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研究生:謝棟杰
論文名稱:微波式RFID於電子廠無塵室FFU監控系統之應用
論文名稱(外文):The Application of Microwave RFID in FFU Monitor System
指導教授:林則孟林則孟引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:工業工程與工程管理學系工程碩士在職專班
學門:工程學門
學類:工業工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:101
中文關鍵詞:微波式RFIDFFU監控系統無線感測網路
外文關鍵詞:RFIDmonitoring systemwirelessWSN
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FFU(Fan Filter unit)是處理無塵室潔淨度的重要設備,其監控系統一直存在著許多重大問題,包括(1)線路複雜且數量多(2)施工不易(3)施工耗時(4)設置成本太高等問題。因此本研究探討以無線的方式取代傳統的作法,利用微波式RFID系統運用於電子廠無塵室的FFU監控系統。
而在文獻當中得知多種無線應用,以微波式RFID系統(Microwave,2.4GHz)的無線技術具有(1)多重目標讀取(2)通訊距離長(3)成本低等優勢,再賦予I/O介面感測功能,在監控的應用上更是成效顯著,本研究與工研院合作開發新興「微波式RFID感測應用」Reader一對多個Tag通訊,解決了傳統儀控線路的限制。
且因成本考量,本研究選擇RFID技術來進行驗證,利用RFID導入的方法,發展原型設計、開發、測試等程序,結果驗證微波式RFID導入FFU監控系統是可行的。在投資效益分析上,節省大量材料、提昇人工效率、增加彈性等指標量化之後,ROI經計算超過50%,非量化指標如避免設備擴充時停機風險,亦為本研究的成果。冀望能用以達到監控之外,可大量節省材料也盡到減碳及環保的責任,更進一步深入探討其它價值,建議可在危險場合(如礦場)、遠距離監視(如油管、路燈)等應用上使用。
摘要 II
Abstract III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VIII
第一章緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究步驟與方法 2
1.4 研究範圍與限制 4
第二章文獻回顧 5
2.1 RFID簡介 5
2.1.1 RFID基礎原理 5
2.1.2 RFID設備 6
2.1.3 電子標籤(Tag) 6
2.1.4 讀取器(Reader) 7
2.1.5中介軟體 8
2.2 RFID設備選擇 8
2.2.1 RFID設備選型的原則 8
2.2.2 RFID設備性能的評估 9
2.3 RFID導入的步驟 10
2.4 2.4GHz微波應用歸納 12
2.4.1 2.4GHz微波RFID產品應用案例 12
2.4.2 Zigbee 技術與應用 15
2.4.3 小結 17
2.5 萃思(TRIZ)理論與相關文獻介紹 18
2.6 萃思(TRIZ)運用. 22
第三章 電子廠無塵室FFU系統運作之現況整理 23
3.1無塵室簡介 23
3.1.1 無塵室之歷史演進 23
3.1.2 無塵室(潔淨室、無菌室)之定義 23
3.1.3 無塵室潔淨度等級之定義 23
3.1.4 無塵室用途說明 25
3.1.5 潔淨室型式 26
3.2無塵室製程環境污染控制說明 28
3.3 FFU產品介紹 31
3.4 FFU監控系統運作情況及問題 32
3.4.1FFU監控系統種類 32
3.4.2FFU監控系統運作說明 35
3.4.3目前FFU監控系統運作問題 36
3.5利用萃思(TRIZ)方法找出解決問題之方案 40
3.6 FFU監控系統改善方案評估 44
3.6.1由需求資料確定初步可選的方案 44
3.6.2可行性評估的方法流程 52
3.6.3依經濟、技術、執行、風險等項目反覆評估 53
3.6.4以簡易多屬性評等技術選擇最佳可行方案 55
3.6.5新舊方法優缺點比較 66
3.6.6進行實作可能面臨之問題 67
第四章 RFID方案原型建置與實驗 69
4.1 建立應用情境 70
4.2 定義RFID解決方案(Step1) 70
4.3 先導計劃設計(Step2) 71
4.3.1. 搜集需求資料與分析 71
4.3.2 擬定計劃 73
4.4 先導系統開發(Step3) 75
4.4.1 決定RFID相關設備規格 75
4.4.2 客製硬體開發原型展示 77
4.4.3 客製軟體開發原型展示 79
4.4.4 組成小型原型系統及測試 80
4.5 先導系統架構設置(Step4) 82
4.6 先導系統測試(Step5) 85
4.6.1 RFID在不同無塵室環境條件測試說明 86
4.6.2 RFID性能測試項目及方法 91
4.6.3 FFU監控系統基本功能測試 92
4.6.4 測試結果 93
4.7 RFID投資效益分析 94
4.7.1 RFID投資項目的成本 94
4.7.2 RFID應用在FFU監控系統效益 96
第五章結論與建議 97
5.1 結論 97
5.2 建議 97
參考文獻 99
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