光電產業自動化設備維護機制
湯孟喬 資深卓越工程師
Joe Tang Sr. PEx Engineer
台灣康寧顯示玻璃(股)有限公司
Corning Display Technology Taiwan
卓越績效部
Performance Excellence
Sep. 18, 2013
Instructors
講師介紹
• 姓名: 湯孟喬 Joe Tang
• 學歷: 逢甲大學 自動控制研究所
• 經歷:
百容電子 – 自動化設備研發工程師 (3年)
晶宇生物科技 – 檢測設備研發工程師 (2年)
Corning Display Technologies Taiwan (9年)
電腦化維修保養專員 (1年)
設備維護工程師 – 後段製程 (3年)
資深設備維護工程師 – Inspection製程 (3年)
資深卓越專案工程師 – MBB (2年)
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Corning Incorporated
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Corning Incorporated
康寧公司
Founded:1851
成立時間:1851年
•
•
Headquarters: Corning, New York
總公司: 紐約州康寧市
Employees: Approximately ～
~29,000 worldwide
員工: 全球約有29,000名員工
•
2012 Revenues:$8.0 Billion
2012年營業額: 80億美元
Corning is the world leader in specialty glass and
ceramics.
康寧是特殊玻璃和陶瓷材料的世界領導廠商。
We create and make keystone components that enable
high-technology systems for consumer electronics, mobile
emissions control, telecommunications and life sciences.
我們為消費電子、汽車排放控制、電信和生命科學領域的
高技術系統開發生產基礎零件。
We succeed through sustained investment
in R&D, over 160 years of materials science and process
engineering knowledge, and a distinctive collaborative
culture.
康寧公司的成功乃憑藉對研發不斷的投資、160多年的材料
科學和製程技術以及獨特的合作文化。
Fortune 500 Rank(2012): 328
美國財星雜誌前五百大排名第328位
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Vision of future: A Day Made of Glass 1
未來願景：玻璃構成的一天 1
Take a look at where all this can lead us – in the not so distant future.
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Agenda
議程
• 講師介紹
• 康寧公司 - 玻璃構成的一天 1
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設備維修保養機制演進
設計審查與維護計劃 (設備最小可能失效性)
設備異常排除邏輯 (故障排除與基本原理)
預防與預知保養 (設備監控診斷預測機制)
設備維修管理系統
Q&A (玻璃構成的一天 2)
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Objectives
課程目的
• 設備維修保養機制演進過程
• 從設計到保養計劃的過程
• 以基本理論為基礎的異常排除
• 常見的設備異常與預防預測方法
• 設備維修管理架構
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: Schedule DT
: Non-Schedule DT
: Equipment Performance
Equipment maintenance mechanisms
設備維修保養機制演進
CR: Corrective Maintenance
Chaos
PM: Preventive Maintenance
Consistency
PdM: Predictive Maintenance
Statistical Control
RcM: Reliability-Centered
Maintenance
Process Capability
MTBF: Mean Time Between Failure
MTBF | Pn 
t 2
 t 1   t 3  t 2     t n  t n  1 
n 1
MTTR: Mean Time To Repair
MTTR | Pn 
t 1 end
 t 1 start   t 2 end  t 2 start     t nend  t nstart
MTBF | t n =零件失效時間點
MTTR | t n =零件維修時間。
MTBF | Pn =零件平均失效時間
MTTR | Pn =零件平均維修時間
Display Technologies

n
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Equipment Maintenance Phase
設備維護階段
Reliability-Centered
可靠度保養期
Predictive
預測保養期
Preventive
預防保養期
Receives
設備接收期
Display Technologies
Step
change
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Equipment & System Interface
設備與系統介面
耗材、
Spare Parts
List
關鍵組件維修
更換手冊、
Training
操作手冊、
保養手冊
人機互動介面 (設備控制)
使用環境、特
性、規格、尺
寸、材質、保
固、壽命
(MTBF)、供應
商、製造商、
料號…
可維修組件:
Parts list、保
養計劃、
Rework SOP、
組件管理、
Troubleshooti
ng guide、完
修確認(校正)
程序、…
不可修: Part
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Components
list、保養計
劃、校正程序
SOP、
Troubleshooti
ng guide、巡
檢計劃、
PdM、
RcM、…
生產相關資料介面 (Database)
設備狀態監控介面 (Remote)
異常資訊界面 (Alarm Log)
…
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Maintenance and Design Review
維護與設計審查
識別所有零件、組件、設備、系統的設計特性
與失效風險，建立可以實現的最小可能失效性
的維持計畫。
Probability
Severity
Detection
元件、組件、設備
損壞後果
元件使用頻度
監控及回饋補償
元件設計規格
監控及預警
元件保固範圍
異常警報(OK/NG)
預期使用壽命
產生品質異常
機械應力破壞後果
設計功能失效後果
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Design Review and Preventive Maintenance
設計審查與預防保養
Failure Mode and Effects Analysis (FMEA)
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Equipment Maintenance Phase
設備維護階段
Reliability-Centered
可靠度保養期
Predictive
預測保養期
Preventive
預防保養期
Receives
設備接收期
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Step
change
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Feel
Anything
Yet?
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Maintenance and Fundamental Understanding – 5Why?
維護與基本理解 – 5Why?
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Maintenance and Fundamental Understanding – 5Why?
維護與基本理解 – 5Why?
技術員反映玻璃缺陷微影檢查設備異常無法出圖。
Why?
設備異常碼顯示自動對焦異常。
Why?
檢查對焦機構發現LED模組無光源。
領取備品更換對焦LED模組後仍無光源。
Why?
檢查控制箱內的電路板發現功率電晶體燒毀。
領取備品更換電路板，啟動後電路板功率電晶體再次燒毀。
Why?
同時更換對焦LED模組及電路板後恢復正常生產。
Why?
層別LED模組進行迴路量測及電路測試，發現LED焊接點與散熱銅片距離
不足造成更換或線路浮動時容易產生短路現象。
若要防止問題再次發生，有可能需要進行設計變更。
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Maintenance and Fundamental Understanding – 5Why?
維護與基本理解 – 5Why?
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Initial management of equipment maintenance
設備維護初期管理
Patrol
PM / OPM
Issue
After Issue
Root Cause
Possible Cause
✄
Non-Schedule
DT
Experience
Troubleshooting
Why?
Why?
Before Issue
Review
Training
Reduce DT
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Equipment capacity, maintenance capabilities and production
requirements (設備能力、維護能力與生產需求)
Supply
Input
Vendor
•
•
•
•
System
Equipment
Assembly
Parts
Material
•
•
•
•
•
•
Equipment
文件
Training
Parts
軟體
安全、環境、
法規
• …
Process
Output
Maintenance
Performance
•異常維修
(CMMS-CR)
•預防保養
(CMMS-PM)
•預知保養
(PdM)
•可靠度維修
(RcM)
•
•
•
•
•
•
生產資訊
設備狀況
設備績效
維修效率
維護品質
設備可靠度
MOC
Display Technologies
Customer
Voice
•
•
•
•
•
•
•
操作安全
操作容易
資訊充足
系統穩定
容錯防錯
高自動化
…
Change
VOC
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Equipment Maintenance Phase
設備維護階段
Reliability-Centered
可靠度保養期
Predictive
預測保養期
Preventive
預防保養期
Receives
設備接收期
Display Technologies
Step
change
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Apply technologies to measure the condition of machines.
Base on Root Couse Analysis.
MTBF、MTTR
異常排除過程紀錄
5Why異常分析
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Top 10 causes of damage
十大損壞原因
Motor
Wires
Pistons
Cylinders
Gears
Shafts
Pressure
Vacuum
Hydraulic
Bearings
Bolted
Welded
Seal
Belt
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Predictive Maintenance Technology
預測性保養技術
五大預測檢測技術:
熱影像、電流分析、油品分析、振動量測、超音波
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Infrared Thermography
熱影像
目的: 經由偵測元件、組件、設備和電氣設備發出的表面輻
射能量(熱量)為基準，進行的維護判斷機制。
陣列焦電式紅外線感光元件
參考文獻: 廖雁亭，應用紅外線熱影像儀於製程機台電氣設備之預知保養研究-以某TFT-LCD廠為例，國立交通大學，碩士論文，2009
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Motor Circuit and Current Signature Analysis
馬達電路與電流特徵分析
目的: 經由訊號監控技術，追蹤設備性能隨時間與壽
命的變化。
監測設備訊號: 電流值、扭力值、壓力值、時間頻率、…
透過資料連結、擷取…等監控技術，取得訊號並進行統計上的
分析。
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Oil & Lubrication Analysis
油品分析
目的: 經由抽取設備油質進行分析的技術，評估設備
劣化的程度，進行的維護對策判斷機制。
在安全、最小量、最少汙染與干擾的條件下，依據機械特性取
得具代表性的設備用油進行油質分析。
分析: 顆粒數、黏度、介電質、鐵粉濃度、工作溫度…
(標準: ISO10816 11171 4402 4406、NAS1638、MIL-STD-1246、NAVAIR 01-1A-17、ACFTD、AS4059…)
採樣:高壓、低壓、抽取
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Vibration Analysis
振動量測
目的: 經由偵測及分析元件震動頻率，評估元件損
傷部位及程度，提供維護人員進行維修品質確認、
異常診斷、趨勢監控…等保養機制。
異常診斷應用
組裝測試應用
參考文獻: 鐘裕偉，微機電型加速度計應用於旋轉機械振動量測之研究，國立彰化師範大學，碩士論文，2013
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Vibration Analysis
振動量測
常見四種頻譜:
不平衡、基座鬆動
偏心、軸彎曲
對心不良
軸承座、軸承、軸心
軸承間隙過大、轉動元件鬆動、
干涉摩擦
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Airborne Ultrasound
超音波
目的: 經由偵測管線、閥門、轉動元件與電力設備產
生高於人類聽覺範圍的聲波，進行的維護保養評估
機制。
不受正常音頻干擾、指向性、非接觸
找出洩漏位置
軸承潤滑: 不足、過度添加
初期損壞警戒
部分洩漏、無法
正常開關
Water Hammer:
效率降低、嚴重
損壞
電力設備中的機械震動
開關裝置、 變壓器、絕緣子或斷電器
新切割刀
切割異常
噪音環境 >60dB 玻璃切割監測應用
參考文獻: 林志緯，超音波頻譜應用於玻璃切割之研究，國立彰化師範大學，碩士論文，2011
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Equipment Maintenance Phase
設備維護階段
Reliability-Centered
可靠度保養期
Predictive
預測保養期
Preventive
預防保養期
Receives
設備接收期
Display Technologies
Step
change
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Equipment Maintenance Management System
設備維修管理系統
CMMS:
PM:
Production Schedule
Maintenance Schedule
Maintain List
Recourse Status
Spare Parts Inventory
Troubleshooting Guide
Cleaning / Rubricating (PM)
Checking / Replacing (PM)
Maintenance Record
Maintenance Skill (Training, Resources)
Modularized Rework (SOP)
RcM:
PdM:
Real time FMECA (設備狀況風險)
HAZOP (設備操作風險)
Monte Carlo (統計機率風險)
Measurement: Vibration, Infrared
Thermography, Acoustic,
Ultrasound, Oil, Data Acquisition…
Root Couse Analysis: 5Why, Cause
and effect, Hypothesis, History
record, Data analysis…
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Equipment maintenance system architecture
設備維修系統架構
客戶需求
新設備
設計變更
生產資料
統計分析
生產設備
生產監控資訊
資料擷取
設備狀況分析
異常資訊
設備績效指標
統計分析
異常紀錄
設備失效分析
維修工單
線外維修
保養計畫
巡檢計畫
資源資訊
生產排程資訊
採購與庫存資訊
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Maintenance Management Function
維護管理功能
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設備製程參數監控。
設備狀態的即時反應。
設備製造參數的有效控制。
記錄維護管理資訊。
有效分析設備失效模式。
維護與修理工作的標準化。
維護工單的有效管理。
維護工作時程安排。
設備失效預測與失效分析。
設備維護績效指標統計。
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Vision of future: A Day Made of Glass 2
未來願景：玻璃構成的一天 2
Take a look at where all this can lead us – in the
not so distant future.