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這篇以工廠自動(dòng)化系統(tǒng)整合架構(gòu)與工單的運(yùn)作情境進(jìn)行說明，系統(tǒng)架構(gòu)可參考工廠自動(dòng)化系列三。

以工單流程一窺工廠自動(dòng)化

MES 與自動(dòng)化設(shè)備之間的整合，于 LV2 (如上圖) 常以一個(gè)制造單元（Cell）對(duì)應(yīng)一支 EAP（Equipment Automation Program；設(shè)備自動(dòng)化程序）或是整條產(chǎn)線對(duì)應(yīng)到一個(gè) BC（Block Control；整線控制）的方式，負(fù)責(zé)在物料（生產(chǎn)批號(hào)、物料批號(hào)、載具編號(hào)）抵達(dá)工作站或生產(chǎn)線時(shí)，藉由識(shí)別裝置（例如：條形碼或 RFID）取得物料身分，跟 MES 確認(rèn)是否可進(jìn)行加工與配方等，確認(rèn)后開始生產(chǎn)。LV1 的部分可采用 Master－PLC（Programmable Logic Controller；可編程邏輯控制器）或 DCS（Distributed Control System；分散式控制系統(tǒng)），負(fù)責(zé)整個(gè)自動(dòng)化制造單元的控制，例如協(xié)調(diào)傳感器、ROBOT、輸送帶、AOI、加工設(shè)備、量測(cè)設(shè)備等等。DCS 則常見于連續(xù)型生產(chǎn)模式，如石油化工產(chǎn)業(yè)，其進(jìn)行控制與補(bǔ)償復(fù)雜的生產(chǎn)行為，一般較多是 PC－Based。

工單運(yùn)作 - 應(yīng)用情境說明

程序一：生產(chǎn)派工

首先以 MRP（Material Requirements Planning；物料需求計(jì)劃）或 APS（Advanced Planning and Scheduling；先進(jìn)規(guī)劃排程系統(tǒng)）建立生產(chǎn)計(jì)劃經(jīng)確認(rèn)后開立工單，透過派工系統(tǒng)或者是 APS 結(jié)果進(jìn)行派工，指定各個(gè)自動(dòng)化工作站的加工順序與使用的設(shè)備。派工系統(tǒng)是透過一系列的派工法則進(jìn)行各個(gè)制造單元的派工，亦即決定單元的加工順序，當(dāng)制造設(shè)備有空檔時(shí)，會(huì)依派工法則取得可進(jìn)行加工最優(yōu)先次序者，并呼叫 MCS（Material Control System；物料控制系統(tǒng)）進(jìn)行叫料搬運(yùn)以進(jìn)行生產(chǎn)。

程序二：生產(chǎn)前檢查

當(dāng)載具搬運(yùn)物料至工作站的制造埠口（Port）時(shí)，會(huì)進(jìn)行生產(chǎn)前的作業(yè)檢查，例如是否與派工一致？EAP 跟 MES 詢問這個(gè)設(shè)備上的物料是否正確？設(shè)備狀態(tài)是否可進(jìn)行制造？EAP 跟 MES 取得這個(gè)生產(chǎn)批次的配方 ID 并與設(shè)備上的 ID 進(jìn)行比對(duì)，如配方 ID 不同則從 RMS（Recipe Management System；配方管理系統(tǒng)）更新配方，檢查通過后才可開始生產(chǎn)。

程序三：配方比對(duì)

一般 MES 只設(shè)定工作站的配方 ID，配方內(nèi)容則存放在 RMS，RMS 提供了配方編輯、配方上下傳（Recipe Download，Recipe Upload）、版本控管以及配方簽核認(rèn)證等功能。由于制造人員可能會(huì)在生產(chǎn)過程進(jìn)行設(shè)備參數(shù)的調(diào)整使制程穩(wěn)定，因而在半導(dǎo)體業(yè)不只比對(duì)配方 ID，也會(huì)解析設(shè)備現(xiàn)在的配方參數(shù)是否在 RMS 設(shè)定的配方參數(shù)上下界。

程序四：制程參數(shù)監(jiān)控

生產(chǎn)前作業(yè)檢查通過后，MES 執(zhí)行進(jìn)站交易，設(shè)備開始進(jìn)行生產(chǎn)（Process Start），依據(jù)設(shè)備能力可進(jìn)行制程參數(shù)的監(jiān)控，最簡(jiǎn)單的方式就是設(shè)定上下界，如要做進(jìn)階的預(yù)測(cè)與參數(shù)的自我調(diào)適，則會(huì)引進(jìn) APC（Advanced Process Control；先進(jìn)制程控制）系統(tǒng)。

APC 分為資料搜集、故障偵測(cè)分類（FDC，F(xiàn)ault Detection and Classificatioin）、批次間控制（R2R，Run to Run），透過設(shè)備參數(shù)與訊號(hào)搜集，由人員以統(tǒng)計(jì)學(xué)、時(shí)間序列、機(jī)器學(xué)習(xí)等方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析以及數(shù)學(xué)模式建立，再導(dǎo)入至 FDC 或 R2R，在線監(jiān)控設(shè)備異常狀態(tài)或是制程參數(shù)的補(bǔ)償，其常見于半導(dǎo)體業(yè)。