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1、ISSN1812-8572(2004)計量管理期刊vol.1,no.1,page75~90以物件導向整合產品家族結構的設計*曾懷恩**王文派***張振賢*大葉大學工業工程與科技管理學系Email:hwiaen@mail.dyu.edu.tw**國立勤益技術學院工業與工程管理系***建國技術學院工業工程與管理系摘要客製化的環境是現今絕大部份企業所需面臨的處境,客製化應該是由商品上市的時間(Timetomarket)、變異(Variety)及生產的規模三個方面來衡量。因應這個客製化的趨勢，有必要發展一個產品組態的環境以在不同
2、的限制條件下，提供快速的產品組合滿足顧客的需求。然而組態是影響客製化需求下的一個主要的因素。組態簡單的說法就是一項產品由什麼原料、零件組合而成，呈現在物料清單(BillOfMaterial,BOM)上的各種組成方式及組成所需的數量等等，這些組合關係都可以稱之為組態。然而本研究透過物件導向的系統,使用統一模型語言(UnifiedModelingLanguage,UML)的方式以表達產品結構樹(ProductFamilyArchitecture,PFA)所欠缺的具體化和完整性,再利用數學規劃模式搭配最佳化解題器LINGO來決
3、定產品零件之配置,已達成最佳化之零件組合，使在設計變更時或者是同步工程所提出的設計初期達成敏捷反應，提高生產力和達成滿足客製化的目的。關鍵字：物料清單，客製化，統一模型語言，產品組態，產品結構樹一、前言對於現代的企業環境，傳統中低成本、大批量的生產模式已經很難再見，企業必須提供不同型式的產品以滿足消費者的需求，為了拉近與消費者之間的距離，如何要求產品研發單位，能夠提供較多差異化(differentiation)的產品變異(productvariety)選擇機會以因應消費者的需要，而又能符合自身企業的成本及生產製程的要求，
4、正考驗著現今的企75以物件導向整合產品家族結構的設計業的經營模式，許多的研究稱這種模式為客製化(masscustomization)的生產環境[1~4]。由於客製化需求的趨勢，使得產品在組態上有著多樣的變異選擇，也使得產品零件間的限制關係更為複雜，Fohn曾以電腦產品為例，統計過大約有30%至85%由顧客選取的產品組態是錯誤的[5]，而這種的錯誤會使得製程的延期、前置時間的增加，而衍生的設計變更問題也造成控制上嚴重的問題，而產品資料管理(productdatamanagement)系統的興起就是以資料的觀點來解決上述的相
5、關問題。圖一桌上型時鐘PFA架構樹圖產品資料對於任何從事生產製造的公司而言，是記錄與產品有關的所有資訊的集合，無論公司內部直接與產品接觸的設計部門、製造部門和銷售部門或間接參與的會計部門、企劃部門等，都會直接或間接的使用到產品資料，因此產品資料的管理可以說是最基本而重要的資料[6]。伴隨著產品的生命週期，因為設計缺失、製造困難或顧客嗜好改變等等變化的趨勢，企業常常需要針對產品進行所謂的設計變更或製造變更。而傳統的產品資料管理方式，在處理每一個產品變異時，皆會以一個唯一的物料清單(Bill-of-Material,BOM)
6、與原有的實質的物料做一對應。故當產品變異的現象可控制時，並不會產生太大的問題，但是當產品變異數量大量增加時，產品資料的管理就76ISSN1812-8572(2004)計量管理期刊vol.1,no.1,page75~90會顯得相當的困難，產品的變異會造成資料的重複複製與多重的組合，這種現象稱之為產品的多重組態，而產品的組態管理就是如何尋求適當的機制來管理現存的資料庫[7~9]。更清楚的定義，產品組態是以資料庫模式來描述產品設計的一些特性資料，這些資料包含了產品結構、構成元件、幾何資料、及零件組裝關係等被用來表達產品如何建構
7、的資料[10]；Jiao及Tseng曾經提出所謂的產品家族結構(ProductFamilyArchitecture,PFA)的方法來解決產品變異的描述問題，以取代原有傳統BOM的表達方式，由於PFA的提出只是觀念的闡述，實質的組態運作模式並未真正建立，故本文擬針對PFA產品家族結構的問題來進行研究[1,2]。運用物件導向方法中統一模型語言(UnifiedModelingLanguage,UML)的圖示表達是本研究的主要構想，而UML是一種模型語言，是用來設計方法論的表示法，它利用物件導向的觀念以圖示化方式來表達系統的觀念
8、，是由三位物件導向大師Booch,Rumbaugh,Jacobson整合出的方法論[11,12,17]，透過物件管理組織(ObjectManagementGroup,OMG)的標準化成為系統分析的標準工具。本研究的主要藉由UML設計者能夠於產品概念設計之初期即能透過UML來建立物件導向之組裝規劃模型；而所謂概念設計，
