第 1 章 绪论
1.1 选题的来源与研究的问题
1.1.1 选题的来源
众所周知，当前中国科技界有一个痛叫“缺芯”，实际上在 10 多年前，还有一个并列的痛合起来叫做“缺芯少屏”。中国的众多制造商和企业通过得到国家相关政策的大力支持与平板产业界的自救运动实现了第二代液晶显示面板技术 LCD(Liquid CrystalDisplay，液晶显示屏）跨越式的发展，时至今日我国在平板显示领域成功地实现了弯道超车，不仅不缺屏了，还成为显示屏幕生产强国与出口大国。2019 年起，我国在 LCD 屏市场份额占据了半壁江山，逐步在全球市场上掌握了主导权，甚至定价权。2017 年苹果发布的 iPhone8 系列手机宣布使用一种叫 AMOLED 技术的显示屏幕，正式引爆移动智能设备使用 AMOLED 显示屏的热潮，到如今 AMOLED 显示屏已经成为中高档智能手表、手机、平板等移动终端的标准配置之一，面板显示行业由此进入了第三代技术迭代周期。
从 2018 年起，三星、苹果两家全球领先的手机制造商发布的旗舰机型都采用了AMOLED 显示屏技术，同时这两家公司旗下的其他手机型号对 AMOLED 显示屏采用例也高达 63.2%和 65.7%，而同期其他手机品牌尤其国产品牌 AMOLED 显示屏渗透率则普遍不到 20%。到 2019 年全球各大品牌的高端配置的手机都配置了 AMOLED 显示屏，AMOLED 显示屏在智能终端的渗透性效应开始显现。2019 年大陆市场的手机和穿戴类的AMOLED 显示屏的市场需求量达到 10500 万片，较 2018 年的 3200 万片增长了 228%。与此同时，如图 1.1 中国的 AMOLED 显示屏制造企业在经历了技术评估和设备安装调试后也逐步实现了规模化的生产，产量和市场占有率得到了飞跃式的增长，中国大陆 AMOLED面板预期营收及增速。
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1.2 相关领域的研究现状
由前文可知，本论文的主要研究内容是建立和提升蒸镀生产线的设备综合效率，论文的关键研究领域是设备综合效率、精益生产等方面，下面简要梳理和阐述这些领域的研究现状。
1.2.1 设备综合效率的研究现状
设备综合效率(Overall Equipment Efficiency，OEE)一开始是全员生产维护（TotalProductive Maintenance，TPM）的一部分，上世纪 60 年代由日本传入欧美国家。经过多年的发展，设备综合效率的定义和原理更加的丰富，应用范围也由原先的汽车领域发展至电子线路、医药生物等各个生产领域。Liliane M-y A Pintelon，Peter Nganga Muchiri 提出了设备的综合效率作为一种状态的衡量和分析工具，它可以被用来确定各种情况下的生产成本和损失。通过分析总设备的效能、生产设施的效率、工厂整体的效率、以及企业整体资产效率等因素进行分析，建立了一个能够对整个生产成本和损耗情况进行准确分类、并且最终被用来改善和提高设备整体生产效率[1]。Lanke AA，Hoseinie SH，Ghodrati B 在对采矿设备的效率与时间损失分析得出其瓶颈不仅仅和生产的损失相关，还和使用对设备的满意度相关。另外设备的可用率、利用度和设备的生产性能也是非常关键的三个维度，这三个维度都可以被应用于衡量评估设备的有效性，通过对采矿设备的可靠性及设备利用度和设备的性能进行深入的研究，提出了一种利用设备的可靠性指数(MPI)对采矿设备进行可靠性分析连续运行中的技术瓶颈进行计算[2]。Batumalay K，Santhapparaj AS 通过对马来西亚制造业在采用全面生产维护实践情况来研究设备综合效率，并针对数十个马来西亚的工业样本进行规模化的调查研究，并使用了 SPSS 来分析，分析结果证明了 TPM 的实践活动的确对设备综合效率产生了相当大的影响[3]。Rahmad R，Pratikto P，Wahyudi S 表示制造型的生产企业总是在努力增强自己的生产能力，实施可以进行预防性和矫正的维护是一种比较有效的方法，该项目的研究利用设备综合效率作为一个量测工具、分析计算六大损失，使用因果图法作为一个工具来找出现状的问题并对其提出了改进的方案，研究结果表明导致设备工作效率较低的重要影响因素之一是速度的损失和故障的损失[4]。Tsarouhas P 分析研究了工厂的管理与生产线运营两者之间的相互联系，对该公司生产线在八个月内的故障和维护数据进行了整理和分析，终于研究得到了生产运行过程中的关键异常问题，进而研究制定了相应的方案以有效地保障了生产线的正常运行，提升了该公司生产线的设备综合效率[5]。Abramova IG、Abramov DA 介绍了在生产过程中控制设备技术中实际应用的方法，特别是解释了常用的衡量指标和设备的综合效率，对设备综合效率的指标进行了分析[6]。
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第 2 章 E 公司蒸镀生产线设备综合效率的计算及现状分析
2.1 蒸镀生产线的介绍
AMOLED 屏幕采用的是“哪里需要就将哪里点亮”的显示方式，采用的就是用 TFT基板上一个个的阳极开关去控制着相对于的一个个的“灯”。如图 2.1 所示，可以看出显示屏内的“灯”是分红、绿、蓝三个颜色按照某种方式进行排列，尺寸极其小而且数量多的。以某款 5.4 英寸显示屏举例：规格为 2340×1080 像素，意思是屏幕显示区水平像素数为每行 2340 个，垂直像素数为每列 1080 个，合计约 2527 万像素。AMOLED 显示屏就是使用蒸镀生产线在 TFT 玻璃基板上的微观世界建造一个个按照一定规则排列红色、绿色、蓝色的“灯”。
如图 2.2 所示，这些“灯”需要的材料是在 TFT 基板上使用蒸镀设备按照工艺顺序将电洞注入层、电洞传输层、发光层、电子传输层、阴极和光导出层所需的材料一道接着一道进行精准地“蒸”上去的。
蒸镀工艺制作使用的主要材料是有机材料，这些材料一旦受到氧气和水入侵就会导致显示失效，所以蒸镀机的工艺环境是超高真空环境，又因为各个工艺使用的材料不一样，为了避免不同工艺之间材料的相互污染，一台蒸镀机内只能使用一道工艺或性质相近的材料，需要十数道蒸镀工序才能完成完整的工艺结构，为了让蒸镀工序能够完整、连续而有效率的生产，如图 2.3 所示需要把很多的蒸镀机组合起来形成完整的蒸镀生产线，为生产创造一个连续的、洁净的高真空工艺环境。
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2.2 蒸镀生产线设备综合效率的计算方法
2.2.1 蒸镀生产线的设备状态管理
蒸镀生产线的设备状态可以通过车间设备控制系统（FMC）进行设备状态的实时监控，设备操作人员采用此系统对设备状态进行监控。
蒸镀生产线由 6 个传送腔体，每个传送腔又根据工艺需要搭配不同的各种腔体，设备数量多，各种腔体根据工艺的需要还区分为大气状态和高真空状态、常温状态和高温状态、有机材料腔和金属材料腔、工艺腔和传送腔等。蒸镀生产线当前主要进行组成设备状态的管理与监控，但是没有建立合适的综合评价机制评价蒸镀生产线，所以建立蒸镀生产线的设备综合效率评价方案并对其水准进行分析，对蒸镀生产线有效管理是非常有必要。
对一条第六代蒸镀生产线而言，产线长达 100 多米，配套组合的各种设备近百台，工序也有几十个细分步骤，为了准确有效地获得设备状态的数据，必须把蒸镀生产线的设备的状态进行更加精细地切割与定义，对设备做更精细化的管理。精细化管理的有效实施需要详实的数据支持，E 公司采用业内先进的 MES 系统，信息技术部门也配置优秀的工程师，可以通过完善的信息技术对管理数据进行系统化的支持。通过信息化系统，可以根据实际需求获取设备综合效率的数据，根据统计与分析的不同需求可以任意选择时间跨度，如同一设备可以任一段跨度的纵向比较和同一时间段不同设备之间横向比较。
蒸镀生产线的设备状态依据实际生产情况和设备综合效率的标准进行对应划分。日历工作时间为该时间段里的全部时间，如 12 小时/班，24 小时/天，7 天/周，30 天（31 天）/月，365 天/年等。日历工作时间里设备时间可划分为计划生产时间（负荷时间）和计划停机外部因素停机时间。计划生产时间又可划分为运行时间和停机损失时间，其中运行时间包含：量产品生产时间、实验品生产时间和设备空转时间；停机损失时间包含：设备初始化时间、设备调试时间、设备保养时间、量产品生产时设备故障时间、实验品生产时设备故障时间。各个时间状态的对应的不同是设备状态：
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第 3 章 E 公司蒸镀生产线设备综合效率的改善与提升方案.................................. 31
3.1 蒸镀生产线的设备综合效率改善提升的保障措施..................................... 31
3.1.1 建立有效的改善推行组织.................................. 31
3.1.2 建立合理的绩效指标评价体系.............................. 32
第 4 章 蒸镀生产线设备综合效率改善的实施与效果评价.......................49
4.1 蒸镀生产线设备综合效率的改善实施....................................... 49
4.1.1 蒸镀生产线生产速度降低的改善实施.................................. 49
4.1.2 蒸镀生产线日常保养的改善实施............................................ 51
第 5 章 总结与展望..................................... 59
5.1 结论....................................... 59
5.2 不足与展望................................... 60
第 4 章 蒸镀生产线设备综合效率改善的实施与效果评价
4.1 蒸镀生产线设备综合效率的改善实施
4.1.1 蒸镀生产线生产速度降低的改善实施
混合生产模式需要解决的关键问题是两支进入设备后如何顺利流片而且不混料。两支产品同时进入设备，除了设备识别相应的基板，将基板和金属掩膜板传送到对应的腔室和对应的 side 之外，还需要对基板的进片逻辑进行控制，否则有可能一支产品因某方面原因暂停投入后出现共同腔室如烘烤腔体、冷却腔体被一支产品占据大部分甚至全部位置，从而导致另一支产品无法进入产线生产，导致混合生产模式失败或效率降低的情况。
现有的进片逻辑时后面腔体有空余位置及基板进行后流补位，直至后面所有的工艺腔体里的基板可用位置都补充完成。如图 4.1 所示，基板是按照工艺设置的顺序，逐个完成对应工艺制程的制作：首先是人员通过自动化系统将基板由入料口投入设备，基板经过清洗机清洗后进入烘烤腔体进行烘烤，基板经过烘烤完成后再进入冷却腔室冷却。烘烤（BK22、BK24 和 BK28）有 3 个和冷却腔体（CO26）有 1 个，每个腔体都是 15 层，基板会连续进入烘烤腔 BK22，直至烘烤腔体塞满，再进入 BK24，再进入 BK28，待基板烘烤完成后再按照先进先出原则逐片进入冷却腔体，同时新基板会再进入烘烤腔体。基板从冷却腔体 CO26 出来后进入 TR30，由 TR30 按照工艺顺序将基板传入工艺腔体，如 OR32腔体。因为同一种产品，在 OR32A 或 OR32B 工艺条件时一致的，所以基板会在 OR32A与 OR32B 交替进片完成工艺制作，然后再传入下一个工艺腔室，直到在 OR78 工艺腔体完成工艺制作后传入出料口。在此模式下，设备生产的信息流是随着基板实物的流动方向一致的。
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第 5 章 总结与展望
5.1 结论
这是一个迄今为止最好的时代，国家富强而有活力，制造业也焕发出前所未有的活力，同时也面临着各种日新月异的挑战。国内 AMOLED 制造企业目前处于井喷式的大量建厂设线，而关键生产设备、原材料、治工具等都还处于被国外寡头垄断的状态，国内 AMOLED制造企业要实现可持续发展就不能让核心技术卡脖子，而能掌握核心技术的表现之一就是能高效地使用已有的设备。相信通过本论文的研究，可以为蒸镀生产线的后续设备管理带来一定的帮助，同时也可以给现有设备的升级改造和新的设备的设计、生产系统的规划提供一个参考。本文对设备综合效率的相关理论和精益生产的思想与工具在第六代蒸镀生产线上进行了针对性研究与实践应用，实现了改善蒸镀生产线设备综合效率的目的，达到了降低成本、提高效率、增加柔性化生产等显著的、积极的效果：
（1）提出了适合 E 公司第六代蒸镀生产线的设备综合效率计算方式。根据 E 公司蒸镀生产线的设备管理的实际状况与特点，对该线的整线设备状态与组成设备之间的状态关系、组成设备之间的相关进行明确划分明确，为该线的设备综合效率的计算、分析与提升改善提供良好的基础。同时可以给同类型设备或高智能、高自动化集成生产线的设备综合效率的评估和计算提供良好的借鉴思路与方案。
（2）分析并量化了影响蒸镀生产线的设备综合效率的相关因素。通过 MES 系统、生产管理报表抓取蒸镀生产线的生产履历，利用已建立的蒸镀生产线设备综合效率的架构模型进行分析，列出影响蒸镀生产线设备综合效率的相关因素并进行排序。
（3）运用精益生产的的 5W1H、精益六西格玛、TPM 等工具与方法对 E 公司蒸镀生产线的设备综合效率进行了提升改善。
参考文献（略）