1.1 研究背景與動機
台灣企業自 2005 年開始,在全球範圍的 LCD 總體出貨量方面已超過 了南韓[1],並在銷量上也逐漸縮小了兩國的差距,呈現後來居上之勢,全 力追趕南韓企業。雖然南韓三星電子和 LG 飛利浦 LCD 的發展,在世界上 分別占據前兩位,但台灣企業從 2005 年開始,在總體出貨量方面超過南 韓,並且在銷量上也逐漸縮小差距,緊緊的在追趕南韓企業。市場調查機 構「Display Search」,2006 年第 3 季在 10 英寸以上大型 LCD 市場上,台 灣企業以 3,810 萬張的總銷售量在市場占有率方面達到 49.2%,比南韓的 41.4%多出 7.8%。去年,台灣 LCD 出貨量占有率 44.4%,超過南韓 44.2%,
首次躍升領先地位。今年前兩季,占有率又分別上升到 47.5%和 48%,拉 近了與南韓企業(第一季 41.1%、第二季 41.3%)的差距。根據光電科技 工 業 協 進 會 統 計 , 2005 年 台 灣 薄 膜 液 晶 平 面 顯 示 器 (Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display,簡稱 TFT-LCD)產值 6371.3 億元,預估今 年(2006)產值 7841.3 億元,成長率 23%,2008 年則可望突破兆元大關,達 到 1 兆 104 億元,實現經濟部在 2002 年提出之「兩兆雙星產業發展計畫」, 工業局表示,未來三年 TFT-LCD 面板業者,包括友達、奇美及華映等七 點五代以上面板廠總計投資達七千億元,更顯示台灣 TFT-LCD 產業已成 為重要經濟發展指標之一。
TFT-LCD 製程包含三個部份,依序是薄膜電晶體陣列(TFT Array)段,
在玻璃基板表面進行鍍膜、顯影及蝕刻等製程,第二階段之液晶面板組立 (LC Cell Assembly)段將玻璃基板與彩色濾光片進行配向與貼合,以及第三 階段之電路模組組立(Module Assembly)段包含後續的組裝製程。其中組立 段製程有非常特別之生產特性,設置時間很長,在一連串的加工過程,以 印刷工程加工步驟之最,容易成為生產瓶頸,且後續加工步驟中包含了四 個連續批量加工機台,若不能有效減少集批等候時間,導致產能浪費,很 有可能因此形成瓶頸漂移,降低系統產出,而且特定加工步驟之間有等候 時間限制。再者,今日台灣 TFT-LCD 產業的趨勢已走向尺寸多樣化的訂
單式生產(Make To Order, MTO),使得組立段製程的生產管理顯得更趨困 難。
當今面臨產品種類多樣化的趨勢,同時需要生產多種尺寸產品,以因 應各式各樣的需求如手機、數位相機等…各式各樣的產品需求也使得一片 玻璃基板就要切割出大量的產品,勢必增加膠框塗佈、真空組裝、切割等 加工步驟的時間,如此一來,可用於設置之產能變少,且加工時間的增加,
也會使後段批量加工機台的集批等候時間拉長,因此設置時間的節省與批 量機台於閒置狀態之集批等候時間之節省成為非常重要的課題。上述情境 實顯出 TFT-LCD 組立段製程要如何在產品種類多樣化、機台換線之設置 時間長、後段批量機台容易因集批等候而浪費產能的特性之下,規劃出一 可行之生產排程的困難與重要性。
1.2 研究目的
本文研究目的為滿足上述限制式的情況下,使 TFT-LCD 組立段製程面 對小尺寸產品需求且趨於訂單式生產的環境,發展一「薄膜液晶顯示器面板
組立廠主生產排程規劃系統」,求得合理之 TFT-LCD 組立段製程每個加工步
驟的有效產出最大化排程解。其中包含「產能估算模組」、「重點工作站 產能分析模組」、「主生產排程規劃模組」等三個模組,各模組功能分述 如下:
首先由「產能估算模組」依目前預定生產目標計算最少所需換線次數,
經計算轉換為換線所需產能後,加上加工所需產能,可先計算系統中序列 機台之基本產能需求,檢驗產出目標是否可行,而批量機台則以配向機台 之利用率為標準,在維持低於配向機台利用率之前提,檢驗能否滿足排程 所需產能。
再依「重點工作站產能分析模組」分析計算排程所需參數,包含機台 產能、批量大小、平均工件產出週期等。將批量工作站之中,可浪費於集 批等候之閒置產能或不滿批加工之產能換算成可加工工件數,決定連續批 量機台之瓶頸,再取瓶頸(包含)之前所有批量工作站加工參數,分析出前 段之序列機台應如何配合後段批量機台之排程生產方法。
最後在「主生產排程規劃模組」中,輸入前「重點工作站產能分析模
組」求得之所以參數,利用吾人設計之數學規劃模式依序配置配向膜塗佈 工作站(前重點工作站)、後段連續批量工作站(後重點工作站),再以動態派 工法則規劃兩重點工作站之間所有工作站,逐步完成 TFT-LCD 組立段製 程之規劃。
1.3 研究範圍與限制
本研究所提出之規劃模式,在已知本期訂單的前提下為各工作站作產 能配置,基於現場環境之複雜與許多不可控制因素,致使機台排程被其他 變數干擾影響本研究方法達成規劃目標,本文訂定以下假設與限制:
1. 每期在開始進行規劃前,已接收之訂單為已知之確定資訊 2. 不考慮機台之間的搬運時間
3. 同一工作站內機台之數量、可用時間及可加工批量皆為等效且已知 4. 各產品之加工途程、各工作站機台之加工時間已知
5. 批量機台內的加工工件必需一起進入機台加工,並一起完成加工後離 開,每一批共同加工之產品,其產品別必需相同。
6. 配向膜塗佈為本系統可用產能最少、設置時間最長之瓶頸工作站。
本研究範圍如下頁圖所示:
主生產排程
細部排程
現場派工 長期市場需求預測
粗略產能規劃
產能規劃 總體生產管理
本 研 究 範 圍
圖 1-1 本文研究範圍
1.4 研究方法與步驟
為完成以上之研究目的,本文將以下列步驟進行研究,其流程圖如 1. 文獻回顧
2. 問題定義與分析 3. 模式之構建 4. 實例模擬驗證
5. 結論與未來研究方向
圖 1-2 研究流程圖 研究背景、動機與目的
文獻回顧
問題定義與分析
設計排程模組與架構
規劃模式之建構
以數學模式與啟發式演算法 完成各工作站產能配置
以實例模擬驗證
結論與未來研究方向