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研究生: 王順龍
Wang, Shun-Lung
論文名稱: 生產用電量與用水量之關係-以某彩色濾光片製程為例
Relationships between electricity and water consumptions - a color filter production process as an example
指導教授: 張行道
Chang, Andrew S.
共同指導教授: 陳正忠
Chen, Jeng-Chung
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 工程管理碩士在職專班
Engineering Management Graduate Program(on-the-job class)
論文出版年: 2016
畢業學年度: 104
語文別: 中文
論文頁數: 64
中文關鍵詞: 用電量用水量生產量水電量關係生產步驟彩色濾光片
外文關鍵詞: electricity consumption, water consumption, production quantity, relationship between water and electricity consumptions, manufacturing process, color filter
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  • 電和水在工廠中通常是分開管理,然而它們是有緊密相關,工廠使用電帶動整條生產線,其中需要用到水生產的設備,電量會消耗在水泵浦、傳送、回收這些過程。
    本研究檢視工廠用電與用水使用量的關係,嘗試找出可以節能的潛在點與做法。依照個案工廠在生產設備區域中裝設電錶及區域水錶,最消耗電、水的生產步驟為Black Matrix,原因在於生產步驟中固烤次數比較多,以及彩色濾光片生產第1步驟,需要完整矩陣所致。
    工廠用電量與用水量的統計關係為中等(0.65),用電量排序較前,用水量排序接近中後段,和工廠品質異常及設備異常處置有直接關係,異常須不斷使用電源測試,而用水設備可以進入節能模式,等待設備恢復。
    分析個案工廠無塵室內生產設備,分析每日用電量、用水量、生產量的關係,用電量與生產量相關性為(0.78),用水量與生產量為(0.78)相關性皆為高,原因為設備異常停止時間過久,造成其他生產步驟空運轉,持續用電,另一項可能是工廠節水系統WIS,因為品質異常處理而關閉,純水用量增加。
    彩色濾光片電、水成本,於某年有上升趨勢,因為面板產業與畫數演進,生產高規格產品,在這過程需要增加新的生產設備,更換新材料,才能做品質要求,讓製造節省能源與水有難度,而要思考不同做法。

    In a plant, electricity and water are usually separately managed; however, both of them are closely connected to each other. Electricity is implemented to drive the whole production line of which the manufacturing equipment driven by water consumes most of the electricity. Take the water pump as an example, electricity is consumed in its conveyance and recycling processes. This study inspected the relationships between the consumptions of electricity and water in the given plant and then attempted to find the potential key point and solution to save energy. In this case, electric meters and water meters were installed in the production line area. It was found that most of the electricity and water are consumed in the Black Matrix process. The main reasons are: 1) There are more frequent times of hard baking manipulated in the Black Matrix process; 2) a complete matrix is required for the first manufacturing process of making color filters.

    The statistical relationship is moderate (0.65) between the electricity and water consumptions. Of its correlation ranking, water consumption is below the average; electricity consumption on higher rank is directly correlated to the anomalies of quality and equipment as above-mentionedanomalies result in the repeated tests that require consider able electricity consumption. By contrast, the water system can shift into energy-saving mode timely and resumes until the equipment restores.

    In this case, the clean room of the given plant was analyzed by inspecting the relationship among the daily electricity and water consumptions as well as the production quantities. The correlation coefficient between the electricity consumption and the production quantity is 0.78. Simultaneously, the correlation coefficient between the water consumption and the production quantity is also 0.78. Both electricity and water consumptions are highly correlated to the production quantity. The reason is electricity had been continuously supplied to other idling manufacturing processes for long since the equipment anomaly happened. As for the increasing consumption of pure water, it is conjectured that the water inter-use system is shut down to handle quality anomalies.

    The costs of electricity and water have been on the rise for manufacturing color filters since some year for the evolutions of pixels and TFT-LCD panel industry. In the process of producing high end products, it is necessary to increase new equipment and find better alternative materials to meet the requirement of product quality. Therefore, it increases the difficulties for manufacturers to save energy and water. Instead, thinking of an innovative solution is quite necessary for panel manufacturers.

    目錄 摘要 i Abstract ii 致謝 vi 目錄 vii 表目錄 ix 圖目錄 xi 第一章緒論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 研究方法與流程 2 1.3 研究範圍與限制 3 第二章文獻回顧 4 2.1 工業用電 4 2.1.1 用電現況 4 2.1.2 供電可靠性 7 2.2工業用水 8 2.2.1 台灣水資源環境 8 2.2.2 用水分類與計算 10 2.2.3 高科技業生產用水 12 2.3 TFT LCD產業發展 13 2.3.1 產業與畫素演進 13 2.3.2 彩色濾光片 15 第三章個案工廠生產與用電用水設備 17 3.1 彩色濾光片產品 17 3.2 生產步驟 19 3.2.1 黃光作業區 20 3.2.2 白光作業區 26 3.3 生產用電、用水設備 29 3.3.1 用電設備 29 3.3.2 用水設備 32 第四章生產用電及用水量關係 37 4.1 用電量及用水量 37 4.1.1 用電量 37 4.1.2 用水量 38 4.1.3 用電與用水量關係 40 4.2 用電、用水與生產量 43 4.2.1 生產量 43 4.2.2 用電量與生產量 45 4.2.3 用水量與生產量 47 第五章用電用水指標及成本 51 5.1 用電、用水目標 51 5.1.1 預估用電、用水量 52 5.1.2 用電用水與目標差異 55 5.2 產品用電、用水成本計算 56 5.2.1 成本構成項目 56 5.2.2 生產成本與用電、用水關係 57 第六章結論與建議 59 6.1 結論 59 6.2 建議 60 參考文獻 62 表目錄 表2.1工業用水統計方法 10 表2.2台灣地區工業面積與用水量 11 表2.3台灣地區工業面積與用水量年成長概況 11 表2.4 LCD製程超純水水質要求 12 表2.5彩色濾光片產品規格 16 表2.6面板、彩色濾光片生產用水量 16 表3.1產品尺寸及與產品使用端 19 表3.2產品尺寸數量 19 表3.3生產作業區域 20 表3.4生產設備用電用途 30 表3.5黑色矩陣生產製程用電用水設備 31 表3.6研磨生產製程用電用水設備 32 表3.7純水設備用途說明 33 表3.8無塵室等級規格 35 表4.1生產步驟用電量(2015) 38 表4.2設備純水用量紀錄(2015年) 38 表4.3生產步驟純水使用設備 39 表4.4個案工廠純水用量順序 40 表4.5 Spearman係數解釋 41 表4.6用電量與用水量關係 41 表4.7黃光區生產設備 42 表4.8用電量、用水量、生產量相關性(2015) 44 表4.9用電與生產量關係 46 表4.10用水與生產量關係 47 表5.1用電、用水與投片量(2015) 52 表5.2預估值與實際用量(2015) 54 表5.3預估值與實際用量(2016) 54 表5.4每平方公尺用電、自來水用量 55 表5.5彩色濾光15.6"片成本 56 圖目錄 圖1.1研究流程 2 圖1.2研究範圍 3 圖2.1台灣歷年用電量 4 圖2.2 台灣各部門用電比例(2014年) 5 圖2.3台灣電力結構 5 圖2.4全球住宅電價(2014) 6 圖2.5各國工業用電價格(2014) 6 圖2.6環狀供電系統 7 圖2.7台灣地區水資源運用情況 9 圖2.8工業用水分類 10 圖2.9面板生產歷程 13 圖2.10 TFT-LCD產業成長趨勢 14 圖2.11高精細度手機用面板出貨比重 15 圖3.1彩色濾光片放大 17 圖3.2液晶玻璃世代尺寸 18 圖3.3 TFT-LCD構造 18 圖3.4彩色濾光片生產步驟 19 圖3.5黑色矩陣生產步驟 20 圖3.6塗佈作動 21 圖3.7曝光機動作 21 圖3.8 Black Matrix 22 圖3.9 R矩陣生產步驟 23 圖3.10 Red layer剖面 23 圖3.11 G矩陣生產步驟 24 圖3.12 Red 、Green layer剖面 24 圖3.13 B矩陣生產步驟 24 圖3.14 Red、Green、Blue layer剖面 24 圖3.15 Red、Green、Blue 完成形狀 24 圖3.16 Photo Spacer生產步驟 25 圖3.17間隙子剖面 26 圖3.18 Photo Spacer完成品 26 圖3.19研磨生產步驟 26 圖3.20研磨機動作方式 27 圖3.21 ITO生產步驟 27 圖3.22銦錫氧化物鍍膜剖面 27 圖3.23自動檢查機異常點數 28 圖3.24目視檢查機 29 圖3.25出貨移載機 29 圖3.26電量監控系統 30 圖3.27高精細產品 33 圖3.28洗淨機用水管路 34 圖3.29用水量記錄區域 35 圖3.30跨水利用系統流程 36 圖4.1 Laser修正照片 40 圖4.2單邊生產稼動 43 圖4.3每小時生產量 44 圖4.3電量與生產量用關係 45 圖4.4用水與生產量關係 45 圖4.6顯影髒污 48 圖4.7管內細菌 49 圖4.8洗淨設備清潔位置 49 圖4.9用電與時間關係 50 圖5.1 ISO50001能源規劃過程 51 圖5.2投片面積與生產用電量回歸 53 圖5.3投片面積與純水用量回歸 53 圖5.4水電成本 57 圖5.5面板價格 58

    英文文獻
    1.Bennett, B., and Wilkinson, R. (2010), Embedded Energy in Water Studies: Water Agency and Function Component Study and Embedded Energy − Water Load Profiles, California Public Utilities Commission.
    2.Elise, W. and Jonathan, B. (2002), “Non parametric methods.” Critical Care, Vol. 6, No.6,pp.509-513.
    3.Lin, W., Lee, M., Huang, Y., Den, W. (2015). “Identifying water recycling strategy using multivariate statistical analysis for high-tech industries in Taiwan.” Resources, conservation and recycling, Vol. 94, pp. 35-42.
    4.Lee, M. and Tansel, B. (2012), “Life cycle based analysis of demands and emissions for residential water-using appliances.” Journal of Environmental Management, Vol 101,pp.75-81.
    5.Siddiqi, A. and Anadon, L. (2011), “The water-energy nexus in Middle East and North Asia.” Energy Policy, Vol. 39, No. 8, pp.4529-4540.

    中文文獻
    1.李政清(2013),觸控面板水足跡差異分析,國立中央大學管理學院高階主管企管碩士班。
    2.吳俊憲(2009),液晶面板大廠經營模式與競爭策略分析之研究,以韓國三星和台灣友達為例,南台科技大學商管學院財金法律研究所會議論文。
    3.吳致遠(2006),台灣TFT-LCD 面板產業經營策略之研究,國立中央大學企業管理學系碩士論文。
    4.林彥輝、葉文裕(民90),半導體黃光區作業人員色彩辨識探討,行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所。
    5.姜子健(民103),半導體廠房廢水處理與回收成本架構與分析,國立成功大學土木工程研究所碩士論文。
    6.莊順興、謝明昌(民99),台灣產業之永續水資源-新興水源之利用與推動,永續產業雙月刊,50期,61-68頁。
    7.莊順興、柯貴城、歐陽嶠暉(2008),超純水製造技術,工業污染防治,107期,145-163頁。
    8.郭全興(民104),運用TRIZ改善氧化銦錫薄膜製程提升直流式真空濺鍍機台能力,國立成功大學工學院工程管理碩士論文。
    9.黃志彬(民91),「高科技工業廢水處理操作效能提升研析」,第一屆高科技工業環保技術及安全衛生學術及實務研討會論文集,23-35頁。
    10.黃儀婷(2014),用戶端水與能源使用量之關係,國立成功大學土木工程研究所碩士論文。
    11.許家榮(民97),高科技廠房水資源管理研究-提升製程用水回收率影響因素探討,國立台灣大學工學院土木工程學系碩士論文。
    12.陳逸民(2016),2015全球顯示面板產值分析,光連雙月刊,No.121,45~49頁。
    13.陳怡君(2009),台灣電子公司因應歐盟環保指令及綠色供應鍊管理規範之採購作法探討,國立清華大學工業工程與工程管理所碩士論文。
    14.經濟工業局(2011),產業節水與水再生手冊。
    15.經濟工業局(2014),綠色工廠標章制度平面顯示器面板業清潔生產評估系統。
    16.曾淨如(民104),半導體廠房製程用水回收量變化原因探討,國立成功大學土木工程研究所碩士論文。
    17.張永秋(民99),台灣電子業的耗能研究,國立台北科技大學,能源與冷凍空調研究所碩士學位論文。
    18.張振光、胡石政、詹益亮、徐宗琦(2008),IC封裝廠單位耗能指標建立與研究,潔淨科技期刊,28期,39~49頁。
    19.楊偉甫(民99),「台灣地區水資源利用現況與未來發展問題」,用水合理化及新生水水源開發論壇,經濟部水利署。
    20.劉美君(民102),彩色濾光片產業現況及未來發展趨勢,材料世界網,322期,132~136頁。
    21.蔡宜倫(民104),面板產業廢棄物回收再生處理之探討-以T公司為例,國立成功大學工學院工程管理碩士論文。
    22.賴俊榕(2014),國際綠色管理與環境管理之發展-平面顯示器面板產業,永續產業雙月刊,68期,38-46頁。
    23.顏登通(民100),高科技廠房,第三版,全華圖書股份有限公司,台北。
    24.嚴丹青(2004),彩色濾光片(CF)介紹,化工技術,51期,29-49頁。

    網路資料
    1.Digitimes(2014),
    http://www.digitimes.com.tw,2016年6月18網上資料。
    2.台灣凸版社會企業責任報告書(2013),
    http://www.tpncfi.com/tpncfi-2013-csr.php。
    3.台灣默克(2016),
    http://www.milliq.com.tw/843/,2016年6月18網上資料。
    4.朱淑娟 (民104),缺水但科學園區用水卻持續成長,環境報導
    http://shuchuan7.blogspot.tw/2015/02/blog-post_12.html,2016年6月24網上資料。
    5.陳加忠(2007),
    http://amebse.nchu.edu.tw/new_page_517.htm,2016年3月20網上料。
    6.經濟部水利署(2014),
    http://www.wranb.gov.tw/,2016年6月22網上資料。

    下載圖示 校內:2018-09-01公開
    校外:2018-09-01公開
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