资源描述
Cliquez pour modifier le style du titre,Cliquez pour modifier les styles du texte du masque,Deuxime niveau,Troisime niveau,Quatrime niveau,Cinquime niveau,*,*,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片文字樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,*,*,應用主成份分析與,Entropy,結合灰關聯分析解決相關多重品質特性製程最佳化設計的問題,指導教授,：呂明山 博士,研究生 ：陳雅喬,報告大綱,緒論,相關文獻探討,多重,品質特性製程參數最佳化之模式建構,後續,研究與預期結果,1.,2.,3.,4.,第一章、緒 論,研究背景與動機,Jeyapaul(2005),以往有關田口方法的文獻或實務應用中，大都著重於單一品質特性製程最佳化之處理。,然而，製程產業所面臨的品質特性，往往是兩個或是兩個以上的多重品質特性問題。,實驗次數,水準、因子,A,B,C,D,1,1,1,1,1,2,1,2,2,2,3,1,3,3,3,4,2,1,2,3,5,2,2,3,1,6,2,3,1,2,7,3,1,3,2,8,3,2,1,3,9,3,3,2,1,單一品質特性最佳化,W1,：,A1,B1,C3,D2,W2,：,A2,B1,C2,D2,H1,：,A3,B1 C2 D2,H2,：,A1,B2,C1,D1,多重品質特性,4,W1,：,望小特性,W2,：,望大特性,H1,：,望小特性,H2,：,望目特性,矛盾,研究背景與動機,考量多重品質特性之問題必增加,參數水準,設定之複雜度，可能遭遇的問題如下：,（,1,）當各個品質特性的最佳參數水準組合,不盡相同時，彼此之間可能具衝突性,（,2,）各個品質特性彼此之間可能具有關聯,性,（,3,）缺乏一個良好的績效指標,研究目的,以田口方法之實驗數據結合,主成份分析,、,Entropy,與,灰關聯分析,，解決多重品質特性問題之參數水準最佳化問題。,預先考量各個品質特性間的,相關性問題,，以避免後續無法分析的狀況。,透過,Entropy,設定各個品質特性之,相對權重,。,研究目的,考慮到若是求取之,主成份個數不同,，需運用不同的分析，進行多重品質特性製程之最佳化參數決定。,兩個或兩個以上主成份：灰關聯分析,(GRA),一個主成份：權重主成份法,(WPC),以微晶矽薄膜太陽能電池絕緣製程為例，並找出影響絕緣刻劃之刻劃品質之最佳參數水準組合。,研究流程,主成分分析法,灰關聯分析,Entropy,流程步驟,第二章、文獻探討,田口式品質工程,李輝煌,(2000),指出田口方法最大的特點在於以較少實驗組合，取得有用的資訊,直交表,品質損失函數與,SN,比值,水準,(level),及因子,(factor),太陽能電池製程,太陽能電池製程,(2/4),太陽能電池,太,陽,能,電池,現世代、晶圓型,次世代、薄膜型,第三代,矽晶類,化合物類,矽薄膜類,化合物薄膜類,單晶矽,Mono c-Si,、多晶矽,Multi c-Si,、,String Ribbon,、,HIT,砷化鎵,GaAs,非晶矽,a-Si,、,微晶矽,u c-Si,、,堆疊型,a-Si/u c-Si,碲化鎘,CdTe,、銅銦鎵硒,CIS/CIGS,染料敏化,DSSC,、高分子,Polymer,太陽能電池製程,(3/4),矽薄膜太陽能電池製作流程,P1,製程 刻劃,TCO,P2,製程 刻劃矽薄膜,P3,製程 刻劃背接觸層,太陽能電池製程,(4/4),加工微晶矽薄膜橫剖面示意圖,P2,製程絕緣刻劃微晶矽薄膜,P3,製程絕緣刻劃鋁背接觸層,3D,觀察圖,剖面量測圖,剖面簡化圖,W1,：上部切口寬,(,望小,),W2,：下部切口寬,(,望大,),H1,：加工邊緣兩側表面突塊高,(,望小,),H2,：刻劃深度,(,望目,),相關文獻,-,多重品質特性,(1/4),多屬性決策法,-,模糊理論、,TOPSIS,年代,作者,研究內容,1997,Tong and Su,應用模糊理論決定各品質特性的權重，在以,理想解類似度順序偏好法,（,TOPSIS,）的指標總和所有的品質特性。,2.,此法缺點在於多屬性決策法中的理想解類似度順序偏好法，對於部份品質特性間的,重要程度關係不易排序,。,仍需經由工程師判斷，缺乏一定標準,相關文獻,-,多重品質特性,(2/4),迴歸分析模式,年代,作者,研究內容,1980,Derringer and Suich,1.,利用多元迴歸分析找出能使綜合績效指標達到最大值之因子水準組合，並以,總望想函數值,最大化的值為最佳參數水準組合。,2.,此法缺點在於未考慮損失係數與品質特性質的變異數，當,品質特性,之間,具有關聯性,時則無法應用此方法。,相關文獻,-,多重品質特性,(3/4),主成分分析,年代,作者,研究內容,1997,Su and Tong,1.,根據,主成份分析,來進行多品質特性之參數設計最佳化。,2.,在案例說明的部份,未提到,當主成份之選取,為,兩個或兩個以上,時，該如何選取最佳因子水準組合，因此可更進一步的深入探討。,2000,Antony,1.,以主成分分析法將具有,相關的品質特性,合併成新綜合品質特性後，再找出最佳參數之因子水準組合。,2.,僅探討,兩個,品質特性，是故當品質特性的數量不多的狀況下，或是品質特性間之相關性不顯著時，運用主成份分析法來合併品質特性，其效果並不太理想。,相關文獻,-,多重品質特性,(4/4),研究方法：田口方法、灰關聯分析,年代,作者,實例說明,研究方法之特點,2002,J.L.Lin,放電加工製程,1.,透過田口方法結合灰關聯分析可以有效的求得最佳參數水準組合。,2.,利用灰關聯分析中計算其灰聯度，亦即將多個品質特性轉換成,單一個灰關聯度值,，藉由比較灰關聯度值，再排序各品質特性所呈現出的反應大小，挑選出其最佳參數組合。,3.,灰關聯分析之好處在於簡單易懂，求解品質佳且具效率,。,4.,其缺點在於，若實例分析中發生各個品質特性間具有,相關性時,，使用灰關聯分析之結果有待質疑。,5.,若求算灰關聯度之權重，是以傳統取平均之方式作計算，未加以考量各品質特性間之,相對重要性,，亦可能造成品質損失的狀況，故其權重之決定可作進一步之分析探討。,2002,Y.S.Tarng,潛弧銲接製程,2004,C.L.Lin,切削製程,2008,Ulas Caydas et.Al.,雷射切割製程,文獻小結,綜上文獻探討可知，利用,主成份分析法,能夠有效的解決各個品質特性間具相關性之問題。,在假設各個品質特性為,彼此獨立不相關,的條件下，,灰關聯分析,亦能夠解決多重品質特性之問題。,然而，存在於品質特性值之間的,關聯性問題,卻未被納入決策過程中。,幾乎沒有學者考慮到多重品質特性間之,權重設定,問題。,第三章、研究方法,研究方法,-,主成份分析法,主成份分析是在尋找幾個能解釋原始變數之線性組合。,將多個,有相關,之原始變數簡化成,少數幾個彼此獨立,的主成份,(Principal,Components),。,研究方法,-,灰色系統理論,該理論是針對系統模型具不明性及,資訊不完整性之下,，進行關於系統的關聯分析及模型建構。,利用灰關聯分析求得灰關聯度值，將多個不相關的品質特性或主成份轉換成,單一灰關聯度,，藉此比較而挑選最佳參數組合。,研究方法,-,熵,(Entropy),值權重法,Shannom(1948),常用於,不確定性,之數學度量，用來估算每一個訊息所隱含的資訊量，並計算出訊息之,相對權重,。,問題描述,各個品質特性間可能具有相關聯的特性,當品質特性間,不,具相關性,若品質特性間,具,相關性,主成份分析,選取之主成份為兩個或兩個以上,選取之主成份為一個,考量權重之設定,演算步驟與流程說明,Step1,取得實驗資料，包含品質特性、因子及水準。,選擇適當的直交表進行實驗規劃。,Step2,計算各品質特性之,SN,比值,望小特性,SN,比：,望大特性,SN,比：,望目特性,SN,比：,Step3,對各個品質特性之,SN,比值數據作正規化處理,假設有,m,個實驗列,，,t,個品質特性,，則原始數據可表示為：,根據,Chen et al.(2000),所提之正規化公式：,Step4,針對正規化後的比較列 計算其,相關係數,，,對相關係數 作檢定,，,各品質特性間不具相關性,，至少有一品質特性間具相關性,Step5(,品質特性間不具相關性,),直接進行灰關聯分析，求算灰關聯度值，將彼此互相獨立之品質特性轉換成,單一灰關聯度指標,。,同時以熵值權重法設定其權重。,Step5(,品質特性具相關性,),進行主成份分析求取主成分得點,利用相關係數矩陣求算特徵值 及特徵向量,保留主成份之原則為,Kaiser(1960),所主張，,保留特徵值大於一,的主成份，以替代原有品質特性以利分析。,透過以上所求得之 及 ，可針對正規化後的參考序列及比較序列計算主成份得點。,Step6-,情況一,若是挑選,兩個或兩個以上,之主成份，則以灰關聯分析進行探討,對各,主成份得點,進行絕對值差序列之計算,求算各主成份得點之灰關聯係數,權重設定，以熵值權重法計算灰關聯度之權重,假設有一灰關聯序列 ；其中 為灰關聯係數；,Step6-,情況二,若是挑選之主成份只有一個時，透過,Liao(2006),提出之權重主成份法,(WPC),進行分析。,利用主成份得點，求算出,多重品質特性指標,(MPI),以便運用此指標決定最佳參數組合。,步驟七,求取整體最佳參數水準組合,情況一：對各參數水準之平均關聯度，作反應表與,反應圖。,情況二：以,MPI,為衡量指標，對各參數水準之平均,MPI,值，作反應表與反應圖。,步驟八,最佳製程條件之驗證,其中，為,SN,比值的總平均值,第四章、後續研究與預期結果,後續研究與預期結果,透過上述之演算流程，找出足以影響太陽能製程雷射絕緣刻劃之最佳參數水準組合。,本研究若運用在越多的品質特性問題下，越能顯示出其有效性與方便性。,加入權重之設定，更能降低品質損失之問題。,實驗材料,雷射加工平台種類,波長,(,奈米,),光纖,1064,固態,(,紫外光,),355,飛秒,800,製程材料,膜厚,(,奈米,),結晶度,AZO(,氧化鋅摻雜鋁透光導電膜,),200,500,c-Si(,微晶矽薄膜,),500,38%,500,68%,Al back-contact(,鋁屬薄膜,),300,雷射系統,優點,缺點,整體比較,光纖,價格較低廉,優良刻劃品質,絕緣製程表現：,飛秒,光纖,紫外光,價位：,飛秒,紫外光,光纖,固態,(,紫外光,),材料對波長,355,奈米的光吸收不佳，故絕緣效果不彰,價格略高,飛秒,擁有較佳的多品質絕緣刻劃結果,過度刻劃傷及底層材料,價格昂貴,報告結束感謝聆聽,
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