ME 614-1 電子化產業研究室

e- Industry Lab

 

03.2007

負責教授:陸元平 助理教授

美國康乃爾大學博士、碩士

國立台灣大學 學士

 

一、主要研究方向

l    協同產品設計與開發

l    供應鏈管理

l    全球運籌管理

l    產品資料管理

l    電子化在製造產業中之應用

l    創新商業模型之發展

 

二、主要研究設備

l    筆記型電腦 12

l    個人電腦 7

l    伺服器 2

l    雷射印表機

l    噴墨印表機

l    數位相機 3

l    投影機 1

l    產品資料管理eMaster Portal

l    協同計算核心平台軟體

l    協同產品商務平台軟體

l    協同工程知識管理平台軟體

 

三、研究成果說明

 

1. 協同產品設計管理電子化之研究

 

產品設計是產品創造流程中的第一部分。設計團隊必須與行銷與銷售團隊密切配合,以掌握市場發展趨勢與消費者需求。除此之外,設計團隊也必須與開發團隊密切配合,以瞭解生產成本與可製性。創意與現實間的平衡,是設計團隊在設計一項產品時必須同時加以考量。

 

Design to Market為了設計出好的產品,設計團隊必須取得市場發展趨勢與消費者需求等相關資訊。目前,大多數企業是採取客戶調查的方式來瞭解客戶的喜好。然而,如果客戶、業務、零售商等可以提供更直接的回饋,對設計團隊的幫助將會更深入。本研究的主要內容之一,是藉由市場概述表、產品初始表、產品線規劃表、產品樣式設定表等電子化表單,搭配電子化工作流程的驅動,使第一手行銷相關資訊得以取得、更新,並透過正確地產品類別的關聯,幫助設計團隊進行產品設計。電子化管理系統建置的內容重點包括了:

n           建立產品分類,使行銷資訊可以適當地提供給負責相關產品之設計團隊

n           為了有效蒐集行銷資料、並將行銷資料整理轉換成行銷資訊,必須定義相關標準電子表單與工作流程

n           行銷資料必須與適當的產品型錄(分類)串聯。如此一來,才能透過標準電子表單,將行銷資料整理轉換成行銷資訊

 

Design to State好的產品設計,除了要瞭解市場發展趨勢與消費者需求之外,還必須將設計團隊的創意融入至產品中。為了期待藉由電子化系統的輔助,更有效地將設計團隊的創意融入至產品中,如何避免電腦系統抹煞設計者的創意是個挑戰。為了凝聚設計團隊的力量,相關電子化系統不但必須容易使用,還必須為設計者提供有價值的資訊。這些有價值的資訊,包括設計規格表、市場定位、物料成本表、物料特性表、設計點子等。最重要的是,設計者提出設計概念後,系統必須能協助設計者進行相關資料的蒐集。本研究的主要內容之二,是為了凝聚設計團隊的力量,為設計團隊建立相關電子化管理系統。電子化管理系統的建置,是為了達到以下的目的:

n           使設計者很方便地提出設計需求,供技術專業人員回饋有價值的資訊

n           使設計者輕易地找到其所負責的專案,放入相關有用的知識

n           使設計者輕易地將知識與設計連起來

n           使設計者很方便地查詢特定知識分類下過去的經驗,包括物料知識、競爭者設計、過去草圖等

n           使設計者與其他團隊溝通時,以類似e-mail的簡單方式進行;並且在溝通時,不需要一再針對計畫背景、產品類別、市場定位等進行重複說明

 

Design to Produce針對產品設計,產品易製性已經成為重點之一。設計者如果缺乏尋源與製造相關知識,將會造成後續開發與生產階段的重大問題。物料、生產、成本、尋源等相關資訊的早期投入,將會對產品設計活動的執行幫助很大。大部分品牌商每年或每半年會召開一次第一階與第二階供應商會議,最主要的目的就在此。本研究的主要內容之三,是針對設計團隊與開發團隊間的協同,為設計團隊建立相關電子化管理系統。其內容包括:

n           設計標準表單,建立設計團隊與開發團隊間的溝通程序與時程表

n           定義生產手冊格式與標準內容

n           定義測試規格,串聯設計規格與生產開發規格

n           串聯成本資訊與設計BOM

n           工程變更流程管理

n           針對樣品,相關測試、行銷與銷售部門之回饋至設計團隊

n           提供串聯設計團隊與開發團隊的技術包裹

 

2. 新產品開發管理電子化之研究

 

產品開發是產品創造流程中的第二部分。當產品完成設計後,產品開發團隊開始接手,進行雛型與樣品製作。相較於設計階段,不同產業的產品開發程序比較一致。產品開發程序包含了以下三個階段:

n           雛型階段:雛型製作的目的,大多只為了實體瀏覽。因此,雛型的材料、顏色或尺寸與未來生產的產品通常存在著差異。雛型的製作,通常是以快速原型或首功方式進行。

n           樣品階段:樣品的製作,大部分是為了銷售目的。銷售樣品必須以與未來大量生產時所用之相同材料、品質、尺寸進行製作。不同階段的樣品製作,會依據產品線的定義逐步進行全產品線展開。

n           商品化階段:商品化階段主要是針對生產、尋源、銷售預測等項目進行可行性評估、研究與確認。

 

本研究的主要內容之一,是針對開發團隊在與設計及生產團隊協同時,開發團隊所需之電子化管理系統。其內容包括了:

n           產品開發專案管理

n           針對設計規格、工程變更需求等開發專案之需求,與設計團隊進行雙向溝通

n           針對產品測試、雛型樣品檢核清單等,與設計團隊進行雙向溝通

n           與行銷團隊協同,定義商品化優先順序,並配置適當的開發人力資源

n           針對生產手冊、尋源策略、成本等事項,與生產團隊進行雙向溝通

n           從設計單位接收技術規格,並補充執行開發與生產所產生的資訊。建立生產技術文件管理中心

n           針對專案時程、文件版本、開發歷史紀錄追蹤、相對應文件版本、追蹤報表(包括雛型、樣品、模具等)等事項,與設計團隊及生產團隊進行雙向溝通

 

本研究的主要內容之二,是針對開發工作細節的複雜,為開發團隊建立相關電子化管理系統。其涵蓋內容包括:

n           專案分類管理:專案分類管理的目的,在於處理屬於不同產品構型層級的專案。例如,針對不同尺寸、配色、材料、樣式的產品,不同開發專案未必需要重複處理某些共同的標準專案工作。因此,如何清楚定義專案分類、藉以有效處理專案工作,對開發管理而言是一項重點。

n           專案里程碑與工作管理:里程碑定義了一定程度的成果;工作是指達到里程碑所必須做的事情。管理複雜度的提昇,在於工作或里程碑是跨專案關聯;有時候不同里程碑的完成是以單一工作的完成加以定義,而有時候必須完成不同的工作以達到相同的里程碑。工作又可分為時間關鍵或資料關鍵兩類。時間關鍵是指時程驅動工作的進行;資料關鍵是指資料的完整性與正確性決定了工作完成與否。

n           專案時程管理:針對專案時程的掌控,專案經理需要參考各專案的甘特圖;但對產品線經理或產品經理而言,針對整個產品創造循環的追蹤報表才是他們所需要的。以類別開發經理的角度來說,除了個別專案時程之外,必須全面性考量相關專案的時程、物料、生產、人力資源等,才能進行相關開發規劃。

n           專案文件管理:一般來說,不同專案間文件必須進行分享。文管中心的概念必須實踐,以滿足專案文件管理的基本需求;而版本管理提供文件歷史追蹤的功能,也是必要的。除此之外,工程變更提高了文件管理的複雜性,使文件管理成為一項複雜的工作。

n           專案組織管理:一般來說,開發組織比設計組織龐大。開發組織會細分成不同的開發團隊,負責不同的產品分類。然而,許多團隊成員會因其所擁有的特殊技能,必須參與多個團隊的運作,造成專案組織管理困難度的提昇。

n           其他包括專案工作分派、人力資源負荷控制、專案時程警訊與通知等項目。而其他更近一步的需求,包括了專案導向資源管理的功能。

 

開發管理的另一項挑戰,在於能同時處理數量龐大的開發計畫,並提供數以百計的同步使用者、在網路環境下運作順暢。為了滿足上述需求,軟體架構的設計是關鍵。

 

3. 產品資料管理電子化之研究

 

產品資料連接了設計、開發與生產團隊。不同角色的使用者,對於產品資料的使用需求程度也會有所不同。一般來說,產品資料分層的概念,越高層級(Level)的資料,其所涵蓋的使用範圍較廣但不深入;反之,低層次的資料,其所涵蓋的使用範圍屬於特定範圍但較深入。產品資料的層級包括:

n           內容(Content):第一層產品資料,包括文件、資料庫紀錄、工程圖等。這類型資料,有時也會以Master DataTransaction的方式紀錄。大部分內容都屬於尚未整合成有用的資訊或知識、所謂片段式資料。內容管理的重點包括了:

n           正確性:資料管理的重要關鍵之一在於內容的正確性

n           版本:內容變更版本的持續追蹤

n           完整性:除了正確性之外,資料的完整性也是資料管理的重要關鍵

n           分類:分類是指產品資料管理的基本需求─資料構型(Configuration)。內容分類的兩項重點包括了內容定義與內容結構。所謂內容定義,是指組成特定內容之資料項目清單的定義。所謂內容結構,是指同一內容定義所衍生出的內容實例間的關聯結構

n           資訊(Information):第二層產品資料,是指具商務或流程意義、結構化的內容。使用者藉由資訊,可以瞭解商務模型、邏輯、或流程運作的輸入輸出。資訊通常是以電子表單的方式呈現。資訊是在使用者進行操作前提供,用以幫助使用者適當並正確地執行工作。所以,任何形式的電子表單,包括設計用以紀錄Master DataTransaction,或用以歸納整理產品資料,都可視為資訊。資訊通常又可分為以結構性資料及非結構性資料表示。例如,物料清單(Bill of Materials, BOM)就是結構性資料,而市場概述(Market Brief, MB)非結構性資料。由於BOMMB提供了適當的整理、排序、分類格式,所以可以視為資訊。

n           知識(Knowledge):資訊用以運作,而知識用以決策。資訊是在使用者進行操作前提供,而知識是在操作完成、進行決策前整理。知識通常是以報表的格式呈現。如果一張報表沒有關聯至任何決策支援的目的,就是一張多餘的報表。優秀的組織一定會設計一系列有用的報表以支援決策。報表產生後可以將知識散播至單一組織不同地區,藉以提高決策的精準性。除了報表之外,知識有時候也會透過查詢工具、形成適當分類後的資料與資訊的形式加以呈現。

 

本研究的主要內容,是針對產品資料管理的複雜性,協助製造業建立相關電子化管理系統。其涵蓋內容包括:

n           建立適當且明確的內容分類

n           提供適當且精確的資訊,資訊結構的定義可以具彈性

n           設計適當且有管理意義的報表系統

 

4. 產品設計、開發與資料管理電子化整合技術之研究

 

產品設計管理、產品開發管理與產品資料管理在概念上有顯著的不同。如何運用資訊技術,同時處理這三種不同概念的運作在目前技術的發展上仍是一大挑戰。目前的解決方案所採取的模式,大致可分成資料管理、工作流程與專案管理等三種類型。本研究是以資料管理模式為主。資料管理模式的優點,在於構型(Configuration)管理的能力。複雜構型主要可以區分為三種類型:

n           物料與元件組合的複雜產品構型:一項產品如果包含大量的選配與替代就會造成複雜的產品構型。這種情況常在電子產業中遇到,而相關產品的BOM只有一層。此類型構型管理大多採取選配包(Option Pack)或替代群組的觀念解決

n           物料與元件屬性的組合造成整體產品構型的複雜:這種情況常在許多傳統產業或消費性產業中遇到。製鞋、成衣等流行多樣化商品產業就是很典型的例子。除此之外,由於消費性電子產品開始朝流行時尚多樣化的概念發展,因此也可以歸類為此一類型。此類型的產品,最大的特色就是具有「組合(Ways)」的概念。例如,顏色組合、尺寸組合、物料組合、包裝組合等。越多「組合」,會使產品構型越複雜。

n           程序差異導致產品構型的複雜:這種情況經常會在航空器、武器系統、汽車等與安全相關的機械產業中遇到。產品構型之所以複雜,其目的是為了方便處理由元件、物料、製造程序、人員、品質程序等造成產品失效的問題。為了這個目的,同一架形式的飛機也會因製造的不同而以不同的構型進行管理。如何有效處理有限的產品定義但產生大量產品結構實例,是這類型產品在構型管理上的挑戰。

 

綜合以上所述,要以單一資料管理的架構同時處理不同產品構型的問題看來相當具挑戰性。下表列出在面對不同產品應用時,產品間的差異比較:

 

商用電子產業

流行消費產業

國防航空產業

元件數量

組合(Ways)數量

相同產品定義衍生實例的數量

 

為了以單一資料管理的架構同時處理不同產品構型的問題,本研究採用了三種資料模型(Models)與四種資料控制機制(Mechanisms)。三種資料模型包括了Master Data ModelRelation Data Model、以及Structured Data Model。四種資料控制機制為版本控制、檔案控制、工作流程控制、以及專案控制。

 

針對三種資料模型,本研究建立Master Data的構型是使用表單設計器(Form Designer)及定義三角形(Definition Triangles);建立Relation Data的構型是使用屬性關聯模型(E-R Model)及邏輯連結(Logical Links);建立Structured Data的構型是使用階層連結(Hierarchical Links)及應用結構三角形(Application Structure Triangles)

 

除了三種資料模型之外,所有構型管理下的資料形態,都必須可以成為版本控制、檔案控制、以及工作流程控制的對象。本研究在進行設計管理、開發管理與資料管理整合時,資料管理系統是設計管理與開發管理間的中間人,而資料管理系統中的資料文件項目,串聯了開發專案管理系統與設計工作流程管理系統。因此,將專案控制與其他三種控制定義成資料管理系統中的四種資料控制機制是合理的。專案管理與工作流程管理在概念上有很大的差距。工作流程與資料文件項目的串聯,是採取狀態(Status)與動作項目(Action Items)的概念,而專案與資料文件項目的串聯,是採取版本與工作的概念。

 

5. 產品資料管理在供應鏈中運用之研究

 

傳統PDM系統的導入,主要是針對內部設計、開發、或資料的管理進行。然而,只針對內部進行管理,並無法有效提升設計、開發、或資料團隊運作的效率;甚至還會造成作業更複雜。對於在同一辦公室工作的團隊而言,將所有資訊放入系統中,看起來有點多此一舉、投資效益無法展現。

 

然而,從另一個角度思考,如果將管理目標設定在協同資料,也就是那些真正需要跨團隊、甚至跨地區分享的資訊,投資效益就會彰顯出來。對跨國供應鏈體系而言,每天必須花費大量的時間,準備協同所需資料、簽核、交付資料、避免未授權者取得相關資訊,並保持整個溝通的精確性。除此之外,跨團隊的工程變更,是產品資料管理在供應鏈運用上的一項重點。如何確保資訊的完整性,是跨團隊工程變更管理的一項挑戰。本研究的主要內容,是針對產品資料管理在供應鏈運用上的問題點,協助製造業建立相關電子化管理系統。其涵蓋內容包括:

n           進行設計團隊分享至開發團隊之協同文件資料管理

n           進行開發團隊分享至生產單位之協同文件資料管理

n           建立跨設計團隊、開發團隊與生產單位之工程變更運作環境

 

四、代表研究論文(部份)

1.          Luh Y. P., Pan, C. C. and Lin, W. S., “A Study on Modular Design for LCD TV,” International Journal of Electronic Business Management, Vol. 4, No.5, 2006, p.377~p.387 (NSC-94-2213-E-027-034)

2.          Luh, Y. P. and Lin, S. P., “Objective Modeling of Configure to Order (CTO) Operations,” International Journal of Electronic Business Management, Vol. 3, No.4, 2005, p.292~p.300

3.          Luh, Y. P., Chang, S. C. and Su, T. C., “Manufacture’s ordinary implementation and operation of CPFR: A case study of shoes industry,” International Journal of Electronic Business Management, Vol. 2, No.4, 2004, p.210~p.218 (NSC-93-2218-E-027-002)

4.          Luh, Y. P. and Luh, Y. P., “Order-Planning Model Based on the Values of Capacity and Inventory,” International Journal of Electronic Business Management, Vol. 1, No.3, 2003, p.146~p.151 (NSC-92-2622-E-027-025-CC3)

5.          陸元平,「台灣製造業發展的契機與危機」,中華民國九十一年三月二十六日,企業e化專刊,經濟日報。

6.          陸元平,「台灣資訊軟體業在企業資訊入口網站技術與業務上的發展策略」,中華民國九十一年一月十八日,CAD/CAM展專刊,工商時報

 

五、實驗室聯絡

電話:02-2771-2171 ext.2088

e-Mail: yuan@ntut.edu.tw (陸元平)