技術B2在最大生產速率值UPHmax及最小生產速率值UPHmin間定義了非重疊速率區間C6~C12，其中非重疊速率區間C6~C12各具一第二區間長度(亦即，長度皆為第二區間長度)，且該第二區間長度為第一數據分箱技術B1中的移動距離D。
據此，處理器101會依據非重疊速率區間C6~C12，將即時串流資訊RD_1所包含之該等生產速率值分群為複數個第二群組G6、G7、G8、G9、G10、G11、G12，如第1F圖所示。具體而言，當一生產速率值落於非重疊速率區間C6~C12中的某一個，則該生產速率值屬於那一非重疊速率區間所對應之第二群組。處理器101以第二數據分箱技術B2分群時，會一併地計算各第二群組G6~G12之資料個數(亦即，有幾筆生產速率值)。於某些實施態樣中，處理器101還會一併地計算各第二群組G6~G12之資料總和(亦即，該等生產速率值之總和)以及資料平方總和(該等生產速率值之平方總和)。
處理器101會以第一穩態區域S1外之其他非重疊速率區間決定第二穩態區域S2，甚至決定更多個其他的穩態區(選擇性的)。舉例而 言，處理器101可選擇第一穩態區域S1外之其他非重疊速率區間中對應至最多(或較多)個生產速率值之一或多個非重疊速率區間作為第二穩態區域S2。當位於第一穩態區域S1外之其他非重疊速率區間有多個對應至相同個數之生產速率值時，處理器101可選擇生產速率值相對較高之非重疊速率區間作為第二穩態區域S2。於本實施方式中，處理器101還會根據其餘的非重疊速率區間決定一第三穩態區域S3。為便於理解，請參第1G圖所描繪之第一穩態區域S1、第二穩態區域S2及第三穩態區域S3。第二穩態區域S2由非重疊速率區間C8、C9組成，第三穩態區域S3由非重疊速率區間C6、C7組成，且第二穩態區域S2所對應之生產速率值之筆數多於第三穩態區域S3所對應之生產速率值之筆數。
處理器101會分別計算第一穩態區域S1、第二穩態區域S2及第三穩態區域S3之穩態生產速率值X1、穩態生產速率值X2及穩態生產速率值X3。於某些實施方式中，處理器101還會計算第一穩態區域S1、第二穩態區域S2及第三穩態區域S3個別的穩態參數(可包含機率值及標準差)。如前所述，處理器101會計算各群組(含第一及第二群組)之資料個數，且某些實施態樣會一併地計算各群組(含第一及第二群組)之資料總和(亦即，該等生產速率值之總和)以及資料平方總和(該等生產速率值之平方總和)。於該等實施態樣中，處理器101可依據這些值來計算各穩態區域之穩態生產速率值、機率值及標準差。為便於理解，茲以第二穩態區域S2為例說明。處理器101可根據下列公式(1)計算第二穩態區域S2之穩態生產速率值X2，根據下列公式(2)計算第二穩態區域S2之機率值，且根據下列公式(3)計算第二穩態區域S2之標準差。
穩態生產速率值，其中
上述公式(1)-(3)中，參數n i 代表第G i 個群組之資料個數，參數s i 代表第G i 個群組之資料總和，且參數ss i 代表第G i 個群組之資料平方總和。
處理器101會將前述穩態生產速率值X1~X3及該等穩態參數記錄於資料庫102中，以待而後決定待產產品之派工訊息的使用。需說明者，儘管以上僅以即時串流資訊RD_1為例說明派工系統100如何透過二個數據分箱技術對即時串流資訊RD_1分群，但派工系統100會以同樣的技術手段去對其他的即時串流資訊進行分群及計算，且會將根據其他各即時串流資訊所產生的穩態生產速率值X1~X3及該等穩態參數記錄於資料庫102。需說明者，由於即時串流資訊RD_1、……RD_n的每一筆對應至機台M_1、……、M_m其中之一及該等產品規格其中之一，因此各第一穩態生產速率值對應至機台M_1、……、M_m其中之一及該等產品規格其中之一，各第二穩態生產速率值對應至機台M_1、……、M_m其中之一及該等產品規格其中之一，且各第三穩態生產速率值對應至機台M_1、……、M_m其中之一及該等產品規格其中之一。
接著說明本發明之派工系統100如何決定一待產產品之一派工訊息，其中派工訊息可包含該待產產品之一對應生產機台。處理器101可藉由比對資料庫102所記錄之該等產品規格及該待產產品之一待產產品規 格，選擇該等產品規格其中之一作為該待產產品之參照規格。處理器101再根據該參照規格所對應之該等第一穩態生產速率值、該等第二穩態生產速率值及該等第三穩態生產速率值，決定該待產產品於各該機台上之一第一預計生產速率值、一第二預計生產速率值、一第三預計生產速率值(例如：以一學習方法來決定，而學習方法包含回歸法、最近鄰居分類法(K-nearest neighbors algorism)、機器學習演算法)。
處理器101可再根據該參照規格所對應之該等穩態參數，決定該待產產品於各該機台上之一預計穩態參數。之後，處理器101再根據該等第一預計生產速率值、該等第二預計生產速率值、該等第三預計生產速率值，甚至可再根據該等預計穩態參數，決定派工訊息。需說明者，前述各產品該規格可包含產品之尺寸、材料或其他產品屬性/特徵。處理器101可利用一回歸法、一內插法或其他相似度分析法來決定該待產產品之該參照規格。
於某些實施方式中，處理器101藉由對各該機台執行以下運作：(a)依據該機台之該第一預計生產速率值、該第二預計生產速率值及該第三預計生產速率值，計算該待產產品於該機台之一預估生產時間，以及(b)依據該機台之該預估生產時間、一可開始生產時間點及一調機時間，決定一預估完成時間點。之後，處理器101依據該等預估完成時間點決定該待產產品之該派工訊息所包含之一對應生產機台。舉例而言，處理器101可指派該待產產品至預估生產時間最小者所對應之機台進行生產。再舉例而言，處理器101亦可指派該待產產品至預估完成時間點最早者所對應之機台進行生產。
為便於理解，茲於表一列出待產產品j於機台m上之各穩態 區域(各級別)之預計生產速率值及其穩態參數中之機率值。茲假設所需生產之待產產品j的個數為Nj，機台m可以開始生產尚未派工產品的時間點為q m ，已於產線中生產之最後一個產品為i m ，而從產品i m 改為生產待產產品j的調機時間為，則處理單元101可利用以下公式(4)計算待產產品j於機台m之預估生產時間，且可利用以下公式(5)計算待產產品j於機台m之預估完成時間點。
如前所述，處理器101在計算出預估生產時間及預估完成時間點後，可指派待產產品j至預估生產時間最小者所對應之機台進行生產，或者指派待產產品j至預估完成時間點最早者所對應之機台進行生產。
在另一實施方式中，派工系統100欲生產複數種類之複數待產產品。處理器101先以上述公式(4)及公式(5)取得各該待產產品之複數個預估生產時間。接著，處理器101以一預估法來對預估生產時間進行運 算，藉此求得該等待產產品之派工訊息(包含各待產產品之一對應生產機台、派工順序及預估產能值)，其中該預估法可為混合整數規劃模型或各種啟發式演算法(如基因演算法)。舉例而言，處理器101可利用以下公式(6)計算該等待產產品之各自對應生產機台、派工順序及預估產能值：
處理器101在針對公式(6)求解時，必須符合以下數個條件：
條件(a)：
條件(b)：
條件(c)：
條件(d)：
條件(e)：
條件(f)：
條件(g)：
條件(h)：
條件(i)：
條件(j)：
上述公式(6)代表在條件(a)至條件(j)之限制下，將所有待產產品(亦即，待派工之產品)於每個機台上超過交期之時間的總和最小化後，得出待產產品與各機台間的最佳組合(即，獲得待產產品所各自對應的機台及派工順序)。如此，根據上述最佳組合及各待產產品於各機台上之各穩態區域之預計生產速率值，本發明之派工系統便能計算出預估產能值，包含每 單位時間內在各機台上之所產出各待產產品的數量、各待產產品於各機台上之生產時間、各機台之使用程度及等等。
條件(a)代表對每個產品j，恰巧被指派至一個機台m上之第一個位置或在某產品後生產。條件(b)代表每個機台m上的第一個指派位置最多只會有一個產品。條件(c)代表若產品j被指派至機台m上之第一個位置或在某產品後生產，則產品j也會在機台m上最後一個位置或在某產品前生產。條件(d)代表每個產品j開始處理的時間點在產品到達時間點之後。條件(e)代表若產品j被指派至機台m上之第一個位置，則產品j在機台m上的開始處理的時間點在機台m可以開始處理的時間點後。條件(f)代表若產品j被指派至機台m上之產品i後，則產品j在機台m上的開始處理的時間點在產品i之生產完成之時間點後。條件(g)代表若產品j被指派至機台m上之產品i後，則產品j之完成時間點在產品j的到達時間點加上調機時間加上生產時間之後。此外，條件(h)及條件(i)代表對每產品j，超過交期之時間為0與完成時間點減掉交期時間二者中之較大的值。條件(j)則代表機台或/及產品的指派變數，其值可為0或1。
茲說明上述公式(6)以及條件(a)至條件(j)中所使用之各參數。參數代表待派工之產品(亦即，待產產品)的集合，且參數M代表機台的集合。參數r j 代表產品j到達此站(廠區)的時間點(release date)， 。參數d j 代表產品j在此站(廠區)生產的交期(due date)，。參數代表在機台m上產品j的生產時間(processing time)，。參數代表在機台m上產品i換到產品j的調機時間(setup time)， M。參數q m 代表機台m可開始生產產品集合的時間點，。參數 ={i |在機台m上產品i可緊接在產品j後生產}，。參數={i |在機台m上產品i可緊接在產品j前生產}，。另外，於某些實施方式中，參數M可透過以下公式表示：
另外，參數、參數及參數之涵義如下：
此外，參數B j 代表開始處理(含調機及生產)產品j的時間點，。參數C j 代表產品j生產完成的時間點，。參數T j 代表產品j超過交期的時間，。
在另一實施方式中，當廠區接獲一插單的待產產品時，本發明之派工系統100可利用其處理器101與資料庫102執行前述程序，以求得此插單之待產產品的派工訊息，其中還可藉由在前述限制式中加重此插單之待產產品的權重，來提高使此插單之待產產品滿足交期之優先順序。
由前述說明可知，本發明所提供之派工系統100利用兩種數據分箱技術所界定之不同的速率區間(亦即，複數個重疊速率區間及複數個非重疊速率區間)，對各筆即時串流資訊進行分群。各筆即時串流資訊包含某一機台在生產符合某一產品規格之產品時之生產速率值。藉由前述分群，可取得每一產品規格於每一機台上之不同穩態區(亦即，級別)的複數穩態生產速率值。之後，派工系統100便能依據待產產品之待產產品規格，選取對應的不同級別的複數穩態生產速率值進行評估與派工。
在對一筆即時串流資訊進行分群時，該筆即時串流資訊所包含之複數個生產速率值係陸續地進來。針對每一個生產速率值，派工系統100依據複數個重疊速率區間及複數個非重疊速率區間，判斷該生產速率值屬於哪些群組，再更新各群組之資料個數、資料總和及資料平方總和。在對該筆即時串流資訊分群完之後，派工系統100便可決定多個穩態區域(亦即，多個級別)，再根據該等群組之資料個數、資料總和及資料平方總和，計算出各穩態區域之穩態生產速率值，甚至計算出其他的穩態參數。透過記錄各群組之資料個數、資料總和及資料平方總和可降低需要儲存的資料量，亦可提高後續計算穩態生產速率值之效率。另外，透過數據分箱技術，能排除異常之生產速率值被包含在主要穩態區域(亦即，生產速率值個數最多之群組，例如：第一穩態區域S1)，且能進一步地提高各產品規格於各機台上之不同穩態區域的穩態生產速率值的準確性。
基於上述的運作及所儲存之資訊，本發明所提供之派工系統100能進一步地基於資料庫中所記載之各產品規格於各機台上之不同穩態區域之穩態生產速率值及其穩態參數，決定一或多個待產產品與各該機台間之派工關係。此外，本發明之派工系統還能依據此關係預測複數待產產品之生產速率及時間，及在配合即時監控產品之生產狀況下，優化產品派工及整體廠區的人力調度。
本發明之第二實施方式為一種基於機台多級別穩態生產速率之派工方法，其流程圖係描繪於第2圖。該派工方法適用於一派工系統(例如：第一實施方式所述之派工系統100)，且該派工系統可由一電腦、一電子計算裝置或其他具有計算能力之類似的裝置來實現。
首先，於步驟S201，由該派工系統接收複數筆即時串流資訊，其中各該即時串流資訊對應至複數個機台其中之一及複數個產品規格其中之一。具體而言，各該即時串流資訊包含該等機台其中之一在生產符合某一產品規格之產品時之複數個生產速率值。接著，於步驟S202，由該派工系統針對各該即時串流資訊，計算出複數個穩態生產速率值。
於本實施方式中，步驟S202係針對各該即時串流資訊執行第2B圖所繪示之流程。於步驟S211，由該派工系統依據第一數據分箱技術之複數重疊速率區間，將該即時串流資訊所包含之複數生產速率值分群為複數個第一群組。具體來說，各該等重疊速率區間具一第一區間長度，具有一順序，且依該順序相鄰之二重疊速率區間以一移動距離重疊。步驟S211以該等重疊速率區間對該即時串流資訊進行分群時，係判斷各生產速率值落於重疊速率區間的某一或某些個，並依據判斷的結果決定該生產速率值屬於那一(那些)個重疊速率區間所對應之第一群組。在執行步驟S211時，該派工系統還會一併地計算各第一群組之資料個數(亦即，有幾筆生產速率值)。
接著，於步驟S212，依據該等第一群組中之一選定群組所對應之該等生產速率值計算一第一穩態生產速率值。該選定群組所對應之重疊速率區間可視為一第一穩態區域。具體來說，步驟S212會判斷哪一個群組中具最多筆生產速率值，並以該第一群組作為一選定群組。步驟S212還會對該選定群組中之該等生產速率值進行平均值運算，並以該平均值作為該第一穩態區域之該第一穩態生產速率值。
另一方面，於步驟S213，由該派工系統依據一第二數據分箱 技術之複數個非重疊速率區間，將該即時串流資訊所包含之該等生產速率值分群為複數個第二群組。具體來說，各該非重疊速率區間具有一第二區間長度，且該第二區間長度等於第一數據分箱技術中的該移動距離。步驟S213以該等非重疊速率區間對該即時串流資訊所包含之該等生產速率值進行分群時，係判斷各生產速率值落於非重疊速率區間的哪一個，並依據判斷的結果決定該生產速率值屬於那一個非重疊速率區間所對應之第二群組。
接著，於步驟S214，由該派工系統依據該等第二群組之一第一部分所對應之該等生產速率值計算一第二穩態生產速率值。具體來說，步驟S214會先由該派工系統以第一穩態區域外之其他非重疊速率區間決定一第二穩態區域。舉例而言，派工系統可選擇第一穩態區域外之其他非重疊速率區間中對應至最多(或較多)個生產速率值之一或多個非重疊速率區間作為該第二穩態區。步驟S214接著再對該第二穩態區所對應之該(等)第二群組所包含之該等生產速率值進行平均值運算，並以該平均值作為該第二穩態區域之該第二穩態生產速率值。
需說明者，於某些實施方式中，該派工系統在執行步驟S211時，還會一併地計算各第一群組之資料總和(亦即，該等生產速率值之總和)以及資料平方總和(該等生產速率值之平方總和)。此外，該派工系統在執行步驟S213時，還會一併地計算各第二群組之資料總和(亦即，該等生產速率值之總和)以及資料平方總和(該等生產速率值之平方總和)。於該等實施方式中，該派工系統還會執行一步驟以依據該等第一群組中之該選定群組所對應之該等生產速率值決定一第一穩態參數，依據該等第二群組之該第一部分所對應之該等生產速率值決定一第二穩態參數，且依據該等第二 群組之該第二部分所對應之該等生產速率值決定一第三穩態參數。該等第一穩態參數、該等第二穩態參數、該等第三穩態參數各自包含一機率值及一標準差。
需說明者，於本實施方式中，該派工系統係以一資料類別化方式對即時串流資訊進行運算，以決定該等重疊速率區間之區間長度。前述資料類別化方式包括全距等分分箱法(Bucket)、等分位法(Quantile)及最適分箱法(Optimal Binning)。另外，於某些實施方式中，該派工系統在執行步驟S214時，還可以再決定一或多個其他的穩態區域(亦即，選擇第一穩態區域及第二穩態區域外之其他非重疊速率區間)，再針對各其他穩態區域所包含之該等生產速率值進行平均值運算，藉此取得各其他穩態區之穩態生產速率值。之後，執行步驟S215，由該派工系統將該第一穩態生產速率值、該第二穩態生產速率值以及其他的穩態生產速率值(若有)記錄於該派工系統之資料庫中。
該派工方法針對各該即時串流資訊執行步驟S211至步驟S215後(亦即，執行完步驟S202)，便獲得各該即時串流資訊之複數個穩態生產速率值。接著，於步驟S203，由該派工系統根據該第一穩態生產速率值之一部份、該第二穩態生產速率值之一部份及該第三穩態生產速率值之一部分(若有)，決定一待產產品之一派工訊息，其中該派工訊息包含待產產品之對應生產機台、派工順序及預估產能值。
具體來說，步驟S203係由該派工系統藉由比對其資料庫所記錄之複數個產品規格與該待產產品之待產產品規格，選擇該等產品規格其中之一作為該待產產品之一參照規格(例如：選擇相同或最相近之產品規 格作為參照規格)。前數該等產品規格可包含產品之尺寸、材料或其他產品屬性/特徵。於某些實施方式中，步驟S203係以一回歸法、一內插法或其他相似度分析法決定該參照規格。步驟S203還可根據該參照規格所對應之該等第一穩態生產速率值、該等第二穩態生產速率值及該等第三穩態生產速率值，決定該待產產品於各該機台之一第一預計生產速率值、一第二預計生產速率值及一第三預計生產速率值。之後，步驟S203再根據該等第一預計生產速率值、該等第二預計生產速率值及該等第三預計生產速率值，決定該派工訊息。
具體來說，於本實施方式中，步驟S203可對各機台執行以下步驟：(a)依據該機台之該第一預計生產速率值、該第二預計生產速率值及該第三預計生產速率值，計算該待產產品於該機台之一預估生產時間，及(b)依據該機台之該預估生產時間、一可開始生產時間點及一調機時間，決定一預估完成時間點。之後，步驟S203再依據該等預估完成時間點決定該待產產品之一對應生產機台。
於某些實施方式中，於步驟S203後，該派工系統可再執行另一步驟(未繪示)以根據該等穩態生產速率值及各自之該等複數穩態參數，估算出複數個待產產品之各自之複數個預估生產時間及複數個預估完成時間點，再執行另一預估法(例如：透過前述公式(6))來對所估算之該等預估生產時間及該等預估完成時間點進行運算，以求得該等待產產品之各自之對應生產機台、派工順序及預估產能值，其中該預估法可為混合整數規劃模型或各種啟發式演算法(如基因演算法)。
除了上述步驟，第二實施方式亦能執行第一實施方式所描述 之所有運作及步驟，具有同樣之功能，且達到同樣之技術效果。本發明所屬技術領域中具有通常知識者可直接瞭解第二實施方式如何基於上述第一實施方式以執行此等運作及步驟，具有同樣之功能，並達到同樣之技術效果，故不贅述。
在第二實施方式中所闡述之派工方法可由包含複數個指令之一電腦程式產品實現。各電腦程式產品可為能被於網路上傳輸之檔案，亦可被儲存於一非暫態電腦可讀取儲存媒體中。針對各電腦程式產品，在其所包含之該等指令被載入一電子計算裝置(例如：第一實施方式之派工系統)之後，該電腦程式執行如在第二實施方式中所述之派工方法。該非暫態電腦可讀取儲存媒體可為一電子產品，例如：一唯讀記憶體(read only memory；ROM)、一快閃記憶體、一軟碟、一硬碟、一光碟(compact disk；CD)、一隨身碟、一磁帶、一可由網路存取之資料庫或本發明所屬技術領域中具有通常知識者所知且具有相同功能之任何其他儲存媒體。
需說明者，於本發明專利說明書中，所有冠以「第一」、「第二」或「第三」的名詞中之「第一」、「第二」或「第三」僅用來表示該等名詞為不同名詞。舉例來說，於本發明專利說明書中，第一穩態生產速率值、第二穩態生產速率值及第三穩態生產速率值中之「第一」、「第二」及「第三」僅用來表示該等穩態生產速率值為不同穩態生產速率值。
綜上所述，本發明所提供之派工技術(包含系統及方法)利用兩種數據分箱技術所界定之不同的速率區間(亦即，複數個重疊速率區間及複數個非重疊速率區間)，對複數個機台在生產複數個產品時之即時串流資訊進行分群。藉由前述分群，可取得每一產品規格於每一機台上之不同穩 態區域(亦即，級別)的複數個穩態生產速率值。之後，本發明之派工技術便能依據待產產品之待產產品規格，選取對應的不同級別的穩態生產速率值進行評估與派工。
本發明所提供之派工技術在對即時串流資訊進行分群時，會根據其所包含之各生產速率值去更新群組之資料個數、資料總和及資料平方總和。之後，本發明所提供之派工技術可選擇生產速率值個數最多之第一群組作為一選定群組，且以該選定群組所對應之該等生產速率值之平均值作為一第一穩態生產速率值。另外，本發明可選擇生產速率值個數最多之一或多個第二群組所對應之該等生產速率值之平均值作為一第二穩態生產速率值。透過數據分箱技術，不僅能排除異常之生產速率值被包含在主要穩態區域的可能性，且能進一步地提高各產品規格於各機台上之不同穩態區域(亦即，級別)的穩態生產速率值的準確性。因此，本發明所提供之派工技術能進一步地基於資料庫中所記載之各產品規格於各機台上之不同穩態區域(亦即，級別)的穩態生產速率值及其穩態參數，決定一或多個待產產品與各該機台間之派工關係。此外，本發明所提供之派工系統/方法還能依據此關係預測複數待產產品之生產速率及時間，及在配合即時監控產品之生產狀況下，優化產品派工及整體廠區的人力調度。
上述實施方式僅用來例舉本發明之部分實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，而非用來限制本發明之保護範疇及範圍。任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，而本發明之權利保護範圍以申請專利範圍為準。

Claims (18)

  1. 一種基於機台多級別穩態生產速率之派工系統，包含：一資料庫；以及一處理器，電性連接至該資料庫，接收複數筆即時串流資訊，各該即時串流資訊對應至複數個機台其中之一及複數個產品規格其中之一，該處理器針對各該即時串流資訊進行以下運作：依據一第一數據分箱(data binning)技術之複數個重疊速率區間，將該即時串流資訊所包含之複數個生產速率值分群為複數個第一群組，且依據該等第一群組中之一選定群組所對應之該等生產速率值計算一第一穩態生產速率值，依據一第二數據分箱技術之複數個非重疊速率區間，將該即時串流資訊所包含之該等生產速率值分群為複數個第二群組，且依據該等第二群組之一第一部分所對應之該等生產速率值計算一第二穩態生產速率值，其中，該處理器更根據該等第一穩態生產速率值之一部分及該等第二穩態生產速率值之一部分，決定一待產產品之一派工訊息。
  2. 如請求項1所述之派工系統，其中該處理器更針對各該即時串流資訊進行以下運作：根據該等第二群組之一第二部分所包含之該等生產速率值決定一第三穩態生產速率值；其中，該處理器係根據該等第一穩態生產速率值之該部分、該等第二穩態生產速率值其中之該部分及該等第三穩態生產速率值其中之一部分，決定該待產產品之該派工訊息。
  3. 如請求項2所述之派工系統，其中該派工訊息包含該待產產品之一對應 生產機台、一派工順序及一預估產能值。
  4. 如請求項2所述之派工系統，其中該資料庫記錄該等產品規格、該等第一穩態生產速率值、該等第二穩態生產速率值及該等第三穩態生產速率值，各該第一穩態生產速率值對應至該等機台其中之一及該等產品規格其中之一，各該第二穩態生產速率值對應至該等機台其中之一及該等產品規格其中之一，且各該第三穩態生產速率值對應至該等機台其中之一及該等產品規格其中之一。
  5. 如請求項4所述之派工系統，其中該處理器藉由執行以下運作而決定該派工訊息：藉由比對該資料庫所記錄之該等產品規格及該待產產品之一待產產品規格，選擇該等產品規格其中之一作為該待產產品之一參照規格；根據該參照規格所對應之該等第一穩態生產速率值、該等第二穩態生產速率值及該等第三穩態生產速率值，決定該待產產品於各該機台之一第一預計生產速率值、一第二預計生產速率值及一第三預計生產速率值；以及根據該等第一預計生產速率值、該等第二預計生產速率值及該等第三預計生產速率值，決定該派工訊息。
  6. 如請求項5所述之派工系統，其中該處理器係以一回歸法、一內插法及一相似度分析法選擇該參照規格。
  7. 如請求項5所述之派工系統，其中該處理器更針對各該即時串流資訊進行以下運作：依據該等第一群組中之該選定群組所對應之該等生產速率值決定一第一穩態參數，依據該等第二群組之該第一部分所對應之該等生產速率值決定一第二穩態參數，依據該等第二群組之該第二部分所對應之該 等生產速率值決定一第三穩態參數；其中，該等第一穩態參數、該等第二穩態參數及該等第三穩態參數各自包含一機率值及一標準差。
  8. 如請求項1所述之派工系統，其中各該重疊速率區間具有一第一區間長度，該等重疊速率區間具有一順序，依該順序相鄰之二重疊速率區間以一移動距離重疊，各該非重疊速率區間具有一第二區間長度，且該第二區間長度等於該移動距離。
  9. 如請求項7所述之派工系統，其中該處理器係藉由執行以下運作而決定該派工訊息：對各該機台執行以下運作：依據該機台之該第一預計生產速率值、該第二預計生產速率值及該第三預計生產速率值，計算該待產產品於該機台之一預估生產時間，以及依據該機台之該預估生產時間、一可開始生產時間點及一調機時間，決定一預估完成時間點，以及依據該等預估完成時間點決定該待產產品之該派工訊息所包含之一對應生產機台。
  10. 一種基於機台多級別穩態生產速率之派工方法，適用於一派工系統，該派工方法包含下列步驟：(a)接收複數個即時串流資訊，其中各該即時串流資訊對應至複數個機台其中之一及複數個產品規格其中之一；(b)對各該該即時串流資訊執行以下步驟：(b1)依據一第一數據分箱技術之複數個重疊速率區間，將該即時串流資訊所包含之複數個生產速率值分群為複數個第一群組； (b2)依據該等第一群組中之一選定群組所對應之該等生產速率值計算一第一穩態生產速率值；(b3)依據一第二數據分箱技術之複數個非重疊速率區間，將該即時串流資訊所包含之該等生產速率值分群為複數個第二群組；以及(b4)依據該等第二群組之一第一部分所對應之該等生產速率值計算一第二穩態生產速率值；以及(c)根據該等第一穩態生產速率值之一部分及該等第二穩態生產速率值之一部分，決定一待產產品之一派工訊息。
  11. 如請求項10所述之派工方法，其中該步驟(b)更對各該該即時串流資訊執行以下步驟：根據該等第二群組之一第二部分所包含之該等生產速率值決定一第三穩態生產速率值；其中，該步驟(c)係根據該等第一穩態生產速率值之該部分、該等第二穩態生產速率值之該部分及該等第三穩態生產速率值之一部分，決定該待產產品之該派工訊息。
  12. 如請求項11所述之派工方法，其中該派工訊息包含該待產產品之一對應生產機台、一派工順序及一預估產能值。
  13. 如請求項11所述之派工方法，更包括下列步驟：將該等產品規格、該等第一穩態生產速率值、該等第二穩態生產速率值及該等第三穩態生產速率值記錄於一資料庫；其中，各該第一穩態生產速率值對應至該等機台其中之一及該等產品規格其中之一，各該第二穩態生產速率值對應至該等機台其中之一及該等產品規格其中之一，且各該第三穩態生產速率值對應至該等機台其 中之一及該等產品規格其中之一。
  14. 如請求項13所述之派工方法，其中該步驟(c)包括下列步驟：(c1)藉由比對該資料庫所記錄之該等產品規格及該待產產品之一待產產品規格，選擇該等產品規格其中之一作為該待產產品之一參照規格；(c2)根據該參照規格所對應之該等第一穩態生產速率值、該等第二穩態生產速率值及該等第三穩態生產速率值，決定該待產產品於各該機台之一第一預計生產速率值、一第二預計生產速率值及一第三預計生產速率值；以及(c3)根據該等第一預計生產速率值、該等第二預計生產速率值及該等第三預計生產速率值，決定該派工訊息。
  15. 如請求項14所述之派工方法，其中該步驟(c3)係以一回歸法、一內插法及一相似度分析法選擇該參照規格。
  16. 如請求項14所述之派工方法，其中該步驟(b)更對各該該即時串流資訊執行以下步驟：依據該等第一群組中之該選定群組所對應之該等生產速率值決定一第一穩態參數；依據該等第二群組之該第一部分所對應之該等生產速率值決定一第二穩態參數；以及依據該等第二群組之該第二部分所對應之該等生產速率值決定一第三穩態參數；其中，該等第一穩態參數、該等第二穩態參數、該等第三穩態參數各自包含一機率值及一標準差。
  17. 如請求項10所述之派工方法，其中各重疊速率區間具有一第一區間長度，該等重疊速率區間具有一順序，依該順序相鄰之二重疊速率區間以 一移動距離重疊，各該非重疊速率區間具有一第二區間長度，且該第二區間長度等於該移動距離。
  18. 如請求項16所述之派工方法，其中該步驟(c)更包括下列步驟：對各該機台執行以下運作：依據該機台之該第一預計生產速率值、該第二預計生產速率值及該第三預計生產速率值，計算該待產產品於該機台之一預估生產時間；以及依據該機台之該預估生產時間、一可開始生產時間點及一調機時間，決定一預估完成時間點；以及依據該等預估完成時間點決定該待產產品之一對應生產機台。
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