规划食品工业品质管理策略之研究---以羊乳产业为例.pdf

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1、中華民國品質學會第 38 屆年會暨第 8 屆全國品質管理研討會 38th Annual Conference of CSQ&8th NQMS 規劃食品工業品質管理策略之研究-以羊乳產業為例 規劃食品工業品質管理策略之研究-以羊乳產業為例 王金燦 高苑技術學院航空電子系 徐傳淵 高苑技術學院自動化工程系 摘要摘要 本研究將利用食品工業品質管理行程要素及多準則策略製程兩大理念對羊乳產業進行探討，並提出食品品質管理策略模式。研究過程中，利用統計方法，輔以平均數-全距管制圖及計數不良率管制圖，對羊乳生產線，建行一估月的試驗，結果顯示本研究所提出之 食品品管理策略模式有相當顯著之實用性。關鍵詞關鍵詞：製

2、程管理、管制圖、品質管理 王金燦、徐傳淵 1781.緒論緒論 一、研究背景與目的一、研究背景與目的 廿一世紀即將到來，各產業隨著 WTO 的打開，已邁入高競爭時期，然，如何建立高品質產品、良好品牌形象及高市場佔有率，將是各家品管部門重要課題。雖現今有關品管之論文或研究不勝枚舉，但傳統食品工業之報告卻酌墨甚少，尤其羊乳產業為新興產業，相關產品製程及品質管理模式都未標準化，如何針對此產業之相關產品量生訂製一標準製程或品管模式，將是重要研究課題之一。近年來，隨國人越益注重食的文化，要如何吃的健康，吃的營養衛生，則是一大課題。根據世界衛生組織(WHO)對其解釋為：從食品生產、製造至消費者之間，無論在任

3、何步驟，都須確保食品安全、完整及美好，故良好食品品質管理更是不容忽視。根據林秀雄教授所著品質管制【1】一書中指出，具體管理方法必須做到下列四原則:(1)預防原則(2)不良分配原則(3)例外原則(4)科學方法原則，否則將影響到食品價值。二、研究內容二、研究內容 本研究將先針對食品工業特性、食品品質管理要因製程及食品品質管理策略之相關文獻進行回顧與探討；另一方面，從多準則策略製程與食品製程管理等方面著手研究，提出食品品質管理策略模式，並應用食品製程要素規劃出平均數全距管制圖和計數不良率管制圖，來檢驗品質良率，研究最後，以一羊乳食品工廠進行實務性之驗證，探討其可行性，以為日後改善方針。2.文獻探討文

4、獻探討 一、食品工業特性一、食品工業特性 隨經濟發展、國民所得提高及生活型態改變，強調機能性與健康為訴求之產品大受歡迎，顯示國人消費健康意識型態提升。由於羊乳具高營養價值及特殊療效，而被受消費者喜愛，在消費量高度成長趨勢下，如何提出一套有系統的品質管制流程，將是刻不容緩的議題。一般學者對工業定義甚多，綜言之，所謂工業：即是將一種原料物質或半成品，經過處理加工等方式，製成成品或半成品，以創造或增加其價值，期獲得適當之利潤【】。一般在傳統加工上，因其產品以多樣化且多量性生產模式，而漸無法滿足消費者需求，因此唯有以現代化之大量生產方式及高度專業化的知識產業外，不足以應付。在現今之消費型態下，消費者面

5、對食品工業這民生必需品而言，則要求以營養健康安全為原則，而非其它產業之高品質為訴求，因此如何在高品質且多樣化之大量生產需規劃食品工業品質管理策略之研究-以羊乳產業為例 179求，維持品質與製程管理高標準原則要求下，提出一套有效且實用之品質管理模，將是本研究重要課題之一。二、食品品質的管理二、食品品質的管理 一般的管理係包含計劃（plan）、實施（(Do)、檢討（Check）及措施（Action）之四大流程【】，其流程因具連續步驟，如 PlanDoCheckAction 之形式，因此簡稱為 PDCA，這種週而復始的行程管理循環，不外乎是在設立產品品質的標準且維持既定之標準，以保持品質最佳狀態。費

6、根堡認為產品品質是工程和製造的綜合產品之特性，此特性決定產品使用時，能滿足顧客期望的程度【】，因此產品品質是以顧客滿意為目標，並以生產技術及能量對顧客滿意度做驗證，以期達到完美境界之觀念下，新品質觀念便衍生為，品質的好壞並非取決於設計人員所訂定產品功能與規格，或管理之規定，而是決定於是否滿足顧客的實際需求【3】，因此形成顧客及廠商之間互動模式，如此一來，傳統的飼養、製程、加工、包裝、品質管制等方面，必須作全面性改善不可，所以如何提升產品價值，如何在製程管理，品質管理等方面，訂定出符合該產品的管理策略，將是本研究另一研究課題。三、食品品質管理策略三、食品品質管理策略 對於食品管理之研究，大都以探

7、討製程程序、產品品質管理等探討，為研究的題材，對食品管理特性之探討報告，極為少見，因此本研究將於多樣化、多量產之模式下，透過下列不同研究方式而提出管理策略：（一）.製程管理與流程作業策略【4】（二）生產管理【2】（三）全面品質管理推行的建議與策略【6】從先前對食品品質之論述，不難發現，食品特性及食品品質管理是直接影響食品管理策略最大因素，因此本研究在於無相關文獻參考下，嘗試提出一套符合此理論基礎簡單、容易規劃服務品質管理策略模式，並如下說明。3.食品工業管理策略模式之建構.食品工業管理策略模式之建構 本研究在提出食品工業品質管理策略模式之前，先就相關品質管理問題來加以探討，並分述如下。一、食品

8、製程管理問題食品製程管理問題(一)多準則策略製程問題 在一般食品製程中，諸多研究報告主要探討食品流程及周圍環境之制定與規劃，且一致認為外在環境變化與組織內在變遷，對策略形成與策略之歸劃有顯著影響，因此，王金燦、徐傳淵 180製程管理主要問題不在標準製程上，而是在於當時管理策略上。這種互動模式，好比加入 WTO 後，各產業為因應外來品競爭，而定訂一連串新策略，同樣地，生產方式及管理制度亦隨之改變。在這種戶動關係模式架構下，在一同時點，不同公司，會有不同製程模式及策略產生；相對地，同一公司，不同時間，亦需有不同管理策略。這種多角化互動行為模式，為近年來管理策新趨勢，本文稱此模式為多準則策略製程。對

9、羊乳產業來說，此多準則策略製程正符合該生產模式，這是因為在同一生產線上，常因相同產品，卻衍生出許多不同口味及包裝等不同之生產模式，所以多準則策略正因可應此種特性，以維製造效率、經濟、品質等各種模式達到一特定標準。(二)食品製程管理問題 食品製程管理主要著重於食品外觀、物理、化學性質、食用特性及效果等方面，期利用所定之標準，以維持各項品質於標準之上。然，現今食品工廠之生產方式皆採多樣化量產模式，然在此複雜交錯多樣化的生產行為模式上，如何有效管理，便須考慮幾點生產型態：1.製品種類數量 2.單一製品數量 3.同一製品之重覆性 4.訂貨生產或計劃生產模式。因上述四點型態之特性會影響生產效率，所以如何

10、依實際狀況有效排定課程，便是重要研究課題。本研究就目前羊乳業所遭遇之問題，提出一套解決對策方法，如表 1所示。由表 1 所列之各式型態，可供生產前分析用，然在實際應用上則需考慮生產線上的實際狀況而定。一般而言，生產主要目的，即是利用原料、物料、及其他資源組合，製造出有形產品或無形勞務，此轉換過程即為生產管理（Production management），而PQDC 即為生產管理四大目標，其中 P(生產力)，指透過產量計算及生產能力做一計算分析，得知生產線之人數再對人員做工作能力分析，了解人員素質是否適合工作；Q(品質)，即對產品做一系列的檢驗及良率分析，進而可探知生產線上品質狀況；D(生產期間

11、)，即計算一產品生產所耗時間，以利計算所須之交貨期，了解每日所需生產量及通貨流量（餘力管理），進而提高生產效率；C(成本)，即經由適當之成本管理，對各成本作一系列嚴謹分析（如直接成本、差異成本），使產品價格合於市場機制，再建立預算分配及建案，以利下一同產品參考用；本章節就上列所論述之要點要素及因應對策整理歸納如圖 1 所示：表 1 少量多種 重複 連續 計劃 計劃固定，次數可少 做一次計劃能利用幾次 計劃的週期姓 產品走向，是預測市場導向，還是依市場機制。多種少量 非重複性 斷續 訂貨 需多少計劃使之有流動性，以提升效率。依不同類別做計劃，盡量互相通用，降低成本。需考慮計劃的連接性。要能依計劃

12、做一系例的製程統計，以降低成本。規劃食品工業品質管理策略之研究-以羊乳產業為例 181生產力 生產量 改善作業 預防保養 工具管理 品質管制 改善作業 單位調整 P 不良率 過良率 品質管制 品質 圖 1 生產管理四大目標及對策流程圖 二、食品品質管理策略模式食品品質管理策略模式 由圖 1 可知其產品在製程上所面臨的各種管理問題，然本文僅針對生產線上食品品質為研究論點，探究策略模式提升品質管理產品良率。一般而言，品質管理就是設定品質標準，並將統計方法應用在品質管制上，以維持設定之產品標準。簡言之，品質係著重在工廠現有生產技術、設備與生產力之條件下，所能生產出滿足顧客要求，使顧客願意付錢買賣的產

13、品為目的。然，在食品工廠方面，是無法做到單位品質管制，唯有借重全面統計和檢驗之管理觀念不可，所以如何提出一有效管制圖將是本章節研究重點。（一）管制圖之介紹 實施品質管制時，因品質特性分計量值或計數（不良率）值兩種，使得所使用之管制圖，因選用品質特性不同而不同。本研究將使用平均數-全距及計數不良率管制圖，來因應食品的多樣性，如圖 2 所示。一般平均數-全距管制圖主要由三條平行線所組成之管制界線，其中 UCL 線稱為管制上限（Upper Control Limit），CL 線稱為管制目標中心線，LCL 線為管制下限（Lower Control Limit），上下限間距為6(六倍自然容差)，繪製管制

14、圖則需針對各參數做取樣並計算而得。生產 Q 綜合指數 效率指數 超動指數 日程管理 餘力管理 流程管理 標準成本 預算控制 工數管理 製程管理 準備量 交貨期 生產期間 D C 成本 成本管理 成本控制 直接成本 差異成本 王金燦、徐傳淵 182 圖 2 管制圖形式 （二）平均數全距管制圖（X-R Control chart）平均數管制圖（X）一般用於探討管制品質平均數變化及品質變異程度，而全距管制圖（R）則顯示品質變異之最高與最低相差程度，實際應用中，當量測數據點落於平均數或接近管制圖中心線與全距界限範圍內，判此產品品質為優良;藉由此優點，因此本研究將利用這兩種管制圖相互搭配使用，以實際了解

15、製程品質狀況。實驗取樣時，為使管制圖可經由採樣數據計算，以確實判定製程是否落於安全管制狀態中，故使用樣本，必須具代表性；本研究為確保判段的真實性，因此依照產品品質特性，決定測量方式，紀錄於表中，以便日後追查並建立管制圖庫樣本。本研究所使用之運算公式分述如下：UCL x(平均數管制圖管制上限)X RA2-(1)UCLR(全距管制圖管制上限)RD4-(2)CL x(平均數管制圖目標中心線)X KXk1-(3)CLR(全距管制圖目標中心線)KRk1-(4)LCL x(平均數管制圖管制下限)X RA2-(5)LCLR(全距管制圖管制下限)RD3-(6)其中 X 為 X 管制圖的中心線，R 為 R 管制

16、圖的中心線，且2A、K、3D、4D 為常數值。UCL(管制上限)CL(管制目標中心線)LCL(管制下限)產品參數線-3 3 規劃食品工業品質管理策略之研究-以羊乳產業為例 183（三）計數不良率管制圖（P-Chart）現今食品市場大都採行多品種量產模式，如重量、種類等產品即是，而此種量產模式特性則無法行單一標準試驗，因此只能改以良品或不良品給予分類，以避免產生多種圖表或計算形式而失其簡化意義。由於 P 管制圖之建立與 X-R 管制圖一樣，需按實際產品特性而適當分組，以顯示其合理性；然，P 管制圖取樣時，每組樣本數要比 X-R 管制圖大的多，這是因為樣本太小，易造成產生 P=0 支點太多情形產生

17、，而誤判產品之良劣性，故須依平均良率來估算每組取樣數大小，以達產品之合理性。實驗採樣之隨機取樣方法與計算之公式如下說明，並歸納整理如表 2：P=nd=樣本數樣品中不良品數-(7)p=nd各組樣本樹之總和各組不良品數之總和-(8)表 2 管制上下限與中心線計算公式對照表（表 32）其中各項參數之物理義意如下說明：n：表示樣本數 pCL：不良率管制圖中心線 d：表示樣本的不良品數 pUCL：不良率管制圖之管制上限 p：表示樣本的不良率 各組樣本數 n 相等時 各組樣本數 n 不相等時 中心線 pCLp=nd pCLp=nd 管制上限 pUCLp3()pnp1.pUCLp3()pnpi1.管制下限

18、pLCLp3()pnp1 pLCLp3()pnpi1 王金燦、徐傳淵 184pLCL：不良率管制圖之管制下限 p：表示樣本不良率的平均值 表 2 所用計算公式，主要針對產品良率作一分析，以了解製程程序及人員操作是否達到該廠的標準規範，進而提出問題與解決之對策，期提升產品良率，達到降低生產成本與高品質要求。實驗採樣樣組數，以一天生產量為基準，以了解一天實際生產狀況，並撿討不良率控管是否有嚴格管制，以計算出一天產品不良率，是否落於合理範圍內。實驗最後，依每日採樣之樣組數平均當作良率基線，以為日後產品之參考標準，並且依每月生產情況（不良率平均值）為參考定出上、下限，於容許誤差範圍內，了解生產線上各產

19、品品質狀況。(四)管制圖判別準則及問題討論 使用管制圖主要目的，在於能有效判斷產品品質，故在辨別時通常將平均數-全距管制圖和計數值管制圖搭配判斷，以增加判定準確度。一般而言，判斷準則須判別數據量測點是否以隨機散佈方式落於中心線附近，產品檢驗以不超過上下界線為準，如此才可認定產品落於管制範圍內。為使品質得以控制，實驗管制圖以統計方法為採樣標準，當發現各樣本點分布不是隨機性或在各邊界線附近時，則表示品管出現瑕疵，一般常見狀況有下列 4 種，分別為：1.有幾個點超出管制界線 2.點在中心線任合一方為連續點 3.點在任何一方出現次數過多 4.點連續朝同一方向變動。由於管制圖易於判定製程管制中產品問題的

20、產生流程，進而即時提出解決對策，以有效控制產品品質。4.提升羊乳品質之管理策略提升羊乳品質之管理策略 由先前管理策略論述，可清楚發現，依品質管理策略模式，即可快速找出生產問題，並適切提出對應管理策略，以提升羊乳品質管理技術。研究將以現今羊乳製程及品質管理策略經營模式為例，探討製程改變對產品品質之影響，並提出改進管理策略。一、研究方式一、研究方式 當產業邁入高競爭時期，如何使產品得到消費者青睞，如何建立良好品牌形象，以提高產品市場佔有率，更需準確的市場調查及資料搜尋，因此本研究為求資料可靠度，對現今牧場及羊乳食品工廠的專業經理人進行訪談，並針對現今羊乳廠商在品質良率所遇問題作分析探討，最後實地走

21、訪羊乳食品工廠，以該廠之鮮羊乳生產線作驗證，以了解實際之策略模式。由於本研究主要是配合羊乳產業作一策略性的管理探討，故首先將該羊乳工廠之製程作詳細說明。(一)羊乳製造過程 規劃食品工業品質管理策略之研究-以羊乳產業為例 185現今市面上，羊乳生產方式不外乎是傳統牧場式經營或是酪農戶經營模式兩種，以往因養羊戶飼養頭數不多，為賺取較多利益，大多於牧場或家中，將生乳做簡易之加熱殺菌，並無一套嚴格品管流程管制，使得加工後成品良育不齊，無法達到全面品質控制，隨著養羊戶規模與市場擴大趨勢，消費者對品管要求及羊乳產業專業高品質嚴格要求下，各牧場紛紛建立策略聯盟(酪農戶)並建立現代化一貫作業工廠，如圖 3 所

22、示。從上述作業流程，可發現食品廠在同一生產線上需對各種不同口味產品加工，由於更換的行程眾多，因此利用食品製程管理（圖 1）控制生產模式，在生產力方面，是經由各地經銷商回報數量，再綜合計算每日所需產量，對不同種類產品做效率指數、超動指數（生產負荷）等方面的指標評估，進而對生產線產品優先順序做標準性規劃，以達改善作業之目的；另一方面，為達到品質要求，必須對人員、設備、產品進行一連串管理檢驗，使其達到品質管制的目的，最後進行良率分析，依結果顯示之數值對作業程序做適當調整，以求在有限的生產期上，達到所需標準產量，因此製程管理就顯的相當重要。一般來說，製程管理通常經由一貫化作業流程後，只需對人員及物料進

23、行管理即可，尤其在同一類產品但不同口味下，只需對製程做變更，不會牽動人員和物料上的日程管理、餘力管理情形產生；然這些眾多管理的優劣，最終會反映到成本控制上，故藉由一貫化製程可知產品製作過程中各種複雜管理因子，並透過良好製程管理以提高產品品質，從上述之討論得知無論在生產力、品質、生產期、成本上都比以前傳統牧場式經營更有經濟效率。(二)傳統牧場與酪農戶比較 本研究將探討市面上羊乳製品是否因不同生產方式，其產生品質及營養衛生條件要求，有何差異性。一般來說，傳統牧場和酪農戶在管理流程上，主要有下列四點不同，(1)製程(2)檢驗(3)品質(4)消費著權益 ，並依其內涵不同整理歸納如表 3 所示。由表 3

24、可知，在製程、檢驗、品質、消費者權益方面，皆有相當差異，酪農戶透過自動化生產，並加強管理上的改變，以求達到高良品。（一）繪製管制圖 不良率管制圖表示不良品在產品中所佔比例，若不良品數超出管制界線，表示有不良品發生，應立即檢查問題產生原因並加以排除，避免問題擴大。首先針對該廠之鮮羊乳生產線，以平均每小時生產量 900 瓶計算，從中檢查不良品數量，利用公式 7 計算出每組不良率，公式 8 計算出 p 並繪製不良率品管制圖，數據採樣結果如表 4 所示。一、抽樣研究與資料搜尋一、抽樣研究與資料搜尋 在檢驗部分將採管制圖方式，來驗證製程順序及產品品質良率是否達到標準。王金燦、徐傳淵 186(4)急速冷凍

25、器：再發酵達到終點時，便立即冷凍到 4，以免 乳酸菌繼續變酸。(5)後段均質：將發酵後之優酪羊乳 進行均質使營養成 分細碎化，以利人體吸收。(3)密閉式發酵槽：發酵時為密閉空間，以避免空氣中之雜菌 侵入，以免破壞乳酸菌。(6)低溫成品槽：將均質後之乳品維持 低溫以保新鮮。(7)充填包裝：本區為掌控空氣中之 落菌數及環境衛生。圖 3 一般羊乳製程圖 經由規劃前與規劃後數據比較得知，在使用本文之食品管理策略時，充分利用表一的食品製程管理訂出產品在未生產前可能發生的因子，產品在未量產前規劃產品樣式、產量等，再進一步利用 PQDC 的管理模式安排製程方向，透過製程上的管理反映在產品的良率，透過圖 3

26、及表 4 中折線圖及數據知，產品不良數及不良率上皆有相當改善，因此本文再針對改善後其良率分布情況依表 5（實驗計算公式對照表）所得之數據繪出管制 (1)前段均質：均質機將乳蛋白球打 碎，以利乳酸菌發酵及 降低腥味。(2)瞬間殺菌：藉由瞬間高溫殺菌，以免破壞乳品營 養成分 規劃食品工業品質管理策略之研究-以羊乳產業為例 187 表 3 傳統牧場與酪農戶比較 傳統牧場 酪農戶 製程 從鮮乳階段到包裝完全人工操作 生產線完全自動化 檢驗 沒有任何檢驗，如大腸桿菌之基本細菌 衛生署定期檢驗通過，品質 無任何證明機構 經過 CNS、GGM 等認證 消費者權益 無產品責任險 均投保產物保險 .表 4（不良

27、率數據皆為 310）表 5 實驗計算公式對照表 組號 樣本 未規劃時 不良品數 未規時 不良率 規劃時不 良品數 規劃時 不良率 1 900 8 8.8 5 5.55 2 900 6 6.6 7 7.7 3 900 9 11.1 3 3.33 4 900 7 7.7 5 5.55 5 900 5 5.55 1 1.11 6 900 3 3.33 4 4.44 7 900 8 8.8 7 7.7 8 900 6 6.6 3 3.33 9 900 4 4.44 6 6.6 10 900 9 11.1 4 4.44 11 900 8 8.8 6 6.6 12 900 5 7.7 2 2.2 13 9

28、00 4 4.44 3 3.3 14 900 5 3.33 7 7.7 15 900 10 11.1 2 2.2 16 900 7 7.7 3 3.3 合 計 14400 104 62 pCLp=nd4.3310 pUCL：p3()pnp1.10.84310 pLCL：p3()pnp1-2.240 王金燦、徐傳淵 188規劃前後不良率對照表024681 01 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6樣組數不良率未規劃前規劃後 圖 4 規劃前後不良率對照表 不良率管制圖00.0 10.0 20.0 30.0 4123456789 1 0 1 1 1

29、2 1 3 1 4 1 5 1 6樣組數不良率產品參數管制下限管制上限 圖 5 計數不良率管制圖 圖中結果顯示，採用本研究所提之管理策略模式，可得知產品各組的生產是否有瑕疵，進一步對該時間點之產品做檢討及調整，檢討產品在製程規劃時是否有疏失。由圖5 可知，發現樣組 3 及 10 的部分出現超出管制上限的情況，經由現場人員檢討發現在依本文前述 PQDC 中做品質的(單位調整)生產時(日程管理)因沒有完全對同類產品做區隔，以致於口味更換時期發生錯誤。理論上，全面自動化生產上，不良品幾乎不會產生，但食品廠口味眾多，且常面對單一產品，生產數小又因種類不同，而在製程上做調整，如此經常性的變動，導致製程安

30、排不良使不良產品增加，經由本研究之製程管理 PQDC策略後，便可確切安排製程順序，減少設備因種類不同所需更動製程程序，進而提高產品良率，降低生產成本，透過管製圖上產品分析，可探知產品良率之走向，以了解生產線運作上各種情況。規劃食品工業品質管理策略之研究-以羊乳產業為例 189結論結論 本研究從食品工業特性、食品品質管理及食品品質管理策略上探究，發現多準則策略製程模式極具重要特性，因其強調在同一時間點，不同公司採用之管理策略也不同，相對地，同公司不同時間點所需管理策略亦不同。利用多準則策略製程即可探知製程之問題所在，因多樣生產模式特性之條件要求下，更需生產管理（Production manage

31、ment）模式之生產力、品質，週期、成本等各方面監督，使可達到良好成效；尤其，在產品品質上，為因應食品工業之高品質要求且須達經濟生產模式原則，提出品質管理策略模式有其必要性。在生產管制監控中以管制圖模式來作品質分析，以了解生產過程中各種狀況，透過統計學取樣方法分析，以驗證製程流程之安排是否為最佳狀態，以應付食品多樣化之特性。最後，透過實際驗證，以了解其可行性或缺失以為參考改進，如此才能符合一貫劃製程作業之實用價值，透過建議和實際運分析，了解本文的食品品質管理策略模式之實用價值。參考文獻參考文獻 1.廖桂華（民 76）工業管理。三民書局 2.傅和彥（民 84）工廠管理。前程企業管理公司 3.簡聰海、許聰鑫、蔡志弘（民 90）品質管理。全威圖書有限公司 4.王愛濬（民 76）工廠管理之改善。中興管理顧問公司 5.吳聯樹、洪壁育 審訂 陳永甡 主編（民9）品質管制。文京圖書有限公司 6.徐世輝（民 88）全面品質管理 華泰文化事業公司