Transcript 防電磁波干擾製程系統模擬之研究(ppt檔案)

國科會工程處101年度技術及知識應用型產學合
作計畫之成果發表暨績效考評
計畫名稱：防電磁波干擾製程系統模擬之研究
計畫编號：100-2622-E-029-002-CC3
執行單位：東海大學工業工程與經營資訊學系
計畫主持人：翁紹仁 博士
計畫技術顧問：林光甫
計畫參與人員： 姜育辰、黃柏諭、張芳瑜
合作廠商：赫德光電科技股份有限公司
2012/11/13
最佳決策系統研究團隊
http://web.thu.edu.tw/sjweng/www/
1
內容大綱
1. 專案進度
2. 研究背景
–
7. 實驗模組
8. 實驗結果與分析
9. 結論
何謂EMI
3. 研究目的
4. 研究方法
–
–
–
EMI系統及系統模擬模
組
資料收集及參數設定
系統模擬決策系統
圖1. 產學合作同意書簽署
最佳決策系統研究團隊
http://web.thu.edu.tw/sjweng/www/
2
專案進度
2011/6~
2012/2 3/5 3/12 3/19 3/26 4/2 4/9 4/16 4/23 4/30 5/7 5/14 5/21 5/28
Data
Collection
Model
Construction
Model
Verification
Model
Evaluation
Project
Closed
最佳決策系統研究團隊
http://web.thu.edu.tw/sjweng/www/
3
研究背景
• 新穎的電子相關產品不斷推陳出新，電子產品在運作時都
會產生電磁場，往往會干擾到產品本身及其他的電子零件
，使其無法正常運作，因而產生電磁波干擾 (ElectroMagnetic Interference; EMI) 問題。
• 電子產品都會做一層防止電磁波干擾(EMI)防護，以減少
因電磁波干擾而導致無法正常運作。
• EMI設備產業的新機台均
面臨其新製程設計開發成本問題。
圖2. EMI設備
圖3. NoteBook (NB)在2006~2011年
之出貨量與成長率
4
最佳決策系統研究團隊
http://web.thu.edu.tw/sjweng/www/
何謂EMI
• 電磁波干擾(Electro-Magnetic Interference; EMI)
• 電子設備在操作時，皆會產生電磁場，電磁場會相互干擾
、阻隔，或是破壞臨近設備之正常運作。電子產品都會做
一層防止電磁波干擾(EMI)防護，以減少因電磁波干擾而
導致無法正常運作。
• EMI防治工法
– 電鍍
– 金屬鐵片
– 真空濺鍍技術(較為廣泛)
圖4. EMI真空濺鍍設備及濺鍍原理
• 利用電流撞擊原子的鍍膜方式，所以並不會產生大
量的化學污染。
最佳決策系統研究團隊
http://web.thu.edu.tw/sjweng/www/
5
研究目的
• EMI設備產業中各公司的EMI製程均面臨其新製程設計開
發成本問題，此產學合作目的在降低防電磁波干擾設備(
或稱機台)研發成本。
• 進一步提供管理者未來新機台設計開發策略選擇之效益評
估與分析
• 達到設備研發週期縮短與成本降低，也將提高公司的新機
台產品能力。
最佳決策系統研究團隊
http://web.thu.edu.tw/sjweng/www/
6
研究方法
• 標準化EMI製程各艙體作業之
時間分佈
• 建立EMI製程作業之模擬模型
• 提供新EMI製程之整體作業流
程實驗
• 分析EMI製程設備之在製品
(WIP)等候問題、操作人員使
用率、及運輸載具數量最佳化
。
圖5.模擬步驟流程圖
最佳決策系統研究團隊
http://web.thu.edu.tw/sjweng/www/
7
EMI 系統及系統模擬模組
圖6. EMI真空濺鍍機台設備
圖7. EMI-Chamber結構圖示
圖8.金屬塗層的處理流程
圖9. EMI真空濺鍍機台設備系統模擬決策系統
最佳決策系統研究團隊
http://web.thu.edu.tw/sjweng/www/
8
資料收集及參數設定
圖10. EMI真空濺鍍機台設備系統模擬決策系統
Case Arrival為 Exponential (40)
LD為 Triangular(39.6 / 40 / 40.4)
GV1為 Triangular(14.85 / 15 / 15.15)
GV2~GV6為 Triangular(9.9 / 10 / 10.1)
GV7為 Triangular(24.75 / 25 / 25.25)
LD Pumping 為 Triangular(14.85 / 15 / 15.15)
HV Carrier Stay 為 Triangular(19.8 / 20 / 20.2)
ION_1 為 Fixed(0)
ION_2 為 Triangular(29.7 / 30 / 30.3)
4_1 ~ 4_5 為 Triangular(19.8 / 20 / 20.2)
HV 為 Fixed(0)
ULD Vent 為 Triangular(4.95 / 5 / 5.05)
ULD 為 Triangular(39.6 / 40 / 40.4)
Return Belt 為 Triangular(19.8 / 20 / 20.2)
最佳決策系統研究團隊
http://web.thu.edu.tw/sjweng/www/
9
EMI Inline Sputtering Decision Support System
最佳決策系統研究團隊
http://web.thu.edu.tw/sjweng/www/
10
EMI-DSS OUTPUT and Monitoring Functions
圖11. 決策系統分析報告輸出介面
圖12. 等侯區Fixture動態等侯監控介面
圖13.真空濺鍍製程監控介面
最佳決策系統研究團隊
http://web.thu.edu.tw/sjweng/www/
11
EMI-DSS OUTPUT and Monitoring Functions
圖14. 上料人員動態使用率顯示介面
圖15. 下料人員動態使用率顯示介面
最佳決策系統研究團隊
http://web.thu.edu.tw/sjweng/www/
12
實驗模組
• 本研究試驗了四個不同的模擬模型
– Model 1使用七個製具
– Model 2使用八個製具
– Model 3使用九個製具
– Model 4使用十個製具
• 各模擬模型將系統的「效率」分成四個不同的等級
– 73%、86%、94%和100%，
最佳決策系統研究團隊
http://web.thu.edu.tw/sjweng/www/
13
濺鍍生產線之效率指標
• 計算濺鍍生產線之效率,包括
– 生產速度(cycle time)、
– 載治具數量、
– 作業員供配、
– 暫存區數量、
– 在製品(WIP)數量、
– 產能預估
圖16. EMI真空濺鍍機台設備之載治具
最佳決策系統研究團隊
http://web.thu.edu.tw/sjweng/www/
14
模擬結果分析
• 表1中顯示Model 3比Model 2 和Model 1執行更短的週期時
間（41.0秒 vs. 45.3秒 vs. 51.7秒），並與Model 4的值幾乎
相同。
• 此外，表1也指出在沒有進一步投資製具的情況下，Model
3比Model 1一年多生產了一百萬件的產品，也與Model 4的
數量差不多。
表1.不同方案下年產量的實驗結果
最佳決策系統研究團隊
http://web.thu.edu.tw/sjweng/www/
15
模擬結果分析
表2.不同選擇的系統效率
最佳決策系統研究團隊
http://web.thu.edu.tw/sjweng/www/
16
模擬結果分析
• 將系統的「效率」分成四個不同的等級73%、86%、94%
和100%，藉此推斷不同效率影響的情況（見表2.）。
• 不同效率對系統性能所造成的影響似乎微不足道，效率
100%和效率73%，輸出速率只有3%的差距。
• 比較年產量效率影響的結果，Model 3比Model 1有更好的
改進比率，一年可以額外生產一百萬個產品數量。雖然
Model 4與Model 3有類似的結果，但是Model 4需要多增加
一個載具。
最佳決策系統研究團隊
http://web.thu.edu.tw/sjweng/www/
17
結論-產業之影響
• 產業之影響
– 提昇EMI研發人員設備製程設計時間20%
– 提昇機構研發設計人員的系統模擬相關技術與理論基礎
– 降低機台開發成本及縮短開發時間，並可降低瑕疵品所造成的浪
費，而且也是業界領先使用此一技術。
圖17. 長期產學合作結盟
最佳決策系統研究團隊
http://web.thu.edu.tw/sjweng/www/
18
結論-學術研究之影響
• 學術研究之影響
•
翁紹仁、李靖儀、林光甫,電磁波干擾製程品質最
佳化,品質月刊,100年8月號,47卷8期,30-33頁.
•
李靖儀、翁紹仁、林光甫，防電磁波干擾製程參數
最佳化之研究，台灣真空學會學術研討會,逢甲大
圖18.台灣真空學會學術研討會
學,台中,台灣,2010. 論文編號011.
•
圖19.品質月刊
Lin, P. K-P., Huang, C-Y., Weng, S-J., and Jiang, Y-C.,
Fixture Demanding Simulation Model For An EMI
Inline Sputtering System, Proceeding of Conference of
International Foundation for Production ResearchAsia Pacific Region, Phuket, Thailand, Dec. 02-05,
2012. (Accepted)
最佳決策系統研究團隊
http://web.thu.edu.tw/sjweng/www/
19
未來產學合作方向
工具機可靠度現況與目標(參考用)
大陸
2000年：NC車床MTBF=200小時
2009年：NC車床MTBF=450小時
目標：MTBF=900小時
美國
MTBF<180天就不用賣了!!
台灣(很難找到數據!!)
2007年：MTBF=100小時、MTTR=5.83小時
2011年：MTBF=160小時、MTTR=1.9小時
目標??
年度
計畫名稱
參與人
擔任之工作
計畫時間
補助/委託機構
99
防電磁波干擾製程參數最 翁紹仁
佳化之研究
潘忠煜
計畫主持人
2010年06月 ~
2011年05月
行政院國家科學委員會、
赫得光電科技股份有限公司
100
防電磁波干擾製程系統模 翁紹仁
擬之研究
計畫主持人
2011年06月 ~
2012年05月
行政院國家科學委員會、
赫得光電科技股份有限公司
103
防電磁波干擾製程系統可 翁紹仁
靠度最佳化之研究
謝傑任
計畫主持人
2014年06月 ~
2015年05月
行政院國家科學委員會、
赫得光電科技股份有限公司
簡英哲
共同主持人
共同主持人
最佳決策系統研究團隊
http://web.thu.edu.tw/sjweng/www/
20