稼動率是什麼?機台 up、down 的時間怎麼算
稼動率講的是一台機台的時間,有多少拿來生產,英文常說 uptime 或 availability。機台能做貨叫 Up,不能做貨叫 Down;稼動率就是把機台每一段時間是什麼狀態記下來,再算成一個百分比。各廠的算法不太一樣,下面會講到。
機台非常貴,停著也在折舊,所以晶圓廠天天盯著這個數字(見「晶圓廠為什麼 24 小時不停?」)。
機台的時間分成哪幾種?
有一套公開的國際標準,把一段期間裡的每一分鐘,分進六種不重疊的狀態:
| 狀態 | 意思 |
|---|---|
| 生產 | 照排程在跑要出貨的晶圓 |
| 待機 | 機台是好的,可以跑,但現在沒有貨 |
| 工程 | 機台是好的,被拿去做實驗、試新的條件 |
| 排定停機 | 事先排好的停機,例如保養 |
| 非排定停機 | 沒料到的停機,也就是故障 |
| 非排程時間 | 本來就沒排要用,例如停工、假日、新機台還在裝 |
有點像一輛計程車的一天:載著客人是生產,空車排班等客人是待機,進保養廠是排定停機,半路拋錨是非排定停機,休假那天是非排程時間。保養就是 PM,為什麼要定期停,見「機台保養(PM)是什麼?」。
故障的停機算到什麼時候?在 fab24hr 裡,算到機台真的能做貨:修好了,可是之後的測機還沒過,貨還是不能進,這一段也算在停機裡(「機台修好了,為什麼還要『測機』?」)。
為什麼要分這麼細?同樣是「沒在生產」,原因不同,要改的事也不同:故障找設備,保養排得不好改保養計畫,沒有貨找排貨的人。全記成「停了」,就不知道從哪裡下手。
稼動率怎麼算?為什麼各廠的數字不一樣?
舉一個好算的例子(數字是編的,不代表任何一座廠):一台機台一天 24 小時,生產 18 小時、待機 2 小時、工程 1 小時、保養 2 小時、故障 1 小時。
- 只算在跑貨的時間:18 ÷ 24 = 75%。
- 算機台是好的時間:生產+待機+工程=21 小時,21 ÷ 24 ≈ 88%。
同一台機台、同一天,就有兩個數字。英文常把後一種叫 uptime;availability、utilization 這些字,各處指的也不太一樣。分母也可能不同:有的用全部的時間,有的先扣掉本來就沒排要用的時間。所以比兩台機台、兩座廠的稼動率之前,要先問:「怎麼算的?」
只看故障,還有兩個常用的數字:
- MTBF(mean time between failures,平均多久壞一次):一段時間裡機台好好工作的時數,除以壞掉的次數。只有沒料到的故障才算「壞一次」,排好的保養不算。
- MTTR(mean time to repair,每次平均多久修好):故障停機的總時數,除以壞掉的次數。有的只算動手修的那一段,有的從發現壞掉一直算到能做貨。
MTBF 越長、MTTR 越短,故障吃掉的時間就越少。
怎麼把稼動率拉高?一步一步看
第 1 步:把每一段時間的狀態記下來
做什麼:機台從一種狀態換到另一種,就記下時間和原因;很多狀態是機台自己回報給工廠的電腦系統(「MES 是什麼?」),停下來在等什麼,常要人補上。為什麼:時間去了哪裡,要先有紀錄才看得到。不這樣會怎樣:只知道「稼動率掉了」,說不出是壞了、在保養還是沒貨;狀態記錯,數字好看了,問題卻藏起來。
第 2 步:把時間排一排,先處理最大的一塊
做什麼:把一個月裡每一種狀態的時數加起來,從大排到小;故障再照原因分,例如哪一個零件、哪一種 alarm(「機台的 Alarm 和 Warning 是什麼?」)。為什麼:人和時間有限,先處理最大的那一塊;也先看整條線最滿的那一站,叫瓶頸,它停一小時,整條線就少做一小時(「生管在做什麼?」)。不這樣會怎樣:力氣花在小地方,整條線的產出卻沒變。
第 3 步:故障——讓它少壞一點(拉長 MTBF)
做什麼:找出為什麼壞,從原因改:換掉容易壞的零件、改保養的內容,也盯著前兆,例如反覆出現的黃燈、FDC 上慢慢漂走的數字。為什麼:毛病沒除掉,它會一直回來。不這樣會怎樣:只按 reset 讓機台先跑,下一次可能又在半夜停(「根本原因分析是什麼?」)。
第 4 步:故障——讓它快一點修好(縮短 MTTR)
做什麼:把一次停機拆開看:發現、叫人、等人到、找原因、等零件、修、測機,看哪一段最久;常用的零件先備好,處理步驟寫成 SOP,半夜有人 on-call。為什麼:停機的時間裡,有一部分其實是在「等」,不是在修。不這樣會怎樣:停得越久,後面堆的貨越多,有些貨的 Q-time 也可能超過。
教科書上有個例子:兩台機台稼動率一樣,一台常常停一下,一台偶爾停很久;後者後面的貨,平均要等得久得多,因為一次停很久,貨會一口氣堆起來(「一片晶圓要做多久?」)。
第 5 步:保養——挑對時間,做得剛剛好
做什麼:保養的日子通常可以前後挪一點,就挑貨少、同一站還有別台能跑的時候;零件和工具事先備好,保養本身也能縮短。為什麼:保養也是停機,排錯時間,一樣擋住後面的貨。不這樣會怎樣:保養太勤,時間被保養吃掉;太少,又壞得更多(「機台保養(PM)是什麼?」)。
第 6 步:等貨——跟排貨的人一起看
做什麼:機台是好的、卻沒有貨,原因常不在機台:前一站做得慢,或貨被派到別台。這要跟製造部的派工、生管一起看(「晶圓廠的製造部在做什麼?」)。為什麼:待機的時間,設備自己修不掉。不這樣會怎樣:瓶頸的機台在空等,整條線就白白少做;不過不是瓶頸的機台,留一點空檔是正常的。
稼動率越高越好嗎?
不一定。數字可以靠「省」變好看,代價會在後面回來:
業界也常看 OEE(整體設備效率):在「有沒有在跑」之外,再乘上「跑得夠不夠快」和「做出來的好不好」。
在 fab24hr 裡
按「進廠」、選「打工人的一天」,在「今天你是」卡片上點「量產廠」,左右滑到製程工程師,名字下面點「蝕刻」。
- 早班「救火」:晨會之前,你請設備的阿凱把 B 腔今天 10:00 的保養延到明天:「A 腔現在是 down,兩個腔一起停,整台就沒有產能了。」08:30 晨會,生產看板上兩格紅燈:MOVE 達成率 82%,和「ETCH-03 稼動:A 腔 down,02:47 起」。課長問你:「幾點可以復機?」A 腔復機之後,那一格改成「A 腔已復機,今天停 9.8h」。
- 點蝕刻機 ETCH-03:卡片上有「機台時間的六種狀態」表,今天的紅燈算在「非排定停機」。
- 打開手機:最上面一排便利貼,用的也是這六種狀態(UP、IDLE、ENG、PM、DOWN、OFF),你可以替自己挑一個。
遊戲裡的公司、人物、機台編號和看板上的數字都是虛構的;稼動率是什麼、機台的時間怎麼分,照公開的一般資料寫,實際的狀態名稱和算法,各廠不同。其他行話可以到「半導體晶圓廠的行話,白話解釋」查。
在遊戲裡你會在哪裡遇到它當蝕刻製程工程師(量產廠 › 製程 › 蝕刻),早班 08:30 的晨會上,生產看板的 MOVE 和「ETCH-03 稼動」兩格亮紅燈,課長問你幾點可以復機;點蝕刻機 ETCH-03,卡片上有一張機台時間的六種狀態表。
在 fab24hr 裡,ETCH-03 的 A 腔從 02:47 停下來的每一分鐘,都記在看板那一格紅燈裡。幾點會好、後面的貨怎麼辦,晨會上大家在等你說。
當蝕刻製程工程師玩,晨會被問幾點復機給老師:這一篇可以搭配「在課堂上玩 fab24hr」用在課堂上。
引用這篇〈稼動率是什麼?機台 up、down 的時間怎麼算〉,fab24hr,更新。https://fab24hr.com/blog/tool-uptime/
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