從 0.6 到 0：台積電智慧製造工作坊心得

✎【國立台灣科技大學工業管理系 】胡博皓  同學  |   2026-05-10

       活動第一天的上午，是一系列由台積電主管主講的技術分享。從台積電整體智慧製造架構的介紹，到物流運籌系統部（Automated Material Handling System, AMHS）、先進製程控制（Advanced Process Control, APC），再到排程最佳化，每一個主題對我來說既熟悉又陌生。熟悉，是因為這些名詞在系上的課程裡都曾出現過；陌生，是因為課本裡的知識到了真實工廠，又是另一回事。排程最佳化的講座則和當天下午要進行的競賽題目直接呼應。工程師介紹了實際排班系統的設計邏輯，主要強調排班不只是數學上的最小化問題，也牽涉到法規遵守、員工公平性與人性化管理，讓我對這個看似單純的最佳化問題有了更多的認識。

       下午的競賽是我在工作坊中投入較多的部分。我們小組選擇的是 Part A 的 Scheduling 題目—針對 15 名工程師進行一個月的排班最佳化，並將「懲罰值」降到最低。懲罰值來源分為違法性與公平性兩大類：連續上班六天、夜班接早班、午班接早班等屬於違法性懲罰，權重較高（1.0）；而每人連續休假次數不足、月休天數不足九天、周末休假天數不足四天、以及孤立單日休假等則屬於公平性懲罰，權重較低（0.1），但累積起來同樣不能忽視。此外，還有一個權重 0.2 的「違反預設班別」懲罰，代表若排班結果偏離工程師原本所屬的班別群組，也需要付出代價。我們小組的組員大多是碩一、碩二的學生，因為之前沒有實作過這類最佳化問題，我主要扮演輔助的角色。組員們在演算法設計上嘗試了多種方向，包含 MIP 數學模型、遺傳演算法（GA）、模擬退火（SA）以及 CP-SAT 求解器，最終以 SA 搭配 CP-SAT 的組合效果最好（如圖一所示），相較於單獨使用 SA 或 CP-SAT，組合方法在計算時間與懲罰值上都取得了較好的平衡，在最短時間內找到了懲罰值 0.6 的解，也就是這道題目在給定條件下能達到的最低值，因為部分的預設班別與人力需求之間本身就存在無法同時滿足的衝突。

       在競賽發表的環節，我才發現這道題目對所有組別來說其實站在同一條起跑線上—每組都找到了懲罰值 0.6 的最佳解。真正拉開差距的，是找到解之後各組選擇往哪個方向走。我們小組的報告重心放在兩個部分：一是說明懲罰值 0.6 的構成來源—也就是那 0.2 的預設違反班別懲罰與 0.4 的公平性懲罰從何而來；二是介紹我們嘗試過的各種演算法與最終選擇的策略。我們希望透過技術的完整性，讓評審看見我們對問題的理解。然而聽完其他組的發表，才發現我們少的不是技術，而是往題目外多走一步的勇氣。

       印象中，有一組在同樣找到最佳解 0.6 之後，進一步提出了一個假設情境：如果此時某位工程師臨時請假，排班系統應該如何即時調整，並且重新計算新的懲罰值？他們事先錄製了操作的示範影片，在報告中直接播放給評審看。這個延伸不只技術上的補充，也直接回應了排班系統在真實工廠環境中最常遇到的動態需求—沒有一個排班表是永遠不需要修改的，彈性和即時性才是系統真正的價值所在。

       另一組則是把分析的角度對準了「0.6 為什麼無法歸零」這個問題。他們發現 0.2 的懲罰來自夜班人力需求與預設班別群組之間無法同時滿足的衝突，並提出兩種解決方向：其一是將部分白班工程師轉移至夜班，其二是透過招募增加夜班人力。我們其實也有在報告中說明這個 0.6 的來源（如圖二所示），只是止步於此，沒有進一步思考能否從根本削減它—儘管題目本來就沒有要求這樣做，但那一步延伸，卻是我們當時沒有想到的。反觀我們小組，雖然演算法說明得非常詳盡，但整體報告偏向「我們怎麼解」，而比較少著墨在「這個解意味著什麼」，以及「如果情況不一樣，解法應該怎麼變」的概念。在評審 Q&A 的環節，其中一位評審問得非常刁鑽，追根究柢地追問演算法的某個細節，最後我們有一個地方沒有回答得很完整。回頭看，那些把重心放在延伸討論的組別，評審的問題也跟著往情境假設或組織層面走，反而較少深究演算法的實作細節。

       評審在最後的回饋中稱讚那些「跳出題目框架」的組別，鼓勵同學不只是把問題解完，而是要思考解完之後還能往哪裡走。對我個人而言，這次競賽的遺憾不在於最後沒有得名，而在於那些延伸的方向其實在準備過程中都曾經閃過腦海，只是當下覺得不是題目的重點，就沒有放進去。事後回想，那些被我自己篩掉的想法，反而正是評審最在意的東西。

       走出活動場地，我帶走的收穫或許和別人不太一樣。技術層面的討論固然精彩，但對我而言印象更深的，是和同組學長相處的過程。分組在活動前幾週就已經確定，組內大多是碩班學生，作為少數的大學生，在旁邊聽學長們討論、觀察他們怎麼思考問題、怎麼做決策，對我來說反而是這次活動意外的收穫。早上的講座讓我對台積電智慧製造相關部門有了基本的輪廓，但也意識到自己對這個產業的掌握還不多。希望之後能持續參與類似的活動，慢慢將這些不足補起來。