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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
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 1 1
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內容大綱 專案進度 研究背景 研究目的 研究方法 實驗模組 實驗結果與分析 結論 何謂EMI 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
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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
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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
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何謂EMI 電磁波干擾(Electro-Magnetic Interference; EMI)
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
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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
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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
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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
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資料收集及參數設定 Case Arrival為 Exponential (40) ION_1 為 Fixed(0)
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
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EMI Inline Sputtering Decision Support System
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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
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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
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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
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
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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
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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
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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
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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
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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
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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 , (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
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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
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佳化之研究 翁紹仁 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擬之研究 2011年06月 ~ 2012年05月 103 防電磁波干擾製程系統可靠度最佳化之研究 謝傑任 簡英哲 共同主持人 2014年06月 ~ 年05月 最佳決策系統研究團隊
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