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高考申論題 112年 [工業工程] 設施規劃

第 一 題

📖 題組:
二、工廠有A、B、C及D四個加工部門,生產1、2及3三個產品,生產流程、週生產量、每次搬運量如下表所示,部門可個別布置於U、X、Y與Z四個區域,如下圖,各區域面積均是20公尺×20公尺。 | 產品 | 生產流程 | 週生產量 | 搬運量/次 | |---|---|---|---| | 1 | ACB | 400 | 20 | | 2 | BCD | 100 | 10 | | 3 | ACD | 300 | 10 | (附圖說明:區域U、X、Y橫向相鄰排列,Z在X的正上方,原點O位於U的左下角)
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (一)

試依系統化布置規劃(Systematic Layout Planning, SLP)程序步驟,發展該工廠之區塊布置(Block Layout)。(15分)
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本題要求發展SLP區塊布置。首先必須辨識出關鍵步驟:計算部門間的「搬運次數/流量」,因為這是決定關係強弱的依據。步驟一:算出各產品的週搬運次數(週生產量 ÷ 每次搬運量)。步驟二:拆解生產流程(如ACB拆成A→C, C→B),並加總各部門間的總流量,建立從至表(From-To Chart)。步驟三:根據流量大小畫出活動關聯圖,找出位於核心(流量最大)的部門。步驟四:結合題幹提供的空間幾何限制(四個區塊呈現特定形狀),將核心部門排在中心,其餘部門依流量強弱配置於其周圍。

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【考點分析】 本題考查 Muther 提出的系統化布置規劃(SLP)中,透過物流量分析進行空間配置的基本邏輯與程序。 【理論/法規依據】

小題 (二)

若原點O座落在區域U的左下角,試計算由U、X、Y與Z區域構成之整體區域的中心點。(10分)
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這是一個單純的工程力學/幾何學中「求形心(Centroid)」的問題。首先需確認原點 (0,0) 的位置。已知各區域均為 20×20 的正方形。找出四個正方形各自的中心點座標 $(x_i, y_i)$,再利用面積加權平均公式 $X_c = \frac{\sum A_i x_i}{\sum A_i}$ 與 $Y_c = \frac{\sum A_i y_i}{\sum A_i}$ 求解。因為每個區域面積相等,直接將四個中心點的 x 座標平均、y 座標平均即可。

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【考點分析】 本題考查設施規劃中的空間幾何與形心(Center of Gravity / Centroid)計算。 【理論/法規依據】

小題 (三)

若起始布置為部門A在U區、部門B在X區、部門C在Y區、部門D在Z區,且部門A固定於U區,試以配對互換法(Pairwise Exchange Method or Two-way Exchange Method)尋求總搬運距離最小化之最適布置。(15分)
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本題運用配對互換法(類似 CRAFT 演算法邏輯)來尋找最佳布置。關鍵在於:

  1. 確立距離矩陣:網格狀配置通常採用「直角座標距離(Rectilinear distance)」來計算中心點到中心點的距離。
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【考點分析】 本題考查設施布置演算法中的配對互換法(Pairwise Exchange Method),評估目標函數為總搬運工作量(流量 × 距離)的最小化。 【理論/法規依據】

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