液晶面板生產設備的故障診斷研究

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備信息數據庫，建立知識庫，收集故障經驗，加快推理機制，盡快在知識庫中找到相關規則，最后完成液晶面板生產設備的故障診斷。此外，專家系統在該領域擁有深厚的產品積累，對設備故障的診斷規則，以常用方法進行有效表達。其中，故障診斷規則是對液晶面板生產設備故障進行診斷的一種系統方法，其內容應用神經網絡、傳感技術方面的知識，表示自然簡單，易于推理，邏輯清晰。故障診斷和處理系統的設備是處理具有隨機性和突發性，通過使用生產規則來描述系統對象的狀態關系，可以描述設備故障診斷的原因和結果，在過程中間優化實驗知識，保證診斷過程中的產品設備得到有效運行，使其成為關鍵突破點，快速解決故障并恢復生產，提高液晶面板設備的故障檢測效率。

1 液晶面板生產設備概況

（1）液晶面板生產設備投資量大，涉及廠商眾多，設備分類極為細化，機構復雜，需要專業的設備管理人員進行管理和運營。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）等整機組裝。

（2）從設備主要分類來看，主要有工藝設備和傳送設備。基本的通信網絡骨架為設備-CIM（Computer Integrated Manu-facturing，計算機集成制造）PC EIS（Equipment Interface System）MES-（Manufacturing Execution System，制造企業生產過程執行系統）-MDW（Manufacturing Data Warehouse）。其中PC 指personal computer，即個人電腦。

（3）MDW 系統的龐大數據根據不同的需求可以做成不同的辦公軟件，以實現在辦公室就可以監控潔凈間內生產狀況。例如，設備狀態監控，可在辦公室看到設備是否正常運轉；可以對生產中的數據進行篩選和輸出，得到產能數據；可以實現從線外對線內設備的遠程操作，避免人員直接暴露在有害輻射中等；可以看到設備的溫度、壓力、水流量等技術參數，便于判斷設備本身的參數穩定性。

（4）除去設備和工藝的參數，對于設備本身零部件的壽命判斷、問題診斷、疑難報警分析，還沒有系統的處理方法。但是現場作業人員早已經積累了足夠的處理問題履歷，設備零部件也已經有了成熟的壽命管理規則，報警內容和零部件問題的對應也得到了一定程度的積累。這時候通過大數據和設備軟件相結合，理論上可以實現對液晶面板設備故障的診斷。

2 液晶面板生產設備故障診斷

某機電設備的電氣系統荷載運行的壓力過大，使得機電設備的運載負擔也越來越大，故障率明顯上升，給供電運行的安全性和穩定性帶來影響。對此，可應用一種新型遠程監控的診斷手段來呈現。遠程視頻監控系統能夠通過標準電話線，網絡，移動寬帶和ISDN 數據線或直接連接到達世界任何角落，并可控制云臺、存儲和存儲視頻監控圖像。遠程傳輸監控系統通過普通電話線將遠程活動場景傳輸到觀眾的計算機屏幕，并具有在觸發報警時將報警撥號到接收端的功能。該系統由兩部分組成：“監控”主機和接收軟件。用戶提供的設備包括相機，普通PC 和寬帶線。滾珠絲杠所產生故障是多種多樣的，沒有固定的模式，有的故障是漸發性故障，均有一個發展的過程，隨著使用時間的增加越來越嚴重；有時是突發性故障，一般沒有明顯的征兆，而突然發生，這種故障是各種不利因素及外界共同作用而產生的。所以通過正確的檢測來確定真正的故障原因，是快速準確維修的前提。此外，滾珠絲杠螺母副及支撐系統間隙的檢測與修理，當數控機床出現反向誤差大，定位精度不穩定，過象限出現刀痕時，首先要檢測絲杠系統有沒有間隙，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。正反轉動絲杠，觀察2 塊百分表上反映的數值，根據數值不同的變化確認故障部位。

3 液晶面板生產設備故障檢測方法

3.1 應用現場和遠程監控相結合的方法

（1）根據液晶機械中電源設備故障，可應用現場和遠程監控相結合的方法，通過通信技術實現面板設備故障部分的智能識別、問題定位等。為了規范液晶面板設備故障管理，提高管理效率，減少事故，電子視頻監控系統應用于液晶面板設備故障。在監控系統下，機電工程師能夠以直觀地形式，對應用現場的面板設備，達到有效了解和掌握，并通過對項目液晶面板設備故障關鍵環節和關鍵部位的監控，施工液晶面板設備故障的質量和施工期間的施工質量，已經達到了監督的作用。液晶面板設備故障遠程無線監控管理系統由圖像采集終端系統，能夠滿足管理人員對每個監控現場的現場進行控制和管理的需要。從而更全面、科學的施工管理。作為核心設備，無線視頻終端負責通過壓縮和解碼將攝像機捕獲的每個監測點的視頻圖像傳輸到監控中心，然后采用視頻壓縮算法，因為壓縮算法具有小的傳輸流和高圖像清晰度。可以根據用戶的實際情況調整視頻文件的大小，可對系統故障進行精確判定。

（2）在施工過程中，液晶面板生產設備的監控參數多、設備種類多、潔凈間稼動率要求高，對此更需要設備故障診斷系統。液晶面板設備故障監控系統應用可以有效地可視化項目，不僅可以直觀地了解現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有管理系統中以實現動態管理機制。通過監控系統，監控人員可以實時直接監控液晶面板設備故障，不僅可以直觀地監控和記錄液晶面板設備故障的施工進度，施工質量和安全生產情況，還可以及早發現和早期預防施工質量和安全事故。此外，各級管理人員隨時可以在網絡中看到現場的建設和施工，掌握項目的建設進度，實現遠程協調和指導。在此遠程監控中，增加了項目液晶面板設備故障管理系統的安全支持能力，使新的視頻監控管理系統具有更強的管理能力。

3.2 建立完整的故障診斷專家系統

（1）對于液晶機械中電源設備故障問題，應建立一個完整的故障診斷專家系統，保證機電工程師具有專業的技能知識，促使液晶面板設備故障得到有效解決。專家系統，包含不同專家領域的知識內容，其覆蓋豐富的知識系統和前人留下的寶貴經驗，屬于一種智能性程序化的系統。機電工程師可以利用這些專家的知識和經驗來解決該領域的難題。從信號測量，狀態分析，決策制定到干預實施，都需要體現出機電工程師的專業性，這有利于液晶機械中電源設備故障的有效診斷。因此，這個專家系統應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，以及及時制定新規則的自學功能。

（2）對于機電工程師的專業性，其本身應具有高層次知識系統，以便對液晶面板設備中的每個故障問題都有所掌握，并對故障進行有效診斷。知識庫產生了現場專家在判斷故障方面的知識和經驗構建規則，推理基于實時數據庫中的知識，進行邏輯推理和結論，由數據庫用于存儲。每個設備狀態和故障信息由數據庫軟件和硬件服務器和存儲器組成；知識獲取分為動機和主動學習，設備的第一階段根據故障診斷和自學習，人機交互界面被鎖入和退出系統。大量的生產設備將用于生產液晶面板，許多設備根據其功能和結構被分成不同的類別，例如，涂層，曝光等。根據設備的組件和組成，使用分層描述和規則描述方法，設計知識規則。此外，液晶面板生產設備故障診斷可通過監控參數異常或者趨勢圖分析，判斷設備是否有異常，從而優化PM 周期，減少宕機概率。

4 結論

對于液晶面板生產設備故障的診斷研究，首先應用現場和遠程監控相結合的方法，對故障進行精確判斷；其次建立完整的故障診斷專家系統，保證機電工程師具有專業的技能知識，促使液晶面板設備故障得到有效解決。在過程中間要不斷優化實驗知識，快速解決故障并恢復生產。故障診斷和處理系統的設備是處理具有隨機性和突發性的多種復雜故障設計一個實時、智能的知識系統，由知識庫、服務器、實時數據庫和知識獲取組成。對此，液晶面板設備管理部門應是改進和概括領域專家提供的知識以形成規則庫，然后通過障礙特征描述符合規則以完成故障診斷。