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研究生： 柳浚瓏
論文名稱： 廠務供應系統異常事故分析之研究--以中小型太陽能電池廠為例
指導教授： 黃雪玲
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 工業工程與工程管理學系碩士在職專班
Industrial Engineering and Engineering Management
論文出版年： 2010
畢業學年度： 98
語文別： 中文
論文頁數： 83
中文關鍵詞： 太陽能電池製造廠 、廠務供應系統 、初步危害分析 、異常事故分析
外文關鍵詞： Solar cell manufacturer, Facility supplying system, Preliminary hazard analysis(PHA), Abnormal events analysis
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    • 摘要
    近幾年綠色能源產業蓬勃發展，吸引大量企業投入太陽能電池製造，由於部分製程與半導體廠類似，必須使用高溫、高風險機台設備及各種化學品，都具有惰性、毒性、自燃、助燃及可燃性之氣體；強酸、強鹼之液態化學品。然而這些氣態或液態之化學品經由儲存、搬運、更換桶酸及氣瓶、管路輸送、製程反應、尾氣處理，若操作不當，即可能造成重大損失而產生立即性的危害。
    有鑒於此，半導體廠莫不藉由各種管理手法來達到風險的適當控制，新興的太陽能電池製造產業由於製程設備與半導體類似，如何讓太陽能產業做好風險管理，廠務供應系統之設施、生產機台及製程危害分析等是關鍵性的步驟。另依據過去半導體及光電製程廠所累積的執行經驗，對太陽能廠務供應系統進行勘查清楚掌握過去異常事故發生之原因及頻率，再進行異常事故之分析討論與改善，以減少異常事故的發生，並提供廠務做為應變及防災的參考，將災害損失降到最低。本論文以中小型太陽能電池廠為例，先進行初步危害分析以了解危害項目，並透過監控系統偵測、人員巡檢及現場反應紀錄，將蒐集到的資料實施異常事故資料整理及分類，以進行異常事故資料分析之研究。
    企業在追求最高利益下皆期望永續健全，但任何因異常事故造成的人員傷亡及設備損失對企業形象及獲利都會造成重大影響。情況輕微者，僅是設備故障待修復即恢復；若情況嚴重則釀成重大工安事故，不僅得停工還對周圍住家及生態環境造成無法彌補的傷害。

    目錄 第一章 緒論 1.1 研究背景與動機-----------------------------------------10 1.2 研究目的-----------------------------------------------12 1.3 研究範圍-----------------------------------------------14 第二章 文獻探討 2.1 太陽光電產業發展-------------------------------------------15 2.1.1 全球PV發展概述---------------------------------------15 2.1.2 台灣PV發展概述---------------------------------------17 2.2 矽晶太陽能電池製程及危害介紹-------------------------------20 2.2.1 太陽能電池(Solar cell)製造流程簡介------------------20 2.2.2 太陽能電池廠的設施配制------------------------------21 2.3 高科技廠的災害事故-----------------------------------------22 2.3.1 半導體產業-----------------------------------------22 2.3.2 太陽能產業及相關-----------------------------------25 2.4 風險分析相關文獻-------------------------------------------28 2.4.1 初步危害分析---------------------------------------28 2.4.2 危害與可操作性分析------------------------------------29 2.4.3 失誤模式影響分析--------------------------------------31 2.4.4 故障樹分析--------------------------------------------33 2.4.4.1 FTA分析之事件種類及符號-----------------------34 2.4.4.2 FTA分析之邏輯關係符號-------------------------35 2.4.5 風險分析方法的應用------------------------------------36 第三章 研究方法 3.1 研究流程---------------------------------------------------37 3.2 研究對象---------------------------------------------------38 3.2.1 空調系統--------------------------------------------39 3.2.2 純水系統--------------------------------------------40 3.2.3 廢水處理系統----------------------------------------41 3.2.4 廢氣處理系統----------------------------------------43 3.2.5 電力供應系統----------------------------------------43 3.2.6 氣體及化學品供應系統--------------------------------45 3.3 分析模式建立-----------------------------------------------48 3.3.1 風險分析架構---------------------------------------48 3.3.2 初步危害分析---------------------------------------49 3.3.2.1 分析工具--------------------------------------49 3.3.2.2 判定方法--------------------------------------51 3.3.3 廠務供應系統異常事故分析---------------------------55 3.3.3.1 異常事故資料收集------------------------------55 3.3.3.2 異常事故分類----------------------------------58 第四章 結果與討論 4.1 廠務供應系統初步危害分析結果-------------------------------61 4.2 廠務供應系統異常事故分類結果-------------------------------65 4.2.1 異常事故訊息來源----------------------------------66 4.2.2 異常事故發生時段----------------------------------67 4.2.3 異常事故發生原因----------------------------------68 4.2.4 異常事故的影響------------------------------------69 4.3 廠務各供應系統異常事故探討---------------------------------70 4.3.1 空調系統事故分析-----------------------------------70 4.3.2 純水系統事故分析-----------------------------------72 4.3.3 廢水處理系統事故分析------------------------------73 4.3.4 廢氣處理系統事故分析------------------------------74 4.3.5 電力系統事故分析-----------------------------------75 4.3.6 氣體及化學品系統事故分析--------------------------76 4.3.7 廠務供應系統異常事故的統計------------------------78 第五章 結論與建議 5.1 結論------------------------------------------------------80 5.2 建議及未來研究方向----------------------------------------81 參考文獻----------------------------------------------------------82 表目錄 表 2-1 Solar cell發展歷史演進-------------------------------------16 表 2-2 台灣現有或新加入之Solar cell廠產能(MW)計劃-----------------19 表 2-3 半導體廠災害種類-------------------------------------------24 表 2-4 HazOp引導字之意義及用法說明--------------------------------31 表 2-5 FMEA 紀錄表------------------------------------------------32 表 2-6 FTA之事件符號與特性----------------------------------------34 表 2-7 FTA分析之符號與特性----------------------------------------35 表 2-8 風險分析應用比較-------------------------------------------36 表 3-1 毒性及可燃性物質-------------------------------------------48 表 3-2 機台相對危害等級分析表-------------------------------------50 表 3-3 毒性物質暴露等級-------------------------------------------51 表 3-4 火災爆炸危害等級-------------------------------------------51 表 3-5 機台危害程度-----------------------------------------------51 表 3-6 立即健康危害因子等級---------------------------------------52 表 3-7 易燃性值表-------------------------------------------------54 表 3-8 故障通知單記錄格式-----------------------------------------56 表 3-9 異常事故報告-----------------------------------------------58 表 3-10 廠務供應系統分類------------------------------------------59 表 4-1 相對危害等級分析表-----------------------------------------61 表 4-2 相對危害等級分析表-----------------------------------------62 表 4-3 相對危害等級分析表------------------------------------------62 表 4-4 相對危害等級分析表------------------------------------------63 表 4-5 太陽能廠初步危害毒性物質暴露等級評估結果--------------------63 表 4-6 太陽能廠初步危火災爆炸等級評估結果--------------------------64 表 4-7 太陽能廠初步危害「毒性物質暴露等級」評估結果----------------64 表 4-8 太陽能廠初步危害「火災爆炸危害等級」評估結果----------------65 表 4-9 太陽能廠初步危害火災爆炸危害等級評估結果--------------------65 表 4-10 廠務供應系統異常事故件數-----------------------------------66 表 4-11 廠務供應系統異常事故訊息來源-------------------------------67 表 4-12 廠務供應系統在不同時段的異常事故件數-----------------------68 表 4-13 廠務供應系統異常事故發生原因-------------------------------69 表 4-14 廠務供應系統異常事故的影響---------------------------------70 表 4-15 空調系統異常事故分析表-------------------------------------71 表 4-16 純水供應系統異常事故分析表---------------------------------72 表 4-17 廢水處理系統異常事故分析表---------------------------------73 表 4-18 廢氣處理系統異常事故分析表---------------------------------75 表 4-19 電力供應系統異常事故分析表---------------------------------76 表 4-20 氣體及化學品供應系統分析表---------------------------------77 表 4-21 廠務供應系統異常事故原因分析表-----------------------------78 圖目錄 圖 1-1 太陽能電池製程流程圖-----------------------------------------11 圖 1-2 半導體製程流程圖---------------------------------------------11 圖 1-3 太陽能電池產品及結構示意圖-----------------------------------12 圖 1-4 太陽能電池廠房佈置圖-----------------------------------------13 圖 2-1 2002~2010 年全球太陽光電市場規模----------------------------17 圖 2-2 2007年台灣太陽光電產值百分比---------------------------------18 圖 2-3 矽晶太陽能電池種類-------------------------------------------20 圖 2-4 日本半導體廠意外事故統計資料(1988-1997) ---------------------25 圖 2-5 FMEA 架構與應用----------------------------------------------33 圖 2-6 FTA 分析架構圖-----------------------------------------------36 圖 3-1 研究流程與架構-----------------------------------------------37 圖 3-2 廠務供應系統架構圖-------------------------------------------38 圖 3-3 非層流無塵室的供氣方式---------------------------------------40 圖 3-4 純水製造流程-------------------------------------------------41 圖 3-5 廢水處理系統-------------------------------------------------42 圖 3-6 電力系統供應架構圖-------------------------------------------44 圖 3-7 氣體系統設備流程---------------------------------------------46 圖 3-8 化學品供應流程-----------------------------------------------47 圖 3-9 化學品的使用範圍---------------------------------------------49 圖 4-1 廠務各供應系統異常事故百分比---------------------------------66 圖 4-2 廠務供應系統異常事故訊息來源---------------------------------67 圖 4-3 廠務供應系統在不同時段的異常事故件數-------------------------68 圖 4-4 供應系統事故原因別-------------------------------------------69 圖 4-5 供應系統是否影響生產線---------------------------------------70 圖 4-6 氣體及化學品供應系統分析表-----------------------------------78

    參 考 文 獻
    1. 翁谷松, et al., 太陽光電材料產業現況與發展機會. 工業材料, 2008 Mar(工研院): p. 124.
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    3. 林明獻, 太陽能電池技術入門, 全華圖書公司，2008-03-18 出版
    4. 汪偉恩、陳婉如, 2008太陽光電市場與產業技術發展年鑑. 光電科技工業協進會, 2008 May: p. 58-76
    5. 王頌傑、高鴻翔, 全球太陽光電市場2009 年發展剖析及2010 年展望，產業研究報告, 2010 Jan
    6. 半導體製造業晶圓廠設施安全檢核指引—煙控系統、燻煙系統、洗滌塔、濕式清洗檯；勞工安全衛生研究所1990 Jun
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    20. SEMI, 1998；”Facility Standards and Safety Guidelines: SEMI S10-1296” , p.25-30.

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