液晶面板生产设备的故障诊断研究

窦义坤，方 芳，江昌俊

（合肥鑫晟光电科技有限公司，安徽合肥 230012）

0 引言

本研究基于液晶面板制造设备信息数据库，建立知识库，收集故障经验，加快推理机制，尽快在知识库中找到相关规则，最后完成液晶面板生产设备的故障诊断。此外，专家系统在该领域拥有深厚的产品积累，对设备故障的诊断规则，以常用方法进行有效表达。其中，故障诊断规则是对液晶面板生产设备故障进行诊断的一种系统方法，其内容应用神经网络、传感技术方面的知识，表示自然简单，易于推理，逻辑清晰。故障诊断和处理系统的设备是处理具有随机性和突发性，通过使用生产规则来描述系统对象的状态关系，可以描述设备故障诊断的原因和结果，在过程中间优化实验知识，保证诊断过程中的产品设备得到有效运行，使其成为关键突破点，快速解决故障并恢复生产，提高液晶面板设备的故障检测效率。

1 液晶面板生产设备概况

（1）液晶面板生产设备投资量大，涉及厂商众多，设备分类极为细化，机构复杂，需要专业的设备管理人员进行管理和运营。普通的TFT-LCD（Thin film transistor-liquid crystal display，薄膜晶体管液晶显示器），工厂按照工艺分段主要有Array、CF、CELL 和Module 工厂。其中，Array 为阵列，其分厂主要完成TFT（薄膜晶体管）阵列各层的曝光、显影、刻蚀、剥离，CF 分厂主要完成彩膜的制作，CELL 为单元的含义，其分厂主要是完成TFT基板和CF 基板的对合，Module 为模块的含义，其分厂主要是完成切割后的Panel Bonding（板键合）等整机组装。

（2）从设备主要分类来看，主要有工艺设备和传送设备。基本的通信网络骨架为设备-CIM（Computer Integrated Manu-facturing，计算机集成制造）PC EIS（Equipment Interface System）MES-（Manufacturing Execution System，制造企业生产过程执行系统）-MDW（Manufacturing Data Warehouse）。其中PC 指personal computer，即个人电脑。

（3）MDW 系统的庞大数据根据不同的需求可以做成不同的办公软件，以实现在办公室就可以监控洁净间内生产状况。例如，设备状态监控，可在办公室看到设备是否正常运转；可以对生产中的数据进行筛选和输出，得到产能数据；可以实现从线外对线内设备的远程操作，避免人员直接暴露在有害辐射中等；可以看到设备的温度、压力、水流量等技术参数，便于判断设备本身的参数稳定性。

（4）除去设备和工艺的参数，对于设备本身零部件的寿命判断、问题诊断、疑难报警分析，还没有系统的处理方法。但是现场作业人员早已经积累了足够的处理问题履历，设备零部件也已经有了成熟的寿命管理规则，报警内容和零部件问题的对应也得到了一定程度的积累。这时候通过大数据和设备软件相结合，理论上可以实现对液晶面板设备故障的诊断。

2 液晶面板生产设备故障诊断

某机电设备的电气系统荷载运行的压力过大，使得机电设备的运载负担也越来越大，故障率明显上升，给供电运行的安全性和稳定性带来影响。对此，可应用一种新型远程监控的诊断手段来呈现。远程视频监控系统能够通过标准电话线，网络，移动宽带和ISDN 数据线或直接连接到达世界任何角落，并可控制云台、存储和存储视频监控图像。远程传输监控系统通过普通电话线将远程活动场景传输到观众的计算机屏幕，并具有在触发报警时将报警拨号到接收端的功能。该系统由两部分组成：“监控”主机和接收软件。用户提供的设备包括相机，普通PC 和宽带线。滚珠丝杠所产生故障是多种多样的，没有固定的模式，有的故障是渐发性故障，均有一个发展的过程，随着使用时间的增加越来越严重；有时是突发性故障，一般没有明显的征兆，而突然发生，这种故障是各种不利因素及外界共同作用而产生的。所以通过正确的检测来确定真正的故障原因，是快速准确维修的前提。此外，滚珠丝杠螺母副及支撑系统间隙的检测与修理，当数控机床出现反向误差大，定位精度不稳定，过象限出现刀痕时，首先要检测丝杠系统有没有间隙，检测方法有：用百分表配合钢球放在丝杠的一端中心孔中，测量丝杠的轴向窜动，另一块百分表测量工作台移动。正反转动丝杠，观察2 块百分表上反映的数值，根据数值不同的变化确认故障部位。

3 液晶面板生产设备故障检测方法

3.1 应用现场和远程监控相结合的方法

（1）根据液晶机械中电源设备故障，可应用现场和远程监控相结合的方法，通过通信技术实现面板设备故障部分的智能识别、问题定位等。为了规范液晶面板设备故障管理，提高管理效率，减少事故，电子视频监控系统应用于液晶面板设备故障。在监控系统下，机电工程师能够以直观地形式，对应用现场的面板设备，达到有效了解和掌握，并通过对项目液晶面板设备故障关键环节和关键部位的监控，施工液晶面板设备故障的质量和施工期间的施工质量，已经达到了监督的作用。液晶面板设备故障远程无线监控管理系统由图像采集终端系统，能够满足管理人员对每个监控现场的现场进行控制和管理的需要。从而更全面、科学的施工管理。作为核心设备，无线视频终端负责通过压缩和解码将摄像机捕获的每个监测点的视频图像传输到监控中心，然后采用视频压缩算法，因为压缩算法具有小的传输流和高图像清晰度。可以根据用户的实际情况调整视频文件的大小，可对系统故障进行精确判定。

（2）在施工过程中，液晶面板生产设备的监控参数多、设备种类多、洁净间稼动率要求高，对此更需要设备故障诊断系统。液晶面板设备故障监控系统应用可以有效地可视化项目，不仅可以直观地了解现场施工管理过程中的情况。还可以将视频管理元素集成到现有管理系统中以实现动态管理机制。通过监控系统，监控人员可以实时直接监控液晶面板设备故障，不仅可以直观地监控和记录液晶面板设备故障的施工进度，施工质量和安全生产情况，还可以及早发现和早期预防施工质量和安全事故。此外，各级管理人员随时可以在网络中看到现场的建设和施工，掌握项目的建设进度，实现远程协调和指导。在此远程监控中，增加了项目液晶面板设备故障管理系统的安全支持能力，使新的视频监控管理系统具有更强的管理能力。

3.2 建立完整的故障诊断专家系统

（1）对于液晶机械中电源设备故障问题，应建立一个完整的故障诊断专家系统，保证机电工程师具有专业的技能知识，促使液晶面板设备故障得到有效解决。专家系统，包含不同专家领域的知识内容，其覆盖丰富的知识系统和前人留下的宝贵经验，属于一种智能性程序化的系统。机电工程师可以利用这些专家的知识和经验来解决该领域的难题。从信号测量，状态分析，决策制定到干预实施，都需要体现出机电工程师的专业性，这有利于液晶机械中电源设备故障的有效诊断。因此，这个专家系统应具有的基本功能包括：故障检测和危险警告功能；故障诊断和潜在故障分析功能；错误决策和必要的操作建议；吸收、更新和做出明智的决策信息，以及及时制定新规则的自学功能。

（2）对于机电工程师的专业性，其本身应具有高层次知识系统，以便对液晶面板设备中的每个故障问题都有所掌握，并对故障进行有效诊断。知识库产生了现场专家在判断故障方面的知识和经验构建规则，推理基于实时数据库中的知识，进行逻辑推理和结论，由数据库用于存储。每个设备状态和故障信息由数据库软件和硬件服务器和存储器组成；知识获取分为动机和主动学习，设备的第一阶段根据故障诊断和自学习，人机交互界面被锁入和退出系统。大量的生产设备将用于生产液晶面板，许多设备根据其功能和结构被分成不同的类别，例如，涂层，曝光等。根据设备的组件和组成，使用分层描述和规则描述方法，设计知识规则。此外，液晶面板生产设备故障诊断可通过监控参数异常或者趋势图分析，判断设备是否有异常，从而优化PM 周期，减少宕机概率。

4 结论

对于液晶面板生产设备故障的诊断研究，首先应用现场和远程监控相结合的方法，对故障进行精确判断；其次建立完整的故障诊断专家系统，保证机电工程师具有专业的技能知识，促使液晶面板设备故障得到有效解决。在过程中间要不断优化实验知识，快速解决故障并恢复生产。故障诊断和处理系统的设备是处理具有随机性和突发性的多种复杂故障设计一个实时、智能的知识系统，由知识库、服务器、实时数据库和知识获取组成。对此，液晶面板设备管理部门应是改进和概括领域专家提供的知识以形成规则库，然后通过障碍特征描述符合规则以完成故障诊断。