液晶面板生產(chǎn)設(shè)備的故障診斷研究

竇義坤，方 芳，江昌俊

（合肥鑫晟光電科技有限公司，安徽合肥 230012）

0 引言

本研究基于液晶面板制造設(shè)備信息數(shù)據(jù)庫，建立知識庫，收集故障經(jīng)驗(yàn)，加快推理機(jī)制，盡快在知識庫中找到相關(guān)規(guī)則，最后完成液晶面板生產(chǎn)設(shè)備的故障診斷。此外，專家系統(tǒng)在該領(lǐng)域擁有深厚的產(chǎn)品積累，對設(shè)備故障的診斷規(guī)則，以常用方法進(jìn)行有效表達(dá)。其中，故障診斷規(guī)則是對液晶面板生產(chǎn)設(shè)備故障進(jìn)行診斷的一種系統(tǒng)方法，其內(nèi)容應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、傳感技術(shù)方面的知識，表示自然簡單，易于推理，邏輯清晰。故障診斷和處理系統(tǒng)的設(shè)備是處理具有隨機(jī)性和突發(fā)性，通過使用生產(chǎn)規(guī)則來描述系統(tǒng)對象的狀態(tài)關(guān)系，可以描述設(shè)備故障診斷的原因和結(jié)果，在過程中間優(yōu)化實(shí)驗(yàn)知識，保證診斷過程中的產(chǎn)品設(shè)備得到有效運(yùn)行，使其成為關(guān)鍵突破點(diǎn)，快速解決故障并恢復(fù)生產(chǎn)，提高液晶面板設(shè)備的故障檢測效率。

1 液晶面板生產(chǎn)設(shè)備概況

（1）液晶面板生產(chǎn)設(shè)備投資量大，涉及廠商眾多，設(shè)備分類極為細(xì)化，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，需要專業(yè)的設(shè)備管理人員進(jìn)行管理和運(yùn)營。普通的TFT-LCD（Thin film transistor-liquid crystal display，薄膜晶體管液晶顯示器），工廠按照工藝分段主要有Array、CF、CELL 和Module 工廠。其中，Array 為陣列，其分廠主要完成TFT（薄膜晶體管）陣列各層的曝光、顯影、刻蝕、剝離，CF 分廠主要完成彩膜的制作，CELL 為單元的含義，其分廠主要是完成TFT基板和CF 基板的對合，Module 為模塊的含義，其分廠主要是完成切割后的Panel Bonding（板鍵合）等整機(jī)組裝。

（2）從設(shè)備主要分類來看，主要有工藝設(shè)備和傳送設(shè)備?；镜耐ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)骨架為設(shè)備-CIM（Computer Integrated Manu-facturing，計算機(jī)集成制造）PC EIS（Equipment Interface System）MES-（Manufacturing Execution System，制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行系統(tǒng)）-MDW（Manufacturing Data Warehouse）。其中PC 指personal computer，即個人電腦。

（3）MDW 系統(tǒng)的龐大數(shù)據(jù)根據(jù)不同的需求可以做成不同的辦公軟件，以實(shí)現(xiàn)在辦公室就可以監(jiān)控潔凈間內(nèi)生產(chǎn)狀況。例如，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控，可在辦公室看到設(shè)備是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)；可以對生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和輸出，得到產(chǎn)能數(shù)據(jù)；可以實(shí)現(xiàn)從線外對線內(nèi)設(shè)備的遠(yuǎn)程操作，避免人員直接暴露在有害輻射中等；可以看到設(shè)備的溫度、壓力、水流量等技術(shù)參數(shù)，便于判斷設(shè)備本身的參數(shù)穩(wěn)定性。

（4）除去設(shè)備和工藝的參數(shù)，對于設(shè)備本身零部件的壽命判斷、問題診斷、疑難報警分析，還沒有系統(tǒng)的處理方法。但是現(xiàn)場作業(yè)人員早已經(jīng)積累了足夠的處理問題履歷，設(shè)備零部件也已經(jīng)有了成熟的壽命管理規(guī)則，報警內(nèi)容和零部件問題的對應(yīng)也得到了一定程度的積累。這時候通過大數(shù)據(jù)和設(shè)備軟件相結(jié)合，理論上可以實(shí)現(xiàn)對液晶面板設(shè)備故障的診斷。

2 液晶面板生產(chǎn)設(shè)備故障診斷

某機(jī)電設(shè)備的電氣系統(tǒng)荷載運(yùn)行的壓力過大，使得機(jī)電設(shè)備的運(yùn)載負(fù)擔(dān)也越來越大，故障率明顯上升，給供電運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性帶來影響。對此，可應(yīng)用一種新型遠(yuǎn)程監(jiān)控的診斷手段來呈現(xiàn)。遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠通過標(biāo)準(zhǔn)電話線，網(wǎng)絡(luò)，移動寬帶和ISDN 數(shù)據(jù)線或直接連接到達(dá)世界任何角落，并可控制云臺、存儲和存儲視頻監(jiān)控圖像。遠(yuǎn)程傳輸監(jiān)控系統(tǒng)通過普通電話線將遠(yuǎn)程活動場景傳輸?shù)接^眾的計算機(jī)屏幕，并具有在觸發(fā)報警時將報警撥號到接收端的功能。該系統(tǒng)由兩部分組成：“監(jiān)控”主機(jī)和接收軟件。用戶提供的設(shè)備包括相機(jī)，普通PC 和寬帶線。滾珠絲杠所產(chǎn)生故障是多種多樣的，沒有固定的模式，有的故障是漸發(fā)性故障，均有一個發(fā)展的過程，隨著使用時間的增加越來越嚴(yán)重；有時是突發(fā)性故障，一般沒有明顯的征兆，而突然發(fā)生，這種故障是各種不利因素及外界共同作用而產(chǎn)生的。所以通過正確的檢測來確定真正的故障原因，是快速準(zhǔn)確維修的前提。此外，滾珠絲杠螺母副及支撐系統(tǒng)間隙的檢測與修理，當(dāng)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)反向誤差大，定位精度不穩(wěn)定，過象限出現(xiàn)刀痕時，首先要檢測絲杠系統(tǒng)有沒有間隙，檢測方法有：用百分表配合鋼球放在絲杠的一端中心孔中，測量絲杠的軸向竄動，另一塊百分表測量工作臺移動。正反轉(zhuǎn)動絲杠，觀察2 塊百分表上反映的數(shù)值，根據(jù)數(shù)值不同的變化確認(rèn)故障部位。

3 液晶面板生產(chǎn)設(shè)備故障檢測方法

3.1 應(yīng)用現(xiàn)場和遠(yuǎn)程監(jiān)控相結(jié)合的方法

（1）根據(jù)液晶機(jī)械中電源設(shè)備故障，可應(yīng)用現(xiàn)場和遠(yuǎn)程監(jiān)控相結(jié)合的方法，通過通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)面板設(shè)備故障部分的智能識別、問題定位等。為了規(guī)范液晶面板設(shè)備故障管理，提高管理效率，減少事故，電子視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于液晶面板設(shè)備故障。在監(jiān)控系統(tǒng)下，機(jī)電工程師能夠以直觀地形式，對應(yīng)用現(xiàn)場的面板設(shè)備，達(dá)到有效了解和掌握，并通過對項(xiàng)目液晶面板設(shè)備故障關(guān)鍵環(huán)節(jié)和關(guān)鍵部位的監(jiān)控，施工液晶面板設(shè)備故障的質(zhì)量和施工期間的施工質(zhì)量，已經(jīng)達(dá)到了監(jiān)督的作用。液晶面板設(shè)備故障遠(yuǎn)程無線監(jiān)控管理系統(tǒng)由圖像采集終端系統(tǒng)，能夠滿足管理人員對每個監(jiān)控現(xiàn)場的現(xiàn)場進(jìn)行控制和管理的需要。從而更全面、科學(xué)的施工管理。作為核心設(shè)備，無線視頻終端負(fù)責(zé)通過壓縮和解碼將攝像機(jī)捕獲的每個監(jiān)測點(diǎn)的視頻圖像傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，然后采用視頻壓縮算法，因?yàn)閴嚎s算法具有小的傳輸流和高圖像清晰度。可以根據(jù)用戶的實(shí)際情況調(diào)整視頻文件的大小，可對系統(tǒng)故障進(jìn)行精確判定。

（2）在施工過程中，液晶面板生產(chǎn)設(shè)備的監(jiān)控參數(shù)多、設(shè)備種類多、潔凈間稼動率要求高，對此更需要設(shè)備故障診斷系統(tǒng)。液晶面板設(shè)備故障監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用可以有效地可視化項(xiàng)目，不僅可以直觀地了解現(xiàn)場施工管理過程中的情況。還可以將視頻管理元素集成到現(xiàn)有管理系統(tǒng)中以實(shí)現(xiàn)動態(tài)管理機(jī)制。通過監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控人員可以實(shí)時直接監(jiān)控液晶面板設(shè)備故障，不僅可以直觀地監(jiān)控和記錄液晶面板設(shè)備故障的施工進(jìn)度，施工質(zhì)量和安全生產(chǎn)情況，還可以及早發(fā)現(xiàn)和早期預(yù)防施工質(zhì)量和安全事故。此外，各級管理人員隨時可以在網(wǎng)絡(luò)中看到現(xiàn)場的建設(shè)和施工，掌握項(xiàng)目的建設(shè)進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)和指導(dǎo)。在此遠(yuǎn)程監(jiān)控中，增加了項(xiàng)目液晶面板設(shè)備故障管理系統(tǒng)的安全支持能力，使新的視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)具有更強(qiáng)的管理能力。

3.2 建立完整的故障診斷專家系統(tǒng)

（1）對于液晶機(jī)械中電源設(shè)備故障問題，應(yīng)建立一個完整的故障診斷專家系統(tǒng)，保證機(jī)電工程師具有專業(yè)的技能知識，促使液晶面板設(shè)備故障得到有效解決。專家系統(tǒng)，包含不同專家領(lǐng)域的知識內(nèi)容，其覆蓋豐富的知識系統(tǒng)和前人留下的寶貴經(jīng)驗(yàn)，屬于一種智能性程序化的系統(tǒng)。機(jī)電工程師可以利用這些專家的知識和經(jīng)驗(yàn)來解決該領(lǐng)域的難題。從信號測量，狀態(tài)分析，決策制定到干預(yù)實(shí)施，都需要體現(xiàn)出機(jī)電工程師的專業(yè)性，這有利于液晶機(jī)械中電源設(shè)備故障的有效診斷。因此，這個專家系統(tǒng)應(yīng)具有的基本功能包括：故障檢測和危險警告功能；故障診斷和潛在故障分析功能；錯誤決策和必要的操作建議；吸收、更新和做出明智的決策信息，以及及時制定新規(guī)則的自學(xué)功能。

（2）對于機(jī)電工程師的專業(yè)性，其本身應(yīng)具有高層次知識系統(tǒng)，以便對液晶面板設(shè)備中的每個故障問題都有所掌握，并對故障進(jìn)行有效診斷。知識庫產(chǎn)生了現(xiàn)場專家在判斷故障方面的知識和經(jīng)驗(yàn)構(gòu)建規(guī)則，推理基于實(shí)時數(shù)據(jù)庫中的知識，進(jìn)行邏輯推理和結(jié)論，由數(shù)據(jù)庫用于存儲。每個設(shè)備狀態(tài)和故障信息由數(shù)據(jù)庫軟件和硬件服務(wù)器和存儲器組成；知識獲取分為動機(jī)和主動學(xué)習(xí)，設(shè)備的第一階段根據(jù)故障診斷和自學(xué)習(xí)，人機(jī)交互界面被鎖入和退出系統(tǒng)。大量的生產(chǎn)設(shè)備將用于生產(chǎn)液晶面板，許多設(shè)備根據(jù)其功能和結(jié)構(gòu)被分成不同的類別，例如，涂層，曝光等。根據(jù)設(shè)備的組件和組成，使用分層描述和規(guī)則描述方法，設(shè)計知識規(guī)則。此外，液晶面板生產(chǎn)設(shè)備故障診斷可通過監(jiān)控參數(shù)異?；蛘呲厔輬D分析，判斷設(shè)備是否有異常，從而優(yōu)化PM 周期，減少宕機(jī)概率。

4 結(jié)論

對于液晶面板生產(chǎn)設(shè)備故障的診斷研究，首先應(yīng)用現(xiàn)場和遠(yuǎn)程監(jiān)控相結(jié)合的方法，對故障進(jìn)行精確判斷；其次建立完整的故障診斷專家系統(tǒng)，保證機(jī)電工程師具有專業(yè)的技能知識，促使液晶面板設(shè)備故障得到有效解決。在過程中間要不斷優(yōu)化實(shí)驗(yàn)知識，快速解決故障并恢復(fù)生產(chǎn)。故障診斷和處理系統(tǒng)的設(shè)備是處理具有隨機(jī)性和突發(fā)性的多種復(fù)雜故障設(shè)計一個實(shí)時、智能的知識系統(tǒng)，由知識庫、服務(wù)器、實(shí)時數(shù)據(jù)庫和知識獲取組成。對此，液晶面板設(shè)備管理部門應(yīng)是改進(jìn)和概括領(lǐng)域?qū)＜姨峁┑闹R以形成規(guī)則庫，然后通過障礙特征描述符合規(guī)則以完成故障診斷。