输出计划的控制变因管理的计算机系统、方法及储存媒体.pdf

一种输出计划的控制变因管理的计算机系统、方法及储存媒体，用于管理一生产系统的制品。规划引擎程序化设计成可接收一产品的订单，根据引入产能因子的产能模型对订单保留一产能，并根据控制变因产生对应于该订单的制品的计划。控制变因管理模块针对生产系统中控制变因的现值、控制变因的目标值、以及制品的优先权值调整规划引擎的控制变因。控制变因管理模块中最好提供一控制变因矩阵，其是一多变量函数，以生产系统中控制变因的现值、控制变因的目标值、制品的优先权值、以及订单的目标日期为变量。

1.  一种输出计划的控制变因管理的计算机系统，用于管理一生产系统，该计算机系统包含：
一产能模型，是引入该生产系统中的多个产能因子；
一规划引擎，用以接收一产品的一订单，根据该产能模型对该订单保留一产能，并根据一控制变因产生该订单的一制品的计划；以及
一控制变因管理模块，针对该生产系统中该控制变因的现值、该控制变因的目标值、以及该制品的一优先权值调整该规划引擎的该控制变因。

2.  根据权利要求1所述的输出计划的控制变因管理的计算机系统，其中该控制变因管理模块包含该产品的一控制变因矩阵，该控制变因矩阵是一多变量函数，以该生产系统中该控制变因的现值、该控制变因的目标值、该制品的该优先权值、以及该订单的一目标日期为变量。

3.  根据权利要求2所述的输出计划的控制变因管理的计算机系统，其中该控制变因管理模块包含一数据库，储存该制品的多个历史控制变因数据。

4.  根据权利要求3所述的输出计划的控制变因管理的计算机系统，其中当该控制变因的现值偏离于调整后的该控制变因时，该控制变因管理模块输出一警示信号。

5.  根据权利要求4所述的输出计划的控制变因管理的计算机系统，其中该控制变因管理模块包含一生产监控模块，用以侦测该生产系统中该控制变因的现值。

6.  根据权利要求1所述的输出计划的控制变因管理的计算机系统，其中该制品包含制造中的晶片，且该生产系统是一集成电路代工厂。

7.  根据权利要求6所述的输出计划的控制变因管理的计算机系统，其中该控制变因包含该制品的周期时间。

8.  一种输出计划的控制变因管理方法，用于管理一生产系统，该方法包含下列步骤：
提供一产能模型，引入该生产系统中的多个产能因子；
接收一产品的一订单；
决定该产品的一控制变因；
根据该控制变因对该订单产生基于该产能模型的计划；
提供该产品的一制品的该控制变因的目标值；
侦测该生产系统中该制品的该控制变因的现值；
根据该控制变因的现值、该控制变因的目标值、以及该制品的一优先权值调整该控制变因；以及
根据该控制变因调整该计划。

9.  根据权利要求8所述的输出计划的控制变因管理方法，其中该控制变因包含该制品的周期时间。

10.  根据权利要求8所述的输出计划的控制变因管理方法，其中该控制变因是由一控制变因矩阵调整，该控制变因矩阵是一多变量函数，以该生产系统中该控制变因的现值、该控制变因的目标值、该制品的该优先权值、以及该订单的一目标日期为变量。

11.  一种储存媒体，用以储存一计算机程序，以提供用于管理一生产系统的一种输出计划的控制变因管理方法，该计算机程序是使一计算机执行下列步骤：
接收一产品的一订单；
决定该产品的一控制变因；
根据该控制变因保留一产能，并对该订单产生一计划；
计算该产品的一制品的该控制变因的目标值；
计算该生产系统中该制品的该控制变因的现值；
根据该控制变因的现值、该控制变因的目标值、以及该制品的一优先权值调整该控制变因；以及
根据该控制变因调整该计划。

12.  根据权利要求11所述的储存媒体，其中该控制变因包含该制品的周期时间。

13.  根据权利要求11所述的储存媒体，其中该控制变因是由一控制变因矩阵调整，该控制变因矩阵是一多变量函数，以该生产系统中该控制变因的现值、该控制变因的目标值、该制品的该优先权值、以及该订单的一目标日期为变量。

输出计划的控制变因管理的计算机系统、方法及储存媒体
技术领域
本发明是有关于一种输出计划(output planning)管理系统及方法，且特别有关于一种生产系统中计算机可实现的控制变因管理系统及方法。
背景技术
近年来，许多企业或制造商已经引用「供应链」(supply chain)的概念来整合内外的资源。供应链必须考虑物料的购买，原料到半成品到已完成产品间的加工转换过程管理，以及产品的配销掌控等。供应链适用于服务型与制造型组织，而供应链的复杂度会随着产业与产业或公司与公司间的不同有巨大的差异。对集成电路(Integrated Circuit，IC)代工业者而言，IC产品的复杂度高，产品间的制程流程互异，而晶片成本与产能成本也相对较其它产业更高。
在供应链中，客户会在一特定日期之前对制造商提出一项产品的一特定数量的需求，制造商则根据其所接到的需求进行制造排程，以试图满足每个客户。当订单下完之后，生产系统的要务即为在期限内将产品配送至客户端。因此，配送日期即为客户判断何时可以收到预订产品的关键。
目前，许多大型商用供应链厂商，例如i2 technology或ADEXA Inc.等均提供套装系统供大型制造商安装运用。对于制造商或工厂而言，通常使用一般商用供应链系统中所提供的生产排程引擎(Production SchedulingEngine)，为其生产计划安排资源与原物料。此种生产排程引擎通常会对正式订单产生一主生产排程(Master Production Schedule，MPS)，供制造商或生产系统遵循以进行制造。
对传统的供应链而言，产品的配送日期是根据一套既定的算法来估计，在算法中引用其生产系统的关键因素做为变因。具体而言，这些算法中的关键因素，或称「控制变因」，通常正是生产系统中容易产生问题的因素。当这些控制变因决定时，由算法即可得到预测结果，例如预测的产品配送日期。因此，控制变因是生产排程引擎中的关键输入参数。
然而，对于生产系统的管理而言，未来的产量目标与目前实际产量所预测的结果经常是互相冲突的。以一晶片代工厂做为生产系统的实例，IC产品经常使用周期时间(cycle time)做为生产排程引擎的控制变因。图1显示一规划引擎130，规划引擎130根据生产系统150中的制品(work-in-process，WIP)110以及所保留的产能120，对生产系统150中的制品110产生一生产排程，亦即所谓的「计划」。规划者或使用者决定制品110的周期时间(即控制变因)，并由使用者接口140输入至规划引擎130。
当周期时间设定为接近目前实际周期时间时，原先所预测的产品配送日期准确率会提升，然而产量并不会随之提升，这往往对客户所要求的配送日期造成延误。另一方面，当周期时间依达成配送日期的目标而设定时，生产状况会提升至较接近客户的需求，但对于原先所预测的产品配送日期而言，预测品质与准确率无可避免地会受到影响。在这种情况下，规划者或使用者通常会根据经验，在未来的产量目标与目前实际产量所预测的结果之间取得均衡，而将控制变因设为一个固定值。然而，规划者或使用者并没有任何决定控制变因的有效方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的一目的即在于提供一种控制变因管理的计算机系统及方法，针对一生产系统的输出计划管理中所采用的规划引擎得到一个动态的控制变因。如此，规划者可同时考虑目前控制变因实际的现值与产品配送日期的目标来决定控制变因，因而对于生产系统中的制品而言，规划引擎的预测品质以及产量的提升均可达成。
为达成上述及其它目的，本发明揭示一种控制变因管理的计算机系统及方法，用于管理一生产系统中的一制品。本发明的一形态是一种控制变因管理的计算机系统，其中规划引擎程序化设计成可根据一控制变因产生对应于制品的一订单的计划，而控制变因管理模块针对生产系统中控制变因的现值、控制变因的目标值、以及制品的优先权值调整规划引擎的控制变因。
本发明的另一形态是一种输出计划的控制变因管理的计算机系统，其中规划引擎程序化设计成可接收一产品的一订单，根据引入生产系统中产能因子的产能模型对订单保留产能，并根据一控制变因产生订单的一制品的计划。控制变因管理模块针对生产系统中控制变因的现值、控制变因的目标值、以及制品地优先权值调整规划引擎的控制变因。
上述计算机系统中，控制变因管理模块可包含一数据库，储存制品的多个历史控制变因数据，以及一生产监控模块，用以侦测生产系统中控制变因的现值。另外，当控制变因的现值偏离于调整后的控制变因时，控制变因管理模块可输出一警示信号。
本发明的另一形态是揭示一种输出计划的控制变因管理方法，用于管理一集成电路代工厂。首先提供一产能模型，引入集成电路代工厂中的多个产能因子。当接收一集成电路产品的一订单时，决定此一集成电路产品的一控制变因。然后，提供该集成电路产品的一制品的控制变因的目标值，并侦测集成电路代工厂中此一制品的控制变因的现值。如此，即可根据控制变因的现值、控制变因的目标值、以及制品的一优先权值调整控制变因，并根据控制变因对订单的制品产生基于产能模型的计划。
本发明中的一特征是可采用产品的制品的控制变因矩阵来调整控制变因。具体而言，可预先提供多个控制变因矩阵，其中一个控制变因矩阵是对应于此一产品。此一控制变因矩阵是一多变量函数，以生产系统中控制变因的现值、控制变因的目标值、制品的优先权值、以及订单的一目标日期为变量。
本发明可应用于任何生产系统中，例如集成电路代工厂，其制品可为晶片，而控制变因则可为制品的周期时间。另外，本发明的方法可藉由计算机程序的形式加以实施。这些计算机程序可储存于任何形式的储存媒体之中，并可使一计算机执行本发明所提供的方法。
图1是现有控制变因管理的的示意图。
图2是本发明一实施例中以周期时间做为产品控制变因的一制品模型的示意图。
图3A是本发明的控制变因管理的系统的示意图。
图3B是图3A的控制变因管理模块的一实施例的示意图。
图4是本发明的输出计划的控制变因管理方法的流程图。
图5是本发明一实施例中以周期时间做为产品控制变因的不同优先权值的制品模型的示意图。
图6是本发明一实施例中以周期时间做为产品控制变因，且控制变因的现值产生偏离的制品模型的示意图。
符号说明：
110～制品(WIP)；
120～产能；
130～规划引擎；
140～使用者接口；
150～生产系统；
160～控制变因管理模块；
162～控制变因矩阵；
164～数据库；
166～生产监控模块。
为使本发明的上述及其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举数个具体的较佳实施例，并配合所附图式做详细说明。
以下所揭示的内容是本发明的输出计划的控制变因管理的计算机系统、方法及储存媒体。为使本发明得以具体实施，以下的内容是参考图式，以一计算机可实现的系统进行说明该系统的操作，以解释如何藉由本发明得到动态的控制变因，而可同时考虑目前控制变因实际的现值与产品配送日期的目标来决定控制变因。此外，以下的实施例是以集成电路代工厂的生产，亦即晶片制造为例，但本发明并不限于实施例所揭示的内容，任何熟习此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，仍可对实施例进行更动与润饰。
如前所述，对于生产系统的管理而言，未来的产量目标与目前实际产量所预测的结果经常是互相冲突的。以一集成电路代工厂为生产系统的实例，其IC产品使用周期时间做为生产排程引擎的控制变因，故可得到如图2所示的一制品模型。图2中，IC产品的目标215已经预设，此时即可得到具有一固定的理想周期时间(亦即理想控制变因)的制品产量的直线210。然而，生产系统中的实际周期时间是会不断变化的，如图2中的折线230所示。由折线230可得到一条近似曲线220，以显示目前的实际周期时间趋势。正常情况下，实际周期时间明显地较由目标215所得到的理想周期时间要长。举例而言，集成电路代工厂中某一晶片产品的理想周期时间可能为每一站2.4日，但目前的实际周期时间则为每一站2.7日。因此，本发明的一目的即在于同时考虑实际周期时间以及由目标215所得到的理想周期时间而决定周期时间。
图3A是本发明一实施例的控制变因管理的计算机系统，用于管理一生产系统中的一制品。图3A中，规划引擎130是程序化设计成可基于生产系统150中的制品110以及所保留的产能120，根据一控制变因(在此为周期时间)而产生对应于制品110的一订单的生产排程(亦即计划)。控制变因管理模块160则针对生产系统150中控制变因的现值(实际周期时间)、控制变因的目标值(理想周期时间)、以及制品110的优先权值，而调整规划引擎130的控制变因(周期时间)。控制变因管理模块160可连接于一使用者接口140，供规划者或使用者改变规划引擎130的设定值，或是输入制品110的优先权值。
具体而言，控制变因管理模块160的结构可如图3B的实施例所示。图3B中，控制变因管理模块160具有一控制变因矩阵162，一数据库164，以及一生产监控模块166。数据库164可用于储存制品的多个历史控制变因数据。生产监控模块166可用于侦测生产系统150中控制变因的现值，亦即实际周期时间。
本实施例中，控制变因管理模块160的一特征是采用产品的制品110的控制变因矩阵162来调整控制变因。实际应用时，较佳的做法是可在控制变因管理模块160中预先提供多个对应于不同产品的控制变因矩阵，其中对应于此一特定产品的控制变因矩阵即为控制变因矩阵162。
控制变因矩阵162是一多变量函数，以生产系统150中控制变因的现值C、控制变因的目标值T、制品的优先权值P％、以及订单的一目标日期为变量。以本实施例而言，若计划是以一星期为单位进行规划，则控制变因矩阵162可设定为以下的形式：
控制变因＝C-P％*(C-T)/X                        (1)
其中：
C为实际周期时间(控制变因的现值)；
T为理想周期时间(控制变因的目标值)；
P％为制品的优先权值，范围由0～1；
X为计划剩余周期数，其值如(2)式所示：
X＝INT((目标日期-现在日期)/7)+1                (2)
请参考图4，根据上述实施例说明本发明的用于管理生产系统150的输出计划的控制变因管理方法。首先，提供一产能模型，引入生产系统150(例如集成电路代工厂)中的多个产能因子(步骤S10)。当规划引擎130接收一产品的一订单(步骤S20)时，决定此一产品的制品的一控制变因(步骤S30)，例如决定以周期时间做为制品的控制变因。然后，提供制品的控制变因的目标值T(步骤S40)，例如目标周期时间，并由生产监控模块166侦测生产系统150(集成电路代工厂)中此一制品的控制变因的现值C(步骤S50)，例如目前的实际周期时间。另外，规划者或使用者可透过使用者接口140输入制品的优先权值P％(步骤S60)至控制变因管理模块160。本实施例中，优先权值P％是一介于0至100％之间的百分比数值。
得到上述参数之后，控制变因(周期时间)即可根据控制变因的现值C、控制变因的目标值T、以及制品的优先权值P％而进行调整(步骤S70)，例如根据前述的产品的控制变因矩阵162进行调整。如此，可得到调整后的控制变因，并提供至规划引擎130，规划引擎130即可根据控制变因对订单的制品产生基于产能模型的计划(步骤S80)。
根据图4的流程，调整控制变因所考虑的参数之一是优先权值P％。举例而言，当一生产系统中是以IC产品的周期时间做为生产排程引擎(即规划引擎)的控制变因时，可得到如图5所示的两个不同优先权值的制品模型实施例，其类似于图2的制品模型。以下详细说明之。
图5中，IC产品的目标215已经预设，并可得到一目标周期时间T的制品产量的直线210。通常，此一目标周期时间T即为图2所示的固定的理想周期时间(亦即理想控制变因)。其次，生产系统中的实际周期时间C是如图5中的折线230所示。图5中，实际周期时间C明显地较由目标215所得到的目标周期时间T要长。此时，规划者必须考虑客户的需求，而给予此一制品适当的优先权值P％。
当优先权值P％设定为0时，根据前述公式(1)所计算而得到的周期时间为：
周期时间＝C-0％*(C-T)/X＝C                (3)
换言之，当优先权值P％为0时，周期时间不做调整，直接采用实际周期时间C。图5中，由折线230所得到的近似曲线220即显示目前的实际周期时间趋势，其可得到优先权值P％为0时的目标225，即为实际周期时间所得到的目标。
另一方面，当优先权值P％设定为非0的数值时，根据前述公式(1)所计算而得到的周期时间为：
周期时间＝C-P％*(C-T)/X                    (4)
(0＜P％＜＝1)
换言之，当优先权值P％不为0时，周期时间是调整为介于实际周期时间C以及目标周期时间T(理想周期时间)之间的数值。图5中，曲线250即显示优先权值P％不为0时的周期时间趋势，其可得到优先权值P％不为0时的目标255，恰好介于实际周期时间C所得到的目标225与目标周期时间T所得到的目标215之间。
进一步举例说明，某一集成电路代工厂中某一晶片产品的目标周期时间为每一站2.4日，但目前的实际周期时间则为每一站2.7日。假设计划是以一星期为单位进行规划，目前日期为2003年7月10日，制品的目标配送日期则为2003年8月31日。此时，计划剩余周期数X可由公式(2)计算而得到：
X＝INT((目标日期-现在日期)/7)+1＝8
此时，优先权值P％设定为0时的周期时间可由公式(3)计算而得到：
周期时间＝每一站2.7日
优先权满值(优先权值P％设定为100％)时的周期时间可由公式(4)计算而得到：
周期时间＝2.7-100％*(2.7-2.4)/8＝每一站2.6625日
另外，优先权值P％设定为10％时的周期时间可由公式(4)计算而得到：
周期时间＝2.7-10％*(2.7-2.4)/8＝每一站2.69625日
如此，即可同时考虑实际周期时间以及目标周期时间(理想周期时间)而决定周期时间。
在此必须说明，图5中所显示的制品模型中，有时可能会发生实际周期时间偏离调整后的周期时间过远的情况。图6显示此一偏离260发生时的实施例。当实际周期时间(即控制变因的现值)偏离至调整后的周期时间(即调整后的控制变因)的一定范围212以外时，控制变因管理模块160可输出一警示信号，以告知规划者或使用者检查控制变因管理模块160中所储存制品的控制变因矩阵162是否需要更新或调整其函数设定，以符合其产品生产的实际状况。偏离范围212可由规划者或使用者自行设定之。
藉由本发明的计算机系统及方法，可针对一生产系统的输出计划管理中所采用的规划引擎得到一个动态的控制变因。规划者或使用者可同时考虑目前控制变因实际的现值与产品配送日期的目标来决定控制变因。另外，规划者或使用者也可藉由调整控制变因矩阵，使得规划引擎所产生的计划更精确有效，因而对于生产系统中的制品而言，规划引擎的预测品质以及产量的提升均可达成。
在此必须说明，本发明的方法可藉由计算机程序的形式加以实施。这些计算机程序可储存于任何形式的储存媒体之中，并可使一计算机执行本发明所提供的方法。