裝機工程階層式系統的發展與應用

前言

在高科技廠房的生命週期中，歷經規劃、設計、營建到進入運轉階段後，必需逐一完成生產機台安裝，將廠務系統所預置的管路端點銜接至機台，準備進行生產，這個階段稱為「二次配管裝機階段」 (Hookup)。

廠房之供應系統或回收處理系統為 水、電、氣、化學品等Utility源頭，稱為一次側，而生產機台所屬的Hookup系統為使用端，稱為二次側，兩者間互為上下游關係，彼此利用聯結介面串聯起來，我們稱此一介面為Take off port。一次側設計時，必須以二次側Take off port需求為考量，滿足其數量與容量，才能將Utility供應至每個生產機台。

隨著製程進入高階世代，為縮短研發到量產的時程 (Time To Volume，TTV) ，以提昇公司的競爭力，母廠 (Mother Fab) 及新建量產廠會同時進行，為達到使用相同的標準，除設備參數(Hardware Configuration) 及製程配方 (Recipe) 外，管路配置也要求與標準機台 (Golden Tools) 進行比對以符合相同的標準避免有任何差異而造成偏差。

Hookup Hierarchy系統概述

隨著300mm廠務處大家庭組織的合併，母廠及新建量產廠之間有了更一致性的指揮系統，Hookup Hierarchy在組織內的期許中誕生了，系統的開發結合了一次側介面的Take off port、機台需求、二次配管圖面(Hookup P&ID)及二次配管物料的估算(Hookup BOM)，呈現完整的裝機二次配管階層式資料庫，同時亦是機台二次配管的最佳平台(Hookup Alignment)。

Hookup Hierarchy系統，不僅可迅速完成正確複製(Copy Exactly)母廠的裝機及製程標準，從裝機初期的二次配管PRS (Process Release Standard)比對及差異分析，到裝機後的Hookup驗收請款點數亦可一併產出，而善用整個裝機點數資料庫，有效產出二次配管物料的BOM表單(Bill Of Material)，並有助於未來裝機的預算推估及編列，達到機台二次配管整合一致性之系統化管理的目的，系統架構如 圖1所示。

Hierarchy系統資料庫主要由三大階層所組成，如 圖2所示。

• 廠務供應系統端(FAC Utility Supply)
• 機台二次配管(Tool Hookup)
• 機台使用端(Tool Site)

廠房之供應系統或回收處理系統為廠務供應系統端(FAC Utility Supply)，利用二次配管(Tool Hookup)聯結介面串聯至所屬的生產機台使用端(Tool Site)稱為二次側，兩者間互為上下游關係。Hookup Hierarchy可將供應系統端及二次配管串聯至機台使用端，使設備工程師可清楚上下游階層關係做為後續比對之依據。

Hookup Hierarchy系統的運用

運用流程

目前Hookup Hierarchy已建構完整之機台階層式資料，其中包括CAD、Move in、PVC Curtain等共25類Hookup裝機工種的相關資訊。可運用於裝機二次配管的i-PRS比對(Intelligent–Process Release Standard)及裝機工程預算推估所需之Hookup BOM表(Bill Of Material)點數的自動產出及請款點數產出，並達到二次配管的標準一致化，相關執行流程如 圖3、圖4所示。

Hierarchy表格建立

Hierarchy的表格設計已可完整記錄由FAC Utility供應端出發，經由二次配管(Hookup piping)連接至機台使用端(Tool POU)之完整階層式資料為設計原則， 圖5為氣體配管範例。

最終設計完成之表格，包含機台PRS及Hookup驗收點數相關基本資料，如 圖6所示。

• 左半段為機台PRS相關之階層式資料庫
• 右半段則為Hookup驗收點數相關資料庫

新機台二次配管(Hookup)階段，承攬商於完工階段就必須同步進行Hierarchy表單資料的填寫，於Hookup QC (Quality Control)階段完成資料的填寫及正確性校正，並會同負責工程師簽名以示負責。

Hierarchy table填寫重點原則為Hierarchy table等於P & ID圖，於正確填寫條件下，其Hierarchy table可顯示出與P & ID相同的階層式資料，而其excel表格資料型態則為後續i-BOM/i-Payment的發展及Golden tool資料庫的運用奠定了良好的基礎 圖7。

Hierarchy表格內容確認

Hierarchy資料的填寫以OI生效之版本為共同遵守之文件格式，並以系統定義之標準名稱，以Excel電子檔進行填寫（勾選），藉由已定義完成之標準名稱進行填寫（勾選），降低填寫錯誤所造成的比對(Match)失敗及驗收點數產出的不正確性。

另外，Hierarchy專責人員組織 圖8的建立，更是資料正確性的關鍵，負責工程師及承攬商的變動，須持續性進行人員訓練以維持資料正確性。

並需依OI定義於Hierarchy QC Table簽名確保資料正確性。

• 已定義完成之標準名稱進行填寫（勾選）
• 使用OI生效之Hierarchy Excel電子檔
• 持續性進行人員訓練以維持資料正確性
• 負責工程師及承攬商需於Hierarchy QC表單簽名確保資料正確性
• 供應各Utility時再次確認Hierarchy資料正確性

i-PRS的Hookup Match比對的應用

目前建置完成的Hierarchy系統，已開始應用於高階製程之i-PRS系統，利用階層式資料庫進行機台二次配管的比對，使用界面則保留上一版i-Hookup使用表列式原有操作界面模式，以利人員操作之順暢，相關網址/畫面如以下：

• Hookup Hierarchy System於高階製程正式取代 i-Hookup (PRS)系統 圖9。

  圖9、i-hookup & Hierarchy 畫面

  
• Hookup Hierarchy產出PRS Match差異分析Report 圖10、11。

  圖10、Hierarchy 資料進行PRS Matching 及產出差異分析報告

  

  圖11、Hierarchy PRS Matching 差異確認單範例

  

Hookup自動轉請款點數的應用-i-BOM & i-Payment

藉由建立1,185邏輯判斷式，系統依據機台Hierarchy的資料，以程式邏輯自動轉出Hookup點數；自動產出的點數未達100%正確率時，可作為i-BOM預算估算依據，當其自動產出之點數可達100%正確率時，可作為i-Payment請款之依據 圖12。

將填寫完成的Hierarchy table匯入系統，藉由1,185轉XYZ點數邏輯程式，自動轉出Hookup XYZ請款點數，以PCW Hookup為例，2”主管兩根各10m產出X點數兩點，1” DP盤兩個產出Y點數兩點，1”高壓軟管兩條各4m產出Z點數兩點 圖13。

Hierarchy table的設計為依據P & ID的階層式關係填寫，進而可對應轉出請款點數表 圖14，亦即Hierarchy (Table)=P&ID（圖）=請款點數（表）。

目前Hierarchy系統轉請款點數表程式，已開發完成，以10/14存在於系統中之623台機台為例，藉由Hierarchy自動轉點數系統產出25工種共159,158個XYZ請款點數，只需要一個工作天就可以完成 圖15，而這樣159,158的請款點數規模，在過去的人工確認模式，約需2000人次/3個月以上的驗收時間。對於減輕人員工作負荷及提升請款時效，皆有莫大的助益。

Hookup Hierarchy帶來之改變

彙整Hierarchy方法與之前i-hookup方法的比較及效益如 表1所示，其主要的改善在於資料完整性及正確性，有助於未來裝機的預算推估及編列，達到機台二次配管整合一致性並降低工作負荷及驗收簡單化與系統標準化管理的目的。

Hookup Hierarchy = P&ID圖= Hookup QC Report → 驗收請款計價點數

結論

Hierarchy階層式表單於裝機二次配管(Hookup)階段即完成相關資料庫的建立，內容包含機台裝機所使用之各類Utility相關資訊。以其正確與完整資料為基礎及共同一致性的程式邏輯判斷，將可有效應用於i-PRS的機台比對(Tool Matching)及自動產出Hookup XYZ請款點數表運用於預算的估算及請款執行。除顯著提升BOM估算之效率，亦提供Hookup同仁一致性之共同請款作法及平台，消除因人員認知產生差異(i-Payment)。

然而，科技始終來自人性，隨著系統建置及開發漸趨成熟，Hierarchy運作的瓶頸還是來自於專業Hookup人才的養成及管理，唯有正確及專業的資料判斷及填寫，Hierarchy系統才能有準確的PRS Match比對及驗收點數的產出，以目前裝機之Hookup系統已達25工種，一個廠區每天出工規模亦高達1,200位施工人員，面對持續性的人員流動，如何做好人員的訓練及流動管理並確保每台機台Hookup Hierarchy資料的正確性，將是同仁所需持續面對及進行的課