臺灣博碩士論文加值系統

近年來製造產業開始走向少量多樣化及大量客製化的生產模式，且現代生產製造技術隨著各種精密機構及設備的發展與應用不斷突破，使製造產業業者在生產線的建構與選擇更為多元化。但在人力成本提高、原物料上漲的經濟趨勢及生產成本降低、生產週期縮短…等壓力下，生產線已逐步朝著省時、省力及自動化的方向發展。因此，將模組化理論導入生產製造體系則是工業發展的一項技術革新，亦是一種能適應現今市場競爭力的生產模式，更是企業追求大量客製化時代下規模經濟的有力手段。
本研究以雙面車邊機夾具為例，將模組化理論及研究者相關實務經驗加以整合，從設計方法、夾具改良及個案實證等階段著手，設計出本設備專用之夾具。最後，並且進一步分析模組化夾具的經濟效益。
本研究發現模組化夾具的應用，在產業整體上，可提昇硬體設備共用性、實現高品質、低成本、短週期的效果，並能彈性應付市場需求的不確定性，增加市場競爭力。如果應用於生產製造體系之中，則能提昇現場技術人員及產品多樣化之快速應變能力，並且有利於生產排程與物流順暢。因此，模組化夾具的設計是達成少量多樣化及大量客製化、創造生產經濟效益的有效推手。

During the past few years, the trend of manufacturing industry moving rapidly towards mass customization which has the characteristics of diversified product categories. Along with manufacturing technology breakthrough which bring forth the development and application of precision mechanism and equipment, manufacturers has more choices on constructing their own production lines. However, under the pressure of higher labor and raw material costs, the production efforts request for time-saving, labor-saving and automation production lines. Hence, introducing the modular design theory into the manufacturing system is a technology innovation in the process of industry evolution. It will lead to a kind of production model which can adapt to the nowadays competitive market. And, without doubt, for most enterprises it’s a powerful method to pursuit a scale economy under the mass customization era.
This research uses the fixture of a dual lathing machine as a case study by applying modular design theory and the researcher’s experience on design modular fixture for the machine. The research begins from the design technique, fixture improvement and empirically case study. Then, the economic efficiency of the modular fixture is discussed in detail.
As a summary, this study has found that the application of modular fixture can provide the industries the advantages of sharing hardware, achieving higher quality, lowering production cost and shortening lead time, and most of all meeting the challenge resulting from market demand uncertainty and making the company more competitive. By applying the case study to a manufacturing line, technicians can advance their own production skills and adapt to the requirements of small production lot with diversified product categories rapidly. It’s also beneficial for scheduling production orders and smoothing logistics. Simply speaking, modular fixture design is an effective way to achieve the characteristics of small production lot and diversified product categories, and to improve the economic efficiency in the mass customization era.

目錄
摘要 ..................................................... I
目錄 ................................................... III
第一章 緒論 ............................................... 1
1.1 研究動機 .............................................. 1
1.2 研究目的 .............................................. 2
1.3 研究範圍 .............................................. 3
1.4 研究方法 .............................................. 4
1.5 研究限制 .............................................. 5
第二章 文獻探討 ............................................ 6
2.1 夾具導論 .............................................. 6
2.1.1 夾具的定義 .......................................... 6
2.1.2 夾具的功能 .......................................... 6
2.1.3 夾具的種類 .......................................... 7
2.2 模組化理論 ........................................... 11
2.2.1 模組化的定義 ........................................ 11
2.2.2 模組化的相關研究 ..................................... 12
2.2.3 模組化的優缺點 ...................................... 14
2.2.4 產業應用模組化理論的優勢 .............................. 15
2.3 模組化設計相關理論 ..................................... 19
2.3.1 模組化設計的現狀和發展趨勢 ............................ 19
2.3.2 模組化設計的動機 ..................................... 21
2.3.3 模組化設計的機械原理 ................................. 22
2.3.4 模組化設計與系統化、組合化、共用化、標準化的關係 ........... 23
2.3.5 模組化夾具設計研究現狀 ................................ 24
2.4 經濟效益分析理論 ....................................... 26
2.4.1 經濟效益的概念 ...................................... 26
2.4.2 經濟效益的表示 ...................................... 28
2.4.3 夾具經濟效益優勢因素分析 .............................. 29
2.4.4 夾具成本結構 ........................................ 31
2.4.5 夾具小批量生產成本比較 ................................ 32
2.5 製造與組裝設計法則 ..................................... 34
2.5.1 製造與組裝設計法則的定義 .............................. 34
2.5.2 製造與組裝設計法則的原則與方針 ......................... 36
2.6製程能力分析 ........................................... 39
2.6.1 製程準確度 ......................................... 40
2.6.2 製程精密度 ......................................... 40
2.6.3 綜合製程能力指數 ..................................... 40
第三章 設計流程與方法 ...................................... 42
3.1 設計流程 ............................................. 42
3.2 設計方法 ............................................. 45
第四章 模組化理論應用於雙面車邊機夾具設計之個案分析 .............. 48
4.1 模組化雙面車邊機夾具之設計分析 ........................... 48
4.1.1 技術層面需求 ........................................ 48
4.1.2 設備限制 ........................................... 50
4.1.3 設計概念 ........................................... 51
4.1.4 圖面解析 ........................................... 51
4.2優缺點、成本及製程能力分析 ............................... 63
4.2.1 模組化、專用化夾具製造成本及製程能力分析 ................. 63
4.2.2 優缺點分析 ......................................... 66
第五章 研究發現與建議 ...................................... 69
5.1 研究發現 ............................................. 69
5.2 對未來更深入探討與建議 .................................. 71
參考文獻 ................................................. 74

圖目錄
圖2-1 蝸旋式三爪自動夾頭 ………………………………………………8
圖2-2螺桿式機用虎鉗………………………………………………………9
圖2-3 壓板式夾具……………………………………………………………10
圖2-4單元轉換為系統之概念圖……………………………………………11
圖2-5夾具小批量生產成本比較……………………………………………34
圖2-6 產品開發各階段所影響的產品成本…………………………………35
圖3-1 設計流程圖……………………………………………………………44
圖4-1原夾具應用示意圖……………………………………………………49
圖4-2 雙面車邊機機台型式圖………………………………………………50
圖4-3模組化雙面車邊機應用示意圖………………………………………52
圖4-4 夾具3D組合圖………………………………………………………52
圖4-5夾具組合圖……………………………………………………………53
圖4-6夾具零件分解圖………………………………………………………54
圖4-7防塵蓋板……………………………………………………………56
圖4-8氣壓缸……………………………………………………………56
圖4-9 推動板………………………………………………………………57
圖4-10 氣壓缸墊塊…………………………………………………………58
圖4-11 行程轉盤……………………………………………………………58
圖4-12 推動塊……………………………………………………………59
圖4-13 輔助調整塊…………………………………………………………59
圖4-14 線軌…………………………………………………………………60
圖4-15 滑塊…………………………………………………………………60
圖4-16 支撐輔助塊…………………………………………………………61
圖4-17 氣壓中心軸…………………………………………………………61
圖4-18 本體底板…………………………………………………………62

表目錄
表1-1 經濟效益與成本構成因素……………………………………………4
表2-1 模組化理論相關文獻…………………………………………………13
表2-2 模組化應用實例………………………………………………………16
表2-3 QCDS理論……………………………………………………………17
表2-4 DFMA的設計原則……………………………………………………37
表 2-5製程能力評等參考……………………………………………………41
表 4-1模組化夾具零件表……………………………………………………55
表4-2 模組化與專用化夾具之成本比較……………………………………64
表4-3 模組化雙面車邊機夾具的四大指標優勢……………………………65
表4-4 模組化、專用化雙面車邊機的優缺點比較…………………………67

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