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個案公司精實生產活動

​        客戶對於產品價值都是由製造現場實現,所以企業的命脈就在製造現場,而製造現場卻常是所有缺失的總匯集處,不論是需求預測失準、製程不順、廠房佈局干涉或是後勤中斷等等,所以落實「精實生產」要由現場開始。面對時時刻刻變化的製造現場,所有員工也要建立持續學習與改善、接受並擁抱變革的心理準備,尤其是現場幹部或主管,更需具備正確的基本心態- TPS所強調的三現主義(現場、現物、現實)之實踐。

 

        個案H公司近年來在生產線管理上,應用了精實生產中許多的手法,如5S活動、目視管理、看板運用、多能工、拉式生產與平準化生產等,將精實觀念和做法潛移默化至員工上,讓員工從了解、親自執行至最後看見成效,以達成改善公司體質進而提升公司競爭力之目的。

一、5S活動

        5S活動指的就是:整理(seirl)、整頓(seiton)、清掃(seiso)、清潔(seiketsu)、教養(shitsuke),藉由PDCA循環方式進行,使每個人在不斷接受教育及活動進行中潛移默化,而提升人的行動品質,進而養成強健、高應變力的企業特性。

 

個案公司推行5S活動共區分為九個步驟:

(1)製作5S佈告看板:對生產線操作員進行意識教育,定義5S項目以及清楚說明,讓人員了解5S活動的目的與其重要性。

(2)劃分5S區域圖:在推動5S運動初期,以圖示標明各製程區域,讓生產線操作員一眼即可了解自己的工作環境區域。

(3)編列5S組織圖:從大範圍的製程區域縮小為操作員本身的工作範圍,讓操作員了解自己工作區域內的組織成員,養成團隊的觀念。

(4)定義5S區域負責人:責任感建立,定義各區域負責人後,再定義每班的負責人,以利生產線幹部巡檢稽核。

(5)定義5S基準:初期先將可能發生違規事項定義出來,讓人員養成習慣;後期根據各製程於5S項目中最常發生違反的事項去定義,並使用照片方式將5S基準張貼於看板上,生產線幹部也要不定時抽問操作員,讓操作員養成習慣,但標準會隨時間與空間而有所變更。

(6)制定5S管理辦法:制定與公告5S的獎懲辦法,讓操作員了解5S的評分方式與遵守事項,並將操作員的個人績效在5S執行及紀律方面的評分張貼於看板上。

(7)5S競賽:管理辦法確立後,由生產線幹部交叉稽核評分,製造部主管也需不定期查核,並依評分結果作為各單位5S競賽的成績。

(8)5S活動改善:稽核有任何缺失,應立即找出真因並提出改善,改善案若由個人提出,可在績效上不扣分,改善案提出後,生產線幹部務必要向操作員宣導與教育,並不定時抽問。

(9)5S園地:為持續不斷提昇廠內品質,個案公司提供給大家一個自由發揮的舞台,讓操作員製作5S標語、5S海報與提案改善,以增加操作員對5S活動的參與感和習慣,並對其意義有真正的了解。

二、目視管理

        目視管理是運用視覺化的工具去分辨、提醒或是警示一些異常的現象,以便於提供工廠現場生產活動的管理。個案公司實施目視管理有以下三大效益及其實踐之作法。

(1)提昇工作環境的改善

A.以顏色管理方式表示機器設備的不同狀態。

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B.使用標線表示作業區域、物料存放區域與更鞋區域等。

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C.對物料存放區、治工具放置區、各製程站作業區與各產品別暫存區等皆有明顯的標示。

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(2)加強安全管理的措施

  • 機械設備的噴色(方便查漏及修理)。

  • 作介面的文字化。

  • 緊急停止開關的標示。

  • 高壓危險的標示。

  • 高溫危險的標示。

  • 化學品分色的標示。

  • 作業基準的重點及標準。

  • 機械運轉中或停止中的標誌。

  • 開關分色的標示以防止錯誤操作。

  • 危險場所嚴禁入內的標示或欄杆。

  • 凸起物著色的標示。

  • 門窗開關的標示。

  • 儀表的上下限記號的標示。

  • 液面計上下限的標示。

 

(3)生產資訊即時化

A.利用MES系統,即時由呈現出各製程站的在製品庫存量與產出結果,使人員知道目標及現況。

B.利用MES系統,即時揭示品質異常狀況,使人員掌握品質問題點,而採取防止再發生或預防的對策,進而提高品質管理的水準。

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三、看板管理

        個案公司在看板管理上共建置三種看板,可以讓所有人員隨時隨地很清楚容易了解現場的生產狀況。

 

(1)產量看板:

可清楚知道各製程站的操作人員、在製品庫存量、目標產量、投入量與產出量等,其效益可有效依時段控制產量,於每時段產量未達標準時,及時了解原因,並立即調度人力與調配機台數;此外,也讓操作員有產量目標,養成對自己產量達成率負責之習慣。

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(2)人力看板:

首先製作每位操作員的技能標籤,標明人員工號、姓名、具備技能及技能等級,並利用不同顏色區分站別技能和人員的班別。當操作員上班時,於人力看板上自行掛上個人的技能標籤以取代由幹部點名的方式,減少作業時間的浪費。人力看板上可一目了然地知道當班的出勤與加班的狀況,以確實掌握現場人力,此外,幹部也可從人力看板上清楚得知各製程站、各機台的料況與操作的人員。

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(3)超市看板:

精實生產中所謂的超級市場就是仿效超級市場作業模式,針對每項產品只維持相當少量存貨,根據顧客實際從貨架上取走的數量,補充貨架上的產品。由於某些製程站不一定能夠形成連續流動,因此必須使用批量生產來管控生產線。個案公司目前採取小批量的作業模式,而小批量的優點可降低庫存與持有成本、具較小的庫存存放空間、可提升問題的能見度、可增函生產彈性以及易增加作業平衡,此外,當不良品發生時,僅有較少的重工量或報廢量,且在異常改善之前,需要處理的存貨也較少。個案公司於各站別的前一個製程站皆設置超市庫存與其看板,在半成品被下一個製程站領走時,依據看板上被領取的數量立即再生產,以補充被領走的部分。

四、多能工

        多能工是透過各種不同的教育訓練,讓操作員具備各式各樣不同的技能,讓公司在生產線規劃、調度與安排上可以更具彈性,在瓶頸發生或其他操作員缺勤時,有替代人員可配合生產作業,以滿足出貨需求。培養操作員具備多能工後,則可善用工作輪調制度,使操作員從事不同的工作內容,吸收不同的工作經驗,也可消除某些站別的操作員擔任較吃重工作之不公平現象,並可促進操作員之間的相互支援。

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        個案公司在多能工訓練的首要工作重點就是擬定計畫以及訓練時程表,並依排定的時程表執行,當技能認證判定合格後,即登入於技能認證系統中。個案公司的多能工技能認證系統為E化系統,藉由Lotus  Notes系統,整合相關人員的工作,簡化簽核的作業流程,提昇認證考核之作業效率,以落實技能認證系統透明化、自動化與資訊化,進而提昇認證品質。

五、拉式生產

        在拉式生產中,工作移動的管制是在下一個工作站,當每個工作站有需求時,則將前一站的產出拉出,而在最終作業的產出是被顧客需求或主要排程所拉出來的。個案公司在製程中建立了必要的超市庫存及結合超市看板,以平衡製程間週期時間的差異,各工作站的超市庫存若低於下限即自動生產函以補充,若達到上限則當站停止生產,將人員調度至其他工作站,以充分運用人力。除此之外,個案公司在拉式生產系統條件下,前後製程的操作員可以及時有效地控制產品的品質並減少前置時間,防止大量不良品的產生,壓縮了在製品的數量,減少了流動資金的佔用,提升了工作效率。

 

六、平準化生產

        平準化主要是對所有工程進行平均化,調整作業負荷,使各工程的作業時間儘可能一致。平準化生產之目的為提高操作員與設備的效率、減少生產工時,降低成本、減少製程中的在製品以及提高生產應變能力。  

        個案公司在進行平準化生產的改善作法是依據節拍時間(Takt Time)進行生產。節拍時間是指要用什麼速度來製造一個零件或一個製品,其目的在於配合販賣速度,以符合顧客的需求進行生產。個案公司的生產線為四班二輪制,每天的稼動時間為24小時,即86,400秒,而每天顧客的需求數量為1,329片,因此節拍時間為86,400 / 1,329 = 65秒。

        個案公司原生產流程為模仁生產站射出成型後,再撕除邊條與藍膜貼附以防止落塵汙染模仁,最後以半成品入庫,而壓印站作業時則從倉庫領出模仁來生產。壓印、射出成型、撕除邊條和藍膜貼附的週期時間分別為55秒、60秒、8秒和12秒,壓印站與模仁生產站各有一名作業員負責。由於這壓印站與模仁生產站具有關連性,因此將這兩站建立連續流動生產。所謂連續流動生產就是指每生產一件產品時,立即從這一個製程傳到下一個製程,製程與製程之間沒有停滯。

        壓印站與模仁生產站改善為連續流動生產後,在模仁射出成型後,則立即撕除邊條以及進行壓印製程,去除了藍膜貼附與入庫的作業,形成暢流,亦節省藍膜的物料成本與減少模仁的在製品,而且讓這兩站操作員的工作時間都降到節拍時間以下。藍膜的價格為每片4元,以一天可節省1,329片,換算之,每個月可減少159,480元的材料成本,而壓印站與模仁生產站的生產週期時間由135秒降低為123秒,其效率提升了8.89%。

產業概況

        寶石基板的成分為三氧化二鋁(A12O3),藍寶石的光學穿透帶很寬,從近紫外光到中紅外線都有很好的透性,並且具備高聲速、耐高溫、抗腐蝕、高硬度、熔點高等特點,因此常作為光電元件的材料。圖案化藍寶石基板的原理主要是以蝕刻的方式,在藍寶石基板上設計製作出微米級或奈米級的具有微結構特定規則之凹凸圖案,藉由凹凸圖案產生光反射或折射的效果,使光線更易被萃取。

(1)上游:

LED上游產品為藍寶石晶棒、藍寶石基板以及PSS。藍寶石基板的製造係經單晶體長晶成晶棒、晶棒鑽取、切片、導角、研磨、拋光等流程生產而成。全球藍寶石晶棒和基板的大廠有美國的Rubicon(盧比肯)、俄羅斯的Monocrystal、日本的Kyocera(京瓷)與Namiki以及韓國的STC(Sapphire  Technology  Co.),國內著名的有兆遠(與中美晶合併)、晶美、越峰(台聚轉投資)、尚志(大同轉投資)、合晶、鑫晶鑽(鴻海轉投資)、台灣晶技及佳晶等公司。目前國內的藍寶石基板廠投入企業眾多、且營運模式有所不同,有的選擇專精領域以長晶棒為主,有的則垂直整合模式往下延伸到切片和PSS,此外,有些企業則是以PSS代工為主,本研究的個案H公司即是選擇此營運模式。

(2)中游:

LED中游產品為單晶片/粒及磊晶片/粒。單晶片透過磊晶方法製作成磊晶片。根據不同LED元件需求,透過擴散、金屬膜蒸鍍、蝕刻、熱處理等製程進行LED磊晶片電極製作,接著將磊晶基板磨薄與拋光後,再切割成單顆晶粒。國內的磊晶廠商,分別有晶電、璨圓、華上與奇力等公司;中游晶粒切割廠商則有晶電、華上、晶發、泰谷、鼎元、光磊、隆達、廣鎵、洲磊、新世紀與鉅新等公司。

(3)下游:

LED下游為晶粒封裝、測試及系統模組組裝,LED的封裝元件應用領域廣泛,凿括替代光源類照明產品、字型燈、消費者手持式照明、建築用照明、零售展示用照明、居住用照明、娛樂用照明、屋外用照明、商業/工業照明、離網型照明、機械影像/檢查及安全與保全等應用領域。國內的企業主要有億光、華興、艾笛森、東貝、佰鴻、李洲、宏齊與南亞光電等公司。

參考資料

  • 中原大學工業與工程學系碩士論文

  • 精實生產應用於圖案化藍寶石基板產業之研究-以H公司為例

  • 研究生:游○潔

  • 指導教授:黃○民

  • 論文日期:102年7月

精實生產導入

        個案導入精實生產時,規劃一套完整的教育訓練研習活動,主要是在灌輸人員基本的觀念,充份明白導入精實生產系統的真諦,並可有效展開精實活動。精實生產的導入與推行,管理領導階層必須將精實生產視為長期的工作,而非短期變革,否則在初期導入之後,常常因無法立即見到顯著成效而停擺,再也沒有持續擴大範圍及持續改善,故高層的決心非常重要。

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生產流程

(1)晶片下線:

生管開立製令後,生產線領班依據製令與領料單向倉庫領取藍寶石裸片與物料,由於每片裸片均有雷射刻號,首先利用光學字元辨識(Optical  Character Recognition , OCR)機器將雷射刻號轉換為文字字元的資料並匯入於製造執行系統(Manufacturing Execution System , MES),以利後續的生產歷程追蹤,之後再列印出生產流程卡(Run Card)附在每批Cassette上,並以每25片為1批作為批量管制。

(2)晶片清洗:

以硫酸與雙氧水3比1的比例進行混酸作為晶片清洗的清潔液,將晶片上的汙染物去除,以提升光阻塗佈的品質。清洗完畢後,再進入旋乾機(Spin Dry)腔體,以使晶片乾燥。

(3)清洗後檢驗:

利用自動光學檢測機(Automated Optical Inspection , AOI)抽檢,以確保晶片外觀的品質,降低光阻塗佈後的不良,減少重工的所浪費之物料。圖3-8為AOI機台。

(4)塗佈:

將光阻均勻塗佈覆蓋於晶片上方,此製程最重要的是光阻膜厚,將影響壓印與蝕刻後的圖案。

(5)壓印:

將模仁上的圖案轉印到藍寶石基板的光阻上,透過加熱、加壓等方式,同時搭配照射紫外光,將光阻固化。

(6)壓印後檢驗:

由於壓印後檢驗即為蝕刻製程,只要蝕刻後尌無法重工,故壓印後檢驗是以AOI機台進行全檢,以確保不良品的產生所造成之浪費。

(7)乾蝕刻:

將沒有被光阻覆蓋及保護的部分,以化學反應或物理作用的方式加以去除,以完成轉移光罩圖案到基板上。個案公司係使用韓國知名大廠Maxis的電感耦合式電漿蝕刻機(Inductive Couple Plasma Etcher , ICP Etcher)生產。

(8)蝕刻後量測:

此量測作業為抽測,係利用原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope , AFM)掃描藍寶石基板上微小的圖案,並計算出圖案的寬、高、間距是否符合客戶需求的規格。

(9)去光阻:

蝕刻與量測後使用清洗機將殘留於晶片上的光阻去除剝離,同樣是以硫酸與雙氧水3比1的比例進行混酸作為去光阻液。

(10)最終檢驗:

使用AOI機台進行全檢,將外觀不良的晶片挑出,以避免外觀不良品流至客戶端造成客訴。

(11)品保抽驗:

品保單位使用光學顯微鏡(Optical Microscope , OM)進行抽檢,以確保出貨之品質。

(12)包裝入庫:

操作人員將最後之成品凿裝,並送至倉庫點收入庫。

 

        壓印製程所需的模仁,由H公司自行研發與生產,不但是公司內部的圖案化藍寶石基板生產的物料,並銷售至Turn Key的公司使用。模仁的製作是以矽膠作為原料,利用射出成型的原理,成型後撕除殘留的邊條,再以藍膜貼附保護。

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