「一滴水可用4.18次。」這是日月光水資源管理去年的新進展。
日月光的一滴水旅程,從自來水進廠區開始,經過製程使用,再經中水回收廠回收後再運用,整個過程每滴水可重覆循環使用4.18次後才放流,離開工廠。這個數字顯示出日月光在水資源運用高效率,背後的關鍵是IT的運用。
水在半導體製程中非常重要,不論是在切割和研磨製程中,都需要大量的純水,進行清洗和冷卻,日月光工廠每天所需的水量非常龐大,因此,如何節水和改善水質,來減少廢水排放、降低環境衝擊,是日月光在水資源永續發展中的重要目標。
自2018年起,日月光將數位科技融入永續轉型,也應用於水資源管理,透過這些措施提升用水效率,降低水資源的耗用,達到更高效的水資源管理。
在廢水回收再利用方面,除了各廠自行循環用水之外,日月光還透過一座大型中水回收廠,將製程廢水進一步淨化過濾,再回送產線使用。這座廢水回收廠中結合了許多數位科技、AI技術,持續提升其回水再利用效率。從這座中水廠能一窺日月光運用IT提高中水回收效率的做法。
半導體製程所用的純水,水質純淨度得達到4個9,才能避免雜質影響到製程。所以,水廠中的每一滴水,皆需經過多道過濾機制,包括多層過濾系統(MMF),超濾膜系統(UF),以及逆滲透系統(RO)等,才能將淨化後的回收水再利用於製程中。
流程上,當製程廢水進入回收廠後,首先經過底層的生物池降解,再進到上一層的MMF,去除水中的顆粒物質,接著經由UF進一步濾除細小顆粒及膠態物質,最後進到RO除去剩餘顆粒雜質。經過層層過濾處理後,水質才可達到幾乎99.99%的純淨度,最後再回送至產線製程使用。這些關鍵設施的處理效率,都會直接影響最後計算出來的每滴水再利用次數。
為了提高回收利用率,日月光中水廠中設有多道機制來記錄和追蹤每一層過濾和處理過程,中水廠甚至設立了一個專人即時監控的中控室,所有數據最後會集中到廠房三樓的中控室進行管理和監控。管理人員可即時從螢幕上查看並分析這些數據,確保水資源的高效利用,一旦回收系統出狀況,也能第一時間介入處理,避免影響到後續的製程。
搭配控制中心,日月光有一套監控及資料擷取系統,全程監控廢水處理過程中的各項指數,同時搭配排水監測系統,持續監控放流水的品質。
日月光的一滴水旅程,從自來水進廠區開始,經過製程使用,再經中水回收廠回收後再運用,整個過程每滴水可重覆循環使用4.18次後才放流,中水回收廠回收率可達75%,等於廠區每送出1,000噸製程廢水,經日月光中水回收廠處理後平均可釋出750噸中水再運用。圖片來源/日月光
監控用水數據確保水質與跨廠調度
除了監控廢水處理狀況外,日月光中水回收廠兼具有調度中心功能,可以隨時掌握各廠的水使用狀況,以便在水情吃緊時,可以透過廠內水網絡支援。
日月光過去已有建立一套水資源管理e化平臺,可搭配用水/ 回收水資料庫、各廠區水平衡圖等資料,監看每日水情資訊。
去年,日月光導入一套水情燈號預警系統,不僅能夠監控外部水源供應資訊,還能即時掌握每棟工廠的用水及蓄水量資訊,強化供水調配支援能力,此外,還結合行動化應用,一旦發生停水和水情異動,相關人員可透過手機查看,以便迅速應對處理。
值得一提的是,在這套系統中,日月光還建立廠區缺水韌性機制,利用AI模型分析工廠每天的用水量和現有儲水量,推估每間工廠的水存量可使用時間,以便提前調度水網進行支援。這些措施讓日月光可以智慧化地管理水資源風險,應對氣候異常帶來的水資源不足的挑戰。
日月光去年導入一套水情燈號預警系統,不僅能夠監控外部水源供應資訊,還能即時掌握每棟工廠的用水及蓄水量資訊,包括中水回收的數據,強化供水調配支援能力,此外,還結合行動化應用,一旦發生停水和水情異動,相關人員可透過手機查看,以便迅速應對處理。圖片來源/日月光
結合AI提高回水廠回水利用和管理效率
隨著日月光永續計畫開始引進AI,這幾年,日月光也用AI來提高回水廠水資源利用和管理效率。像是用來輔助回收廠設備的維修,如決定何時替UF設備清洗,這類作業過去往往需要現場檢查,以確認是否存在堵塞情況,若是沒有即時清洗,就會影響流速,一段時間後,也會導致出現UF設備堵塞情況,而影響回水再利用效率。
可是,在中水廠廠內很多套UF設備,人員常常需要花很多時間逐一檢查,也較缺乏效率。為了改善這個問題,他們開始結合數據分析與數位圖表工具,將水壓力變化等資訊視覺化,協助人員可以更容易地掌握每天這些數據的趨勢變化,了解各設備的堵塞情況,而不需要到現場查看,也減輕人員負擔,甚至他們也開始用AI輔助進行預警,透過這樣的方式,來預防堵塞,提升回水再利用效率。不過,即使借助AI判斷,最後也都會由人工確認才會展開行動。
不只設備維修,在回收流程中也用AI來優化。例如在廢水處理上,日月光自行開發了一款AI廢水智能化加藥控制模組,掌握廢水廠水質狀況,並且可預測放流水水質,提前預警水質異常,縮短異常應變反應時間。導入 AI 模組後,日月光表示,廢水系統加藥量降低30%,污泥也減量35%。
又如日月光廠區會用離子交換樹脂(2B3T)來吸附流水中的離子,提升中水的純淨度,後來,日月光也用AI模型計算2B3T再生時間,取代傳統人工定時操作,不只減少人為失誤風險,也達到最佳產水能力,他們評估,每年可減少工廠自來水使用水量560萬噸。
這座中水廠全天運作,控制中心採24小時,兩班制輪班,為提升作業便利性,在中水廠中導入了行動平板,便於人員巡視可以記錄與查看設施運作狀況。
日月光持續擴充中水廠的硬體設施與優化系統,目前每日可以處理多達3萬噸的水,都是靠數位科技和AI來提高回收效率。從2015年啟用,統計至2023年3月,累計已回收的生產用水達3千萬噸,相當於省下高雄市民約一個半月的用水量。
光是在2023年,這座中水回收廠一年就提供了日月光高雄廠,約561萬噸的回收水,回收率達75%。
熱門新聞
2024-09-29
2024-10-02
2024-10-01
2024-10-03
2024-10-04
2024-10-01
2024-10-01