維持設備運作是任何工廠的第一要務，而半導體廠房所面對的風險更鉅。即使只是短短數秒的斷電，也可能對生產線產生巨大影響。曾經在某家廠房僅因一瞬間的斷電就導致產能降低百分之 20。

而就算是高科技園區內，斷電也可能是司空見慣的事情，迫使每一間廠房投資備援發電機。原則上，半導體工廠使用柴油不斷電系統 (DUPS)，在正常運作時間儲存電力，以備斷電時繼續供電。

但是 DUPS 系統同樣會故障。事實上，DUPS 系統因移動零件過多和工廠環境極端，通常均無法達到百分之 100 的可靠度。柴油發電機意外停機加上臨時斷電，這種事情經常發生。 半導體生產系統非常複雜，一旦停止就無法輕易再啟動。生產線關閉後，工廠需數日的時間才能夠恢復，輕易損失數十萬美元的成本。

例如，假設電力中斷導致工廠的空氣濾淨系統關閉。視斷電時間長短與生產線上的矽晶類型而定，產品甚至可能遭受永久性的損害。即使是未損害半導體產品的情況，生產延遲仍可能導致違反客戶契約，產生賠償責任。

避免停機

顯然地，維持柴油發電機正常運作是關鍵之一，但這些是複雜的機械系統，並不容易維護。同時更因半導體製程需要耗費大量電力，一間廠房的 DUPS 系統就可能需要10 台、20 台甚或是更多的柴油發電機。

完全依賴人工檢查的工廠，勢必因為無法辨識可行動的問題資料而面臨停機的風險。例如讀取電流數據能判斷是否發生問題，卻無法判定是 DUPS 的哪一部分故障。更糟糕的是，待用電產生影響之時，系統本身即已受到可觀的損傷，隨時均可能故障。

有些工廠會定期使用可攜式診斷儀器來測試 DUPS，但若問題發生在兩次定期測試之間，則仍無法及時察覺。 而且可攜式儀器雖能偵測到嚴重問題，感測器的限制卻使其無法偵測到細微的不平衡或零件的磨耗。 沒有 DUPS 障礙預警，工廠就無法維修，必須等待設備隨時可能徹底損壞或已經發生故障後才能應變。

利用分析工具進行預測性維護

NEXCOM Predictive Diagnostic Maintenance (PDM) 系統適用於 DUPS，能在突發性斷電時讓產線繼續運作，不遭中斷。PDM 解決方案以非侵入式的方法持續監控 DUPS 系統中的每一個機組。此系統利用震動分析，能在發生損傷或故障之前偵測百分之 85 的電源供應問題。

DUPS 系統的每一個機組均連接至一組加速計及軸承座，收集垂直與水平的震動頻率。

震動感測器則將輸入的資料解譯，透過指示面板即時顯示狀態。最後，如圖 1 所示，由 NEXCOM SCADA 工作站補足整個 PDM 解決方案的最後一環，為整組 DUPS 系統即時儲存、分析並顯示各種數據陣列。

「我們的系統能在極早期階段還能運作之時就辨識出具體的損傷。例如，我們不僅能判斷有軸承發生損傷，還能指出是軸承的哪一個部分。」NEXCOM Intelligent Systems 副總裁 David Lee 表示。「這讓工廠主管擁有兩個月或更長的時間能採購新零件。然後也能預先規劃維修時間。」

遠端監控功能可偵測軸承動作異常的情況，防止發生損傷而危害供電。工廠主管可設定警示提醒何時應維護，無需再進行人工檢查。

設備診斷的資訊處理則在邊緣（即工廠）進行，以利第一時間通知主管任何問題。當系統偵測到異常，即傳送警示至控制室或主管的手機應用程式。即使仍需數月才會發生故障，主管可獲知哪一個零件錯位或開始磨損。

這讓主管獲得充裕的時間能夠提早採購替換零件。然後，也能安排在耗電量相對低的時段進行安裝，以降低維修期間斷電的風險。

Lee 表示：「DUPS PDM 系統曾讓一位客戶能將停電造成的停機時間降至幾乎等於零。」

NEXCOM 的 PDM 系統提供圖形使用者介面，以利分析及呈現大量的資料。它能夠即時顯示數值與趨勢，並提供選項以設定條件警報，在數值指定範圍內觸發。Intel^® 處理器提供高效能圖形處理的能力，分析大量的歷程資料，如圖 2 所示。

主管能透過易用的視覺化介面將大量的資料轉化為易懂的圖表，輕鬆查看過去的變化型態。研究這些資料能幫助他們知道應確切在何處設定警示。如此可避免其他系統常見的誤報並及早解決問題，避免停機而造成龐大損失。

改善營運與產品

收集的資料也會送往雲端，建立機器運作的完整歷程記錄供主管日後存取，用於進行預測性維護、營運成本分析及其他各種商業分析。

除了工廠主管之外，其他人也能利用雲端資料。柴油發電機廠商可利用 AI 與資料分析來試圖進一步改善產品。

利用感測器與預測性維護來監控並維持 DUPS 系統，讓一旦系統故障即面臨龐大損失的半導體工廠營運方式大幅改變。穩定的產能是這些工廠的第一要務。NEXCOM 的 PDM 系統讓他們安心，知道備援的柴油發電機能在每當需要時順利發動。

而在工廠主管體會到物聯網預測性分析的效益之後，現在更開始評估擴大應用 PDM 系統。濕度與溫度控制同樣是半導體生產的關鍵，讓排氣與空調系統成為 NEXCOM 的 PDM 這類解決方案的絕佳舞台。