RFID在制造业应用.ppt
陈瑞顺 博士,第六章 RFID在制造业应用,1,内容大纲与学习目标,RFID在封测业之个案了解 RFID 改善在进出货、机台信息与生产线的管理认识 RFID 提升半导体供应链的信息整合RFID在汽车制造业之个案了解 RFID 支援汽车制造的装配、保修作业认识 RFID 强化汽车零配件的库存管理、售后服务RFID在食品加工业之个案了解 RFID 电子认证标章与食品认证制度的结合认识 RFID 产品履历追踪的自动化,2,一、RFID在测试业之个案,图片来源：硅品精密,3,(一)背景,动态管理的需求半导体测试业必须透过大量接单来形成经济规模机台及物料类型增多，造成空间及动线配置不易仓储与制造现场的管理模式，都将影响生产效率生产作业的瓶颈晶圆测试生产线，仍由人员手动操作机台参数设定的疏失，将导致产品重测或赔偿损失造成公司营运成本上升，获利下降,4,目标,透过RFID 系统将达成建立一套零时差、零延迟、零待机与零库存目标进行制程自动化，以提高产品的良率及服务质量藉由制程实时的监控与分析，提高客户回应能力整合后端数据库，使上下游供应链信息更为透明,5,(二)基本架构,电子标签(Tag)：遵循EPC Global 的国际标准读写器(Reader)感应距离：移速、稳定性处理速度：处理效能及传输速率中介软件以讯息为导向(Message-Oriented)将信息以讯息方式做传递异步传送，不必等待回应,6,中介软件系统架构,7,扮演RFID 标签和应用程序之间中介的角色主要功能使Read/Write更加可靠把资料通过Reader推或拉到正确位置监测和控制Reader降低射频干扰处理Tag和Reader事件应用系统通知 提供使用者异常警告,(三)流程分析,晶圆测试以测试机台与探针卡来测试晶圆上的晶粒确保晶粒的电气特性与效能符合设计规格若晶粒未通过测试，该晶粒将做不良标记有些晶粒(如Memory IC)可经由雷射修补进行重工不良品将被筛选，功能正常者才能进入封装制程,8,IC封装,晶圆制造完成后，用塑胶等材料将芯片封包起来以保护芯片并做为芯片与系统间讯号传递之界面封装方式：导线架封装：适用于低阶或一般IC将芯片置于导线中心，以打线接合连接至外引脚上以环氧树脂材料模封保护后完成后续将导线架以引脚插入连接方式与主机板接合BGA封装：利用载板作为中间零件，做为IC讯号与母板间的讯号连接裸晶封装：直接将芯片置放在母板上，中间不经过导线架或载板的中介。封装难度高。,9,问题分析,前段制程晶圆供料经常不稳定无法事先得知晶圆延迟出货讯息导致后端生产排程无法实时正确回应客户需求经常变动客户常有插单或急单发生无法快速回覆达交状况作业大部份为手动，未结合信息系统提升效率无法快速控制在制量(Work In Process)无法快速连结在制品的变化以回应订单的达交进出货作业耗时收货时必须仰赖仓管人员逐一清点输入繁琐的库存信息，造成时间与人力的浪费生产线信息无法实时呈现与分析测试完成一个批号后，才能将结果输入系统,10,(四)个案分析,半导体测试公司简介成立于民国 86 年主要提供 IC 封装与测试服务，包括：高集积度、高精密度记忆产品混合讯号与模块平面显视器驱动 IC 与驱动模块提供客户全段加工及配货服务，以节省顾客时间,11,导入RFID系统整体架构,整合系统信息，提供实时的监控功能，包括：晶圆收货管理安全库位控管制程自动化成品入库管理,12,半导体测试公司导入RFID流程设计,实务管理作业流程上游代工厂将晶圆装入晶圆盒，贴上RFID标签出货时自动传送电子出货通知与产品信息晶圆测试公司收货时则读取RFID信息完成收货则立即回传收货通知RFID系统流程步骤晶圆盒经过装有RFID的闸门，RFID中介软件将对应的批号、数量等相关信息传至测试厂的ERP系统晶圆盒经过测试厂出货区，将批号等信息传至封装厂,13,步骤5:RFID中介软件会将信息送至ERP系统进行资料比对。步骤6:ERP系统将比对资料结果传送到RFID中介软件。步骤7:RFID中介软件依结果启动讯号灯;绿灯为资料无误、红灯则否 步骤8:将收货的检测结果送至半导体测试工厂的B2B服务器。步骤9:测试厂的B2B服务器会将结果回传IC代工厂的B2B服务器。,(1)入出库分析设计,14,步骤1:将出货信息送至测试厂步骤2:运输业者将晶圆送至半导体测试工厂步骤3:装有RFID标签的晶圆盒经过有RFID读取器的闸门,同时标签信息透过无线网络上传至RFID中介软件步骤4:RFID中介软件会将标签信息自动写入RFID数据库。,实务管理作业流程自上游晶圆厂所送达的晶圆盒经过测试厂收货区闸门RFID标签透过中介软件与晶圆批号比对若与晶圆代工厂所传电子信息相同，则写入ERP系统并通知检验若收货的监测程序出现异常则发出警讯,晶圆盒入库的管理,出货闸门(RFID Reader的使用对象)接收从上游晶圆厂所送来的晶圆盒自动比对入出货信息,15,(2)制程自动化,实务管理作业流程当晶圆被放置于机台准备测试时，RFID系统读取标签信息将所读取的信息传送到RFID中介软件，处理后储存于数据库作业员利用计算机系统查询生产信息，如:流程卡及机台设定参数达到工程信息电子化、测试记录系统化及节省纸张打印等目的,16,步骤1,2:RFID中介软件读取位在晶圆盒上的标签，处理后存放于数据库。步骤3:RFID中介软件将标签写入电子流程卡系统数据库。步骤4:依据这一批的批号形式自动连接到测试机台程序服务器比对正确的测试程序。步骤5:自动测试机台程序服务器执行下载测试条件的 shell script。步骤6,7:在线人员查询测试信息如LotID与其他相关的信息。,(3)库位管理：手推车位置管理,RFID 作业流程手推车上的RFID标签经过高架底板时，其位置信息将上传。RFID读取器将标签信息写到RFID数据库。同时藉由标准传输协定将标签信息写到库位管理数据库在线人员可依据需求查询手推车位置,17,晶圆盒在手推车的管理,库位管理(RFID的使用对象)降低作业员寻找适当推车的时间随时掌握客户晶圆盒、探针卡在手推车的行踪,18,(3)库位管理：氮气柜管理,19,RFID 作业流程RFID读取器重复将每一位置存放的晶圆盒信息传至中介软件RFID读取器将标签信息写到RFID数据库。同时藉由标准传输协定将标签信息写到库位管理数据库在线人员可依据需求查询手推车位置,晶圆盒在氮气柜的管理,氮气柜(RFID Reader的使用对象)安全管理，记录作业人员何时放入或取出料品定位，迅速掌握物品动向，以利盘点、取放与排程规划,20,(4)中介软件的设计,中介软件之目的将标签信息转换为企业有用的触发事件将讯息传送到对应的后端企业信息系统中介软件之功能操纵控制RFID读写设备，确保不同设备的协同运作按照一定规则过滤数据，将真正有效信息传至后台RFID中介软件与读取器的串接步骤确认RFID读取器的环境建立一个设备群组定义输出格式进行测试设定标签信息抛转规则(步骤4,5细节于次页说明),21,(4)中介软件的设计,步骤4：进行测试当先前动作完成后，可将标签放置于读取器的读取范围当读取器侦测并读取标签信息，可透过使用者界面确认信息。(如右图)步骤5：设定标签信息抛转的规则依据实际现况，所有标签信息将以后端系统架构采用不同信息抛转规则如HTTP Post 或 Web Service。(如右图),22,实务面的执行障碍与改善方案,使用者的观念教育项目起始前，必须清楚传达RFID建置是追踪制造现场的设备状态与料品动向，而非掌握人员行踪技术层面的瓶颈克服RFID建置过程因需求与环境不同，需要使用不同用途的RFID读取器与标签，又须在同一标准RFID平台运作除硬设备整合外，也须信息转换以连结后端系统花费额外时间来为晶圆盒感应设计客制化天线规划物体动线路径，以消除电磁波的涵盖死角统一标签张贴方式，以提高读写器读取率,23,(五)效益分析,评估模式评估的依据基础项目团队成员现场员工经验使用者所提出的问题，以及生产线上的实地考察评估的对象与指标对象：对企业本身体系，以及相关的产业链可量化之效益指标非量化之效益指标,24,(五)效益分析,量化的效益指标缩短进货出货的时间(60%)库房对于所有料品的进出都必须详加记载原一笔资料作业时间为5分钟；RFID自动入库时间为2分钟故RFID 导入后可缩短进出货作业时间约六成缩短料品查询的时间(93%)现场人员须透过系统查询，以得知接续生产的货批及储位原现场作业查询时间为15分钟；RFID系统主动信息为1分钟故RFID 导入后可缩短查询作业时间逾九成减少制程记录的时间(100%)现场人员对于生产过程及异常原因都必须加以记录原一笔货批处理时间为3分钟；RFID自动扫瞄不须人工记录故RFID导入后可完全减少制程记录时间,25,(五)效益分析,非量化的效益指标,26,(六)结论,RFID监控信息系统，将有效改善生产流程电子工单信息直接转入，不再需要人工作业，仓管进出货时间可减少60%生产线上的料品处理时间可减少约93%，有效进行产能的配置现场作业人员不需再耗费时间记录制程信息，避免人为疏失，同时缩短制造交期上下游供应链合作更加紧密，藉由RFID将各制程信息呈现在网络系统中，提高客户的满意度,27,二、RFID在汽车制造业之个案,28,图片来源：裕隆汽车,(一)背景,汽车产业涵盖车辆制造商以及零件供应商RFID被应用于汽车制造程序，用途包括：车辆厂对零组件的追踪、及库存的掌控关键组件生产之回溯及责任厘清品牌汽车或零件的防伪预估2008年RFID应用产值达8.72亿美元知名汽车制造商已积极部署RFID,29,(一)背景,车辆识别系统之应用，新型的高级车款将配备RFID的识别系统汽车零件应用领域，例如：RFID内嵌于轮胎轮胎识别码制造日期、生产地点及出厂日期胎压记录经济部于2007年规划RFID在车辆产业的应用车辆产业RFID应用SIG裕隆等国内车厂,30,(二)基本架构,RFID在汽车生产之识别与质量监控起因：汽车客制化增高汽车业努力追求实时生产与供货模式基于以上需求，每一零件都要有精确识别确保原物料、半成品及零组件的储放位置及组装程序运用RFID系统管控生产流程管理模治具及机器设备管理输入输出装置若出现无效读取，系统将警示确保模具使用及产品装配的正确性,31,(二)基本架构,运用RFID监测机器设备移动式RFID 监测仪器，分析设备运作状况检测未校准、轴承烧损等异常避免机器的非计划性停工连结后端数据库RFID在生产线环境的应用确保符合设计规格及检验标准控制活塞安装位置、螺丝栓紧力矩是否适宜安排品管控制标准程序,32,(二)基本架构,RFID在制程支援的应用(以丰田汽车为例)原有生产流程卡(Run Card)缺乏实时性RFID 快速掌握制造状态、产品位置、质量异常自动化追踪机制，提供有效的生产排程丰田汽车在移动挂架上安装RFID以记录生产数据(如图)RFID在管理零配件管理之应用透过专门料箱输送安装RFID以掌握生产状态：内容识别、库存掌控出货追踪、出入管制实时监控、自动补货,33,(三)现况流程分析,34,问题分析过去以条形码(Barcode)瓶颈汽车在涂装过程会使条形码受到污损汽车零组件超过5000项零组件要在仓库内准确归类与定位出厂后，很难进行追踪RFID的应用将增进产品识别提高组装效率精确掌控库存提升保修服务,(三)现况流程分析,35,资料来源：DigiTimes,RFID在汽车制造的使用现况仓储管理、车身组装、经销管理、保养维修等频段均采UHF，传输距离约10MRFID标签建置在物料输送载具上读取器则置于载具转运处成车运送可利用RFID来管理车辆的配送国内RFID汽车应用的市场商机汽车零件供应商汽车保养维修厂,(三)现况流程分析,36,资料来源：DigiTimes,(三)现况流程分析,愿景：供应链全面整合零组件均贴上RFID标签提升汽车供应商的车体装配效率增进维修保养厂的快速检修流程RFID应用在汽车业的瓶颈价格干扰耐久安全,37,(四)个案分析,裕隆公司简介成立于1953年6月，为台湾第一家汽车制造公司目前董事长为严凯泰先生资本额为NT$147.73亿元员工人数1,350 位，工厂地址在苗栗三义目前主要业务为汽车制造与销售裕隆导入RFID的历程2000年，开始导入RFID于制造系统2006年，扩展RFID到汽车保修应用未来，希望将RFID应用到上下游供应链体系之整合,38,(四)个案分析,裕隆生产线导入RFID的过程2000年开始导入RFID系统，合作厂商为美国奇异(GE)当时RFID技术未成熟，标签成本约1万元台币。第一阶段将RFID应用在油漆槽，以控制烤漆作业时间第二阶段做库存管理，以妥善控管汽车零组件因电波受金属干扰，故RFID标签是贴在纸箱上作识别在生产线上则将RFID标签贴在半成品的运送载具上当载具到达装配地点，读取器接受讯息便控制自动化设备组装车体同时结合制程管制系统，提高生产作业效率(30%)成车完成后送往管理中心，再经RFID系统派送车辆,39,(四)个案分析,40,资料来源：DigiTimes,(四)个案分析,裕隆保修厂导入RFID的过程藉由移动价值链提供顾客主动式的高质量服务以RFID整合内部的经销商管理系统，提高附加价值2003年与工研院系统中心合作，采用IBM的RFID方案2005年6月开始运作，其RFID保修流程为：对首次进场保修车辆，厂方将征询车主意愿贴上RFID标签将其资料写入RFID，并锁定于车辆水箱下方该RFID为被动式规格，无需电池故标签寿命长下次车辆再进厂，经过入口处的RFID读取器，入口处上方的跑马灯会出现专属的欢迎词，并提供客户信息给服务员休息室的监控系统，会显示车辆所在位置及维修进度,41,资料来源：DigiTimes,(四)个案分析,42,(三)流程分析,资料来源：DigiTimes,(四)个案分析,RFID结合胎压检测系统(TPMS)以确保行车安全缘起：2000年，福特汽车配备的Firestone轮胎有瑕疵，Firestone被强制收回650万同型轮胎美国国会立法：客车均须安装TPMS，用以侦测胎压利用RFID作为TPMS与行车计算机的信息传递RFID以其识别能力，可进行汽车生命周期管理汽车制造销售：汽车零件资料、车主资料与信用记录车辆保养维修：事故或罚款记录、里程及维修资料监理单位管理：车籍资料、检验、违规或缴费记录,43,(五)效益分析,汽车制造：涂装以耐高温、抗油污的RFID标签来取代传统条形码有效控制涂料的处理时间汽车制造：装配提升车辆组装效率有效降低库存数量重要配件加强其安全规格,44,(五)效益分析,汽车售后服务直接读取RFID记录，降低车辆检修的作业成本记录车辆与顾客信息，提高亲切与专属的服务质量汽车销售汽车进出的时间管理，确保车辆安全大范围的车辆定位，掌握成车的运载状况其它汽车租赁公司能藉由RFID 精确监控燃料状况中古车辆公司能记录中古车信息，保障买卖双方权益监理机关单位能有效进行车辆管理，确保公共安全,45,(六)结论,透过RFID支援车辆制造自动化搭配现场料箱及制程设备，进行自动化作业使料件能做好归类与定位，并确保生产质量藉由RFID提高库存管控能力利用RFID大范围扫瞄能力，强化库存盘点机能零件制造商能藉由RFID记录，达到产品召回的安全控管利用RFID增进客户服务质量保修厂透过RFID信息，快速掌握车辆使用状态或异常原因,46,三、RFID在食品加工业之个案,47,图片来源：统一企业,(一)背景,社会及政府对食品管理的重视商业司已推动加工食品的履历追踪为建立完整安全且安心的加工食品供应链包括食品加工业、物流业、流通业，将整合食品加工履历先期导入计划：以高单价加工食品为对象，如：保健食品、酒计划重点：应用RFID技术于加工食品履历追踪推动RFID认证标章与品级认证透过国际合作与RFID产业应用联盟，扩展RFID系统衍生产品,48,(二)基本架构：加工食品追踪RFID,自食品包装与加工阶段嵌入RFID标签结合检测流程、生产纪录与信息系统以追溯产品来源,49,资料来源：经济部商业司,EPCIS运作架构,50,实际产品物流,实际产品物流,(三)流程分析：加工食品履历追踪,51,加工食品供应链,电子认证：产品分级认证让消费者辨识产品等级与安全电子履历：产品履历追踪整合通路商品信息系统结合上游原物料业者、食品包装与加工厂商明确责任划分，遇有问题可追踪产品流向,52,资料来源：rfid.org,(四)个案分析：EPCIS 应用品项,53,EPCIS 应用执行品项(台湾绿藻),54,资料来源：台湾绿藻公司,EPCIS加工食品履历追踪系统(1),EPCIS应用软件元件化,55,初始设定资料连线模式,EPCIS加工食品履历追踪系统(2),商品资料新增模式,56,品项资料登录模式,(五)效益分析,建立食品履历追踪及质量分级认证制度确保消费者对食品安全信心增进消费者辨识质量的能力透过食品的电子履历及质量认证，创造附加价值促进高利润的品牌发展增进外销市场的产值透过国际合作与RFID产业应用联盟带动产品发展，扩大经济效益,57,(六)结论,1.RFID认证标章正确查知食品的出处与批次识别精确执行缺陷品回收与补救措施防止食品仿冒与诈欺事件2.产品履历追踪自动化提供安全且安心的食品给消费者提高商家处理时效信息自动更新与载入,58,资料来源,叶君平，陈瑞顺，RFID在半导体测试产业之研究，国立交通大学管理学院资管学程硕士论文，2007/06经济部技术处，先进辨识技术RFID在制造业之应用机会分析汽车产业，经济部 ITIS 计划，2005/12经济部商业司，行政院2005年产业科技策略会议，2005/12经济部RFID公领域应用推动办公室，RFID应用先导计划，2005硅品精密公司裕隆汽车公司电子时报网站台湾绿藻公司统一企业集团财团法人工业技术研究院,59,
