产品、环境变量要求多 厂务监控市场需求大
- 魏淑芳
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早期制程设备的故障诊断，多半是由维修工程师根据设备运转监控系统传来的异常警报，以及利用自己的知识和诊断经验，进行分辨判断故障发生的原因，提出排除故障的方法与策略。但随着各类监控技术的快速精进，许多过去需要仰赖人力监控的目标或环境，现在已经可以用机器取代。
但由于监控的需求，所要求的产品也有所差异。如晶圆制造、LCD制造等大型制造业，通常需要最完整的监控系统，除了一般常见的NVR外，往往还需要CMS(中央管理系统)与IVS(智能影像监控系统)，加上高科技制程会产生酸硷废气、有机溶剂废气及毒性/燃烧性气体，需要加以处理，对微尘物(Particle)的侦测也变得更加重视，对于环境监测的需求可说是有增无减。
更重要的是，由于潜在环境灾害、人身危险与财产损失风险的增加，高科技产业面对营运中断的风险也跟着提升。在Allianz Risk Barometer 2016所列出的十大企业营运风险中，营运中断的排名最高。BCI Horizon Scan 2016在针对74个国家，568个组织调查的结果，指出企业为未来所面临的威胁中，包括计划外的IT及通讯中断或供应链中断的排名也相当高。
企业营运既然不能中断，自然也就更期待能达成全盘监控的目标，透过信息整合，厂务监控系统(Facility Monitoring Control System；FMCS)可针对各种工业设施的运行状态，进行集中监视及线上控制的自动化管理，主要包含无尘室系统、制程冷却水系统、废气减量系统、超纯水系统、污水处理系统、气体供应系统、化学品供应系统、中央空调系统、逃生消防系统、制程真空系统、洁净真空系统、压缩机乾燥空气供应系统、电力监控系统、门禁监控系统及锅炉供热等系统。
相较于传统的厂务监控系统，更加智能化及自动化的厂务监控系统，应该是采用可编程自动化控制器、数据获取模块和通讯管理电脑，将各个工业设施的子系统的运行数据，连接至中央监控室或者管理人员的电脑，形成一个网络化监控系统，管理中心再通过对各个子系统的独立维护，全面管理，综合分析实现对工厂设施的全面体检。
FMCS 系统按控制策略通常采用分散式结构的监控系统，按控制级别分，分为四层。首先是现场设备层，包括各类传感器、变送器、探测器、阀门执行机构、变速设备、马达电机、限位元开关及其他相关工艺设备及装置，以实现对现场数据的上传和控制器命令的执行的功能。
其次是控制层，包括可完成单元层操作的软件和硬件，如单回路控制器和可程序设计的自动化控理器等设备，以实现对底层设备的数据采集，下发控制命令，监视现场控制情况的功能。
第三层是通讯传输层，从现场设备层到控制器层，有两种数据传输途径。一种是控制电缆，应用于常规I/O点数据的传递；另一种是现场汇流排，应用于自带控制柜和网络界面的成套设备的数据传递，以及线上I/O模块与主控制器之间的通讯。控制器层至管理层的数据传输，以及控制器层本次通信、管理层本层通信主要依靠的是以太网。
最上层的企业管理层网络，主要用于企业的计划、销售、 库存、财务、人事以及企业的经营管理等方面信息的传输，可分为现场子系统管理和全厂管理。包括操作站、工程师站、主要服务器、OPC 服务器、WEB 服务器、热备份服务器、 图形打印机、报警打印机、SCADA 用的 HMI 软件等。
现场子系统管理是确保各子系统独立运行的基础，主要完成各子系统的监视和操纵，进行现场数据的提取，并将数据作为整合系统的OPC Server数据来源。全厂管理是监视和管理中心，接受各子系统的运转数据、状态、报警，趋势图，历史数据，线上监控数据管理与分享，异常和故障状况排除，运转模式建立，控制策略修正，负责整个系统协调运行和综合管理。
随着厂房自动化的演进，厂务系统所提供的各项信息，如无尘室温湿度、废气排放等稳定度及精确度，皆须准确的管控，透过厂务监控系统，将系统运行状况进行集中监视，一旦有异常状况发生时，厂务监控系统才能适时的发出警报。
以废气处理系统为例，若能利用专家系统，撷取资深工程师的运转经验和相关数据来建立知识库，再使用推理机来进行推理，监测到异常状况时，就可适时显示消除此异常状况的方法，以减少在操作判断时所可能犯下的错误，如此将会减少人力及物力上的损失，提供厂务工程师能尽早进行系统故障诊断及排除故障因素的可靠工具，减少停机待修的时间，可提高生产效率，降低生产风险。
换句话说，厂务监控系统已经不再只是具有实时性的优点，更具有长期分析、管理的强项，尤其在面对庞大的数据数据时，得以轻松整理、追踪，进而达成企业提升管理效率、降低控管成本的目标。
