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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

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. 1. 1. 內容大綱. 專案進度 研究背景 何謂 EMI 研究目的 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. 實驗模組 實驗結果與分析 結論.

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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

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  1. 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 1

  2. 內容大綱 • 專案進度 • 研究背景 • 何謂EMI • 研究目的 • 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 • 實驗模組 • 實驗結果與分析 • 結論 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/

  3. 專案進度 2011/6~ 2012/2 3/53/123/193/264/24/94/164/234/305/75/145/215/28 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/

  4. 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 (Electro-Magnetic 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3. NoteBook (NB)在2006~2011年 之出貨量與成長率 圖2. EMI設備 最佳決策系統研究團隊http://web.thu.edu.tw/sjweng/www/

  5. 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) • 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。 圖4. EMI真空濺鍍設備及濺鍍原理 最佳決策系統研究團隊http://web.thu.edu.tw/sjweng/www/

  6. 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/

  7. 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/

  8. EMI 系統及系統模擬模組 圖6. EMI真空濺鍍機台設備 圖8.金屬塗層的處理流程 圖7. EMI-Chamber結構圖示 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/

  9. 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 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) 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) 最佳決策系統研究團隊http://web.thu.edu.tw/sjweng/www/

  10. EMI Inline Sputtering Decision Support System 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/

  12. EMI-DSS OUTPUT and Monitoring Functions 圖15. 下料人員動態使用率顯示介面 圖14. 上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/

  13. 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/

  14. 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/

  15. 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/

  16. 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/

  17. 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/

  18. 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/

  19. 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,逢甲大學,台中,台灣,2010. 論文編號011. • 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 Research-Asia Pacific Region, Phuket, Thailand, Dec. 02-05, 2012. (Accepted) 圖18.台灣真空學會學術研討會 圖19.品質月刊 最佳決策系統研究團隊http://web.thu.edu.tw/sjweng/www/

  20. 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?? 最佳決策系統研究團隊http://web.thu.edu.tw/sjweng/www/

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