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半導(dǎo)體行業(yè)MES系統(tǒng)軟件

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杭州匠興科技有限公司

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詳細參數(shù)
品牌杭州匠興科技型號www.hzjux.com
版本類型網(wǎng)絡(luò)版語言版本簡體中文版
版本號www.hzjux.com配套附件
平臺要求系統(tǒng)硬件要求www.hzjux.com
技術(shù)支持www.hzjux.com產(chǎn)地杭州

產(chǎn)品詳情

半導(dǎo)體光電子器件主要包括發(fā)光二極管(LED)、激光器(LD)、電荷耦合器件(CCD)、太陽能電池以及光電探測器等。隨著技術(shù)的進步,半導(dǎo)體光電子器件已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機械加工、光纖通信、冶金化工、醫(yī)療保健、建筑景觀、國防工業(yè)以及節(jié)能環(huán)保等各個領(lǐng)域,在當(dāng)今的信息化社會里起著無法替代的重要作用,形成了一個光電子產(chǎn)業(yè)。

半導(dǎo)體行業(yè)MES系統(tǒng)軟件

光電子元器件的生產(chǎn)過程是一個典型的離散制造生產(chǎn)過程,具有批量不等、周期較短、產(chǎn)率波動、質(zhì)檢苛刻、個性需求等特點。由于系統(tǒng)的特殊性,上層企業(yè)資源計劃系統(tǒng)ERP(Enterprise Resources Planning) 與底層基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)PCS(Process Control System)存在溝通不暢,當(dāng)生產(chǎn)中出現(xiàn)擾動時,信息得不到及時反饋,具體功能不能在控制層執(zhí)行;另外生產(chǎn)中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)、工藝調(diào)整、排班調(diào)度等都由人工操作,大大地降低了效率和管理水平。制造執(zhí)行系統(tǒng)(ManufacturingExecutionSystem) MES系統(tǒng) (www.hzjux.com)軟件就是在這樣的背景需求下應(yīng)運而生。美國先進制造研究機構(gòu)(AdvancedManufacturing Research,AMR)提出了制造行業(yè)的ERP/MES系統(tǒng)軟件/PCS三層企業(yè)集成模型。

MES系統(tǒng)軟件是位于ERP與PCS之間的信息管理系統(tǒng),起到了承上啟下的橋梁作用,填補了上下兩層之間信息溝通的鴻溝,主要負責(zé)生產(chǎn)管理和調(diào)度執(zhí)行,通過控制包括物料、設(shè)備、人員、流程和環(huán)境在內(nèi)的所有資源來提高競爭力。企業(yè)接到訂單后MES系統(tǒng)軟件可以對生產(chǎn)過程進行優(yōu)化管理,保證及時交貨,提高生產(chǎn)回報率;有不確定情況發(fā)生時,MES系統(tǒng)軟件能夠及時響應(yīng),根據(jù)具體情況對異常情況進行處理,保證生產(chǎn)連續(xù)進行。MES系統(tǒng)軟件的雙向通訊極大地提高了生產(chǎn)指令下達的準(zhǔn)確及時性,增強了企業(yè)生產(chǎn)力。

隨著全球經(jīng)濟的一體化,半導(dǎo)體光電子企業(yè)如果要在激烈的市場競爭中立足,就必須提高自身適應(yīng)能力,滿足客戶瞬息萬變的需求,所以建立一個完整的MES系統(tǒng)軟件,提高信息溝通能力,是企業(yè)發(fā)展的必要條件,也受到業(yè)界越來越廣泛的關(guān)注。

1、應(yīng)用現(xiàn)狀

MES系統(tǒng)軟件產(chǎn)品主要分為三類,分別是軟件供應(yīng)商提供、企業(yè)自主開發(fā)、企業(yè)與科研院所共同開發(fā)。而按照行業(yè)來劃分,主要分為半導(dǎo)體、電子、航空、汽車、石化、冶金、煙草等行業(yè),迄今為止,還沒有一套MES系統(tǒng)軟件產(chǎn)品能夠適應(yīng)于所有領(lǐng)域。與流程工業(yè)以及半導(dǎo)體行業(yè)完善的MES系統(tǒng)軟件體系相比,半導(dǎo)體光電子行業(yè)的MES系統(tǒng)軟件研究起步較晚,針對這一行業(yè)生產(chǎn)特點的成熟軟件比較少,很多中小企業(yè)自己開發(fā)系統(tǒng)進行生產(chǎn)管理,沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)在一定程度上制約了行業(yè)的發(fā)展

1.1 軟件應(yīng)用

目前市場上成熟的MES系統(tǒng)軟件產(chǎn)品都是針對硅片生產(chǎn),如IBM 公司的SIView,AppliedMaterials公司的FAB30、WorkStream、PROMIS和FactoryWorks,以上MES系統(tǒng)軟件產(chǎn)品都不能直接用于光電子器件生產(chǎn),因此涌現(xiàn)了一批新生套件,推動了光電子器件的生產(chǎn)信息化。

我國光電子器件MES系統(tǒng)軟件 起步較晚,有代表性的公司包括巴陸科技AMES系統(tǒng)軟件、奧比特OrBit-MES系統(tǒng)軟件等。OrBit-MES系統(tǒng)軟件構(gòu)建于中國自有知識產(chǎn)權(quán)的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)平臺之上,基于MES系統(tǒng)軟件A/ISA-S95標(biāo)準(zhǔn),通過批次過程控制,將同步數(shù)據(jù)采集技術(shù)應(yīng)用于企業(yè)內(nèi)部物流的全線追溯、制造工程配置、生產(chǎn)及品質(zhì)過程控制,填補了生產(chǎn)現(xiàn)場到ERP 間的信息鴻溝。OrBit-MES系統(tǒng)軟件的實施為光電元器件制造商NewFocus提升了企業(yè)的管理水平,同時該產(chǎn)品也應(yīng)用到了太陽能行業(yè)如BP太陽能等。由于實施對象數(shù)量不多,許多企業(yè)擔(dān)心國內(nèi)MES系統(tǒng)軟件產(chǎn)品的性能,于是有了在已有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行二次實施開發(fā)的方式。

此類MES系統(tǒng)軟件應(yīng)用的典型包括日銀(IMP)、上海新進半導(dǎo)體(SBCD)等公司,由于公司規(guī)模比較大,需求很明確,市場上的軟件不適合其生產(chǎn)特點并且價格昂貴,因此IT部門自主研發(fā)了MES系統(tǒng)軟件。這種做法的好處在于MES系統(tǒng)軟件上線后非常符合實際需求,維護、升級、拓展容易,缺點在于要投入大量的人力和時間,平均耗時在一年以上。

1.2 半導(dǎo)體光電子器件生產(chǎn)特點

與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體生產(chǎn)相比,半導(dǎo)體光電子器件的生產(chǎn)有以下特征:

1)規(guī)模小。由于全球?qū)怆娮悠骷男枨罅恳欢?,與半導(dǎo)體生產(chǎn)線相比,光電子器件規(guī)模較小,同類型的機臺數(shù)量少,一旦某臺機臺故障,將有可能造成整條生產(chǎn)線停產(chǎn),造成很大損失,因此對設(shè)備的維護、定期保養(yǎng)很重要。

2)周期短。硅片在生產(chǎn)線上的平均加工周期為十幾天到幾十天,典型的加工流程需要幾百步,而光電子器件生產(chǎn)周期為兩天到三天,典型的加工流程幾十步,這就要求生產(chǎn)調(diào)度有一定的靈活性,短時間內(nèi)能夠調(diào)整從而指導(dǎo)生產(chǎn)。

3)半自動。半導(dǎo)體生產(chǎn)多為全自動,通過一段時間的生產(chǎn)可以統(tǒng)計分析出不同設(shè)備、不同產(chǎn)品的良率,而光電子器件存在大量的手工作業(yè),影響產(chǎn)品良率的穩(wěn)定并進一步造成庫存壓力,因此MES系統(tǒng)軟件要能夠合理安排作業(yè)人員,并充分考慮庫存量。

4)多批次。半導(dǎo)體為大批量生產(chǎn),一個訂單的數(shù)量巨大,而光電子器件多為小批量,針對客戶的特殊需求,產(chǎn)出特定的功率、波長的產(chǎn)品,這就使得設(shè)備在生產(chǎn)中頻繁調(diào)整參數(shù),因此投料控制極為重要。

5)非標(biāo)準(zhǔn)。半導(dǎo)體各產(chǎn)品用料可依據(jù)經(jīng)驗,而光電子器件涉及到非標(biāo)夾具,導(dǎo)致lead-time各不相同,因此MES系統(tǒng)軟件對這種輔助資源調(diào)度要做到合理的控制和優(yōu)化。

1.3 MES系統(tǒng)軟件功能模塊

如果說生產(chǎn)流程是正向的物流,那么MES系統(tǒng)軟件可實現(xiàn)反饋信息流。一個合適的MES系統(tǒng)軟件上線,對于半導(dǎo)體光電子器件制造會產(chǎn)生很大的改善與幫助,這就需要MES系統(tǒng)軟件在現(xiàn)場監(jiān)控、計劃規(guī)劃和數(shù)據(jù)管理三方面起到推動作用。

1.3.1 現(xiàn)場監(jiān)控
MES系統(tǒng)軟件要能夠覆蓋到整個工作流,按照實際情況記錄每一步動作的數(shù)據(jù),顯示設(shè)備工作狀態(tài),使得管理人員更加容易的控制生產(chǎn)。同時,MES系統(tǒng)軟件對各項使用條件、參數(shù)應(yīng)具有指導(dǎo)提醒作用,并對過程參數(shù)監(jiān)控,實現(xiàn)無紙化操作,起到減少錯誤、節(jié)約時間的作用。

1.3.2 計劃規(guī)劃
通過MES系統(tǒng)軟件,管理者可以全面的掌握在制品情況,了解庫存信息,處理異常工況;當(dāng)顧客需求變化時快速反應(yīng),輔助及時調(diào)整生產(chǎn)規(guī)劃,改善作業(yè)績效。

1.3.3 數(shù)據(jù)管理
在光電子器件生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生很多設(shè)備參數(shù)數(shù)據(jù)和半成品測試數(shù)據(jù),MES系統(tǒng)軟件要對這些數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理,形成一個知識庫,通過不斷的積累挖掘指導(dǎo)將來的生產(chǎn)加工,為設(shè)備維護、產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品改進提供支持。

MES系統(tǒng)軟件A (國際MES系統(tǒng)軟件聯(lián)合會)對MES系統(tǒng)軟件的功能模塊及與其他系統(tǒng)的關(guān)系進行了總結(jié),針對半導(dǎo)體光電子器件的生產(chǎn)特點,光電子器件MES系統(tǒng)軟件應(yīng)具有以下的功能模塊:

1)在制品(WIP)管理。在制品,通常是指原材料在經(jīng)過部分制造工藝后,還沒有成為最終產(chǎn)品或者還沒有經(jīng)過質(zhì)量檢驗,因而還沒有進入到成品倉庫的部分。對在制品的管理包括監(jiān)控它當(dāng)前的加工狀態(tài)、計劃規(guī)劃中的狀態(tài)以及處于整個工作流中的狀態(tài)。

2)設(shè)備管理。對生產(chǎn)過程中的設(shè)備以及器具進行管理,分為靜態(tài)和動態(tài)兩個部分。靜態(tài)部分設(shè)備管理要實現(xiàn)記錄設(shè)備的編號、用途、各種加工情況運行參數(shù)以及責(zé)任人等,動態(tài)部分為明確工作狀態(tài)及運行狀態(tài),在出現(xiàn)異常情況時及時維修,并做維修記錄。

3)生產(chǎn)計劃管理。根據(jù)客戶訂單的生產(chǎn)數(shù)量和完成時間,系統(tǒng)下達生產(chǎn)指令,包括每個工序的具體任務(wù),每個任務(wù)的參數(shù),每臺設(shè)備的工作時間,加工規(guī)格及數(shù)量等信息,當(dāng)出現(xiàn)異常情況時,能夠及時調(diào)整計劃,完成訂單。

4)庫存管理。庫存管理主要包括原材料的庫存管理和產(chǎn)品的庫存管理。通過查詢原料庫存,可以知道它的供應(yīng)商以及規(guī)格,通過查詢產(chǎn)品庫存,可以了解從物料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品所有經(jīng)過工序的批號、責(zé)任人和質(zhì)量編號,能夠為全程質(zhì)量跟蹤及企業(yè)高效率地管理庫存提供規(guī)范,全面提高工作效率和質(zhì)量。

5)工程數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)計過程控制(SPC)。工程數(shù)據(jù)采集覆蓋生產(chǎn)制造過程中的各種數(shù)據(jù)信息,包括生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品定額、生產(chǎn)進度、質(zhì)量數(shù)據(jù)、設(shè)備負荷、在制品加工狀態(tài)等。SPC利用統(tǒng)計方法利用采集的數(shù)據(jù)對過程中的各個階段進行控制,從而達到改進與保證質(zhì)量的目的。SPC確保制造過程持續(xù)穩(wěn)定、可預(yù)測,起到提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力、降低成本的作用。

6)訂單跟蹤。通過采樣時間點設(shè)備的物料生產(chǎn)以及轉(zhuǎn)移加工情況跟蹤現(xiàn)場物流情況,包括作業(yè)開始、結(jié)束時間,批次的數(shù)量、位置,作業(yè)設(shè)備消耗、運行參數(shù),產(chǎn)品或者半成品的所有加工責(zé)任人,同時,記錄質(zhì)量監(jiān)控數(shù)據(jù)。

7)文檔管理。存儲及管理各種生產(chǎn)、質(zhì)量、工藝文檔,在車間現(xiàn)場或質(zhì)量管理中,調(diào)用相關(guān)文檔,為工作提供指導(dǎo)參考。

8) 質(zhì)量管理。質(zhì)檢過程對制造過程各階段的質(zhì)量數(shù)據(jù)進行采集,通過實時的測試數(shù)據(jù),對故障記錄進行分類分析,對設(shè)備、工具、儀器的定期復(fù)檢,提供對產(chǎn)品質(zhì)量狀態(tài)的全程跟蹤、質(zhì)量歸零管理、質(zhì)量成本管理。質(zhì)量管理為企業(yè)在建立質(zhì)量保證體系過程中提供信息化的輔助支持,提供對質(zhì)量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析的工具。

2、發(fā)展方向

在我國,流程工業(yè)MES系統(tǒng)軟件已經(jīng)日漸趨于成熟并逐漸普及,但是面向半導(dǎo)體光電子器件行業(yè)的MES系統(tǒng)軟件軟件在開發(fā)與應(yīng)用方面還比較薄弱。由于半導(dǎo)體光電子制造技術(shù)的發(fā)展和信息系統(tǒng)的推動因素,一些新的需求也在不斷涌現(xiàn)出來,未來光電子行業(yè)的MES系統(tǒng)軟件應(yīng)在以下幾個方面進行完善:

1)模型規(guī)范性。對于半導(dǎo)體光電子器件行業(yè)的MES系統(tǒng)軟件模型,目前國際以及國內(nèi)的研究剛剛起步,建立一個符合國際標(biāo)準(zhǔn)并符合行業(yè)特點的模型是系統(tǒng)開發(fā)實施的前提,因此在理論方面有所突破將推動光電子行業(yè)的MES系統(tǒng)軟件的發(fā)展。

2)系統(tǒng)兼容性。由于MES系統(tǒng)軟件處于信息系統(tǒng)的中間,起到上下溝通的作用,因此半導(dǎo)體光電子行業(yè)MES系統(tǒng)軟件應(yīng)具有通用的接口,可以與任何廠商的軟件進行通信,打造無障礙信息平臺。構(gòu)造可重構(gòu)、可擴展、可交互、可集成的MES系統(tǒng)軟件是未來半導(dǎo)體光電子行業(yè)MES系統(tǒng)軟件發(fā)展的一個重要方向。

3)調(diào)度優(yōu)化性。半導(dǎo)體光電子生產(chǎn)線是一個復(fù)雜的混合重入調(diào)度問題,其計算復(fù)雜性為強NP-hard。目前很多MES系統(tǒng)軟件的調(diào)度還是人工輸入,不能達到最優(yōu)的效果。因此如何建立調(diào)度模型并構(gòu)造有效的優(yōu)化算法指導(dǎo)生產(chǎn),是需要解決的技術(shù)難點。

4)動態(tài)實時性。半導(dǎo)體光電子器件行業(yè)是個典型的離散行業(yè),它的新產(chǎn)品開發(fā)頻繁,生產(chǎn)中各制造過程的關(guān)聯(lián)性很強,作業(yè)計劃變更的幾率非常大,隨時面臨插單、材料短缺、市場需求變化等問題,因此需要MES系統(tǒng)軟件具有動態(tài)實時性,能夠?qū)@些不確定性及時做出快速響應(yīng),保證平穩(wěn)高效生產(chǎn)。

3 結(jié)論

應(yīng)用MES系統(tǒng)軟件能夠促進半導(dǎo)體光電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,如果能夠吸收現(xiàn)有系統(tǒng)的成功經(jīng)驗,開發(fā)出適應(yīng)于我國光電子企業(yè)的MES系統(tǒng)軟件軟件產(chǎn)品,滿足企業(yè)對業(yè)務(wù)過程可集成性、可擴展性和可靠性的要求,實現(xiàn)PCS- MES系統(tǒng)軟件 -ERP的緊密集成,進而提出我國半導(dǎo)體光電子行業(yè)MES系統(tǒng)軟件的技術(shù)規(guī)范與實施標(biāo)準(zhǔn),對提升我國光電子行業(yè)信息化水平,增強與國際先進企業(yè)競爭的能力,都具有著重要的意義。


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