MES在半導體生產(chǎn)管理中的應用

引言

隨著日益激烈的市場競爭和客戶需求的多樣化，半導體 制造企業(yè)必須適應信息化時代特點，將生產(chǎn)工藝制造過程與信 息化有效結(jié)合，實現(xiàn)在線控制，從而優(yōu)化生產(chǎn)工藝，降低成本， 縮短周期，提高質(zhì)量，提供差異化產(chǎn)品和服務。

MES即是為實現(xiàn)以上目標而專門設計的生產(chǎn)控制軟件系 統(tǒng)，能夠根據(jù)宏觀數(shù)據(jù)計劃，指揮生產(chǎn)現(xiàn)場的過程控制系統(tǒng) 進行生產(chǎn)，對現(xiàn)場信息進行工藝管理、物流管理、質(zhì)量管理、 生產(chǎn)進度跟蹤管理、設備運行監(jiān)督及控制等生產(chǎn)管理和調(diào)度 執(zhí)行。當前，MES在半導體制造行業(yè)中已成為提高企業(yè)核心 競爭力的主要組成部分，是半導體制造企業(yè)必不可少的核心系 統(tǒng)。

MES的定義

MES (Manufacturing Execution System，制造執(zhí)行系統(tǒng) / 生產(chǎn)實施系統(tǒng))是面向車間的生產(chǎn)過程管理與實時信息系統(tǒng)。 它主要解決車間生產(chǎn)任務的執(zhí)行問題。

MES將生產(chǎn)活動進行優(yōu)化，可提供從訂單投入到產(chǎn)品完 成的整個過程所需的信息。MES將生產(chǎn)現(xiàn)場發(fā)生的信息正確、 實時地向現(xiàn)場操作者或管理者報告，通過及時地應對生產(chǎn)環(huán) 境，減少無附加值的生產(chǎn)活動，從而提高生產(chǎn)效率，改善生 產(chǎn)條件，減少庫存周轉(zhuǎn)、按要求準時出貨、增加生產(chǎn)毛利及現(xiàn) 金流量等效益；同時，在企業(yè)與供應鏈之間提供一個雙向的 生產(chǎn)信息流，通過MES能夠“透明地看到”制造現(xiàn)場，并根 據(jù)制造現(xiàn)場的變動，及時制定工程計劃，實時下達作業(yè)指示, 進而準確預測交貨期，安排調(diào)整加班計劃等。

MES的發(fā)展歷程

20世紀80年代末，美國的先進制造研究機構(AMT) 首先提出MES的概念；1992年，美國成立以宣傳MES思想和產(chǎn)品為宗旨的貿(mào)易聯(lián)合會，即MES國際聯(lián)合會(MESA International) ； 1997年，MESA發(fā)布修訂后的6個關于MES 的白皮書，對MES的定義與功能、MES與相關系統(tǒng)間的數(shù) 據(jù)流程、應用MES的效益、MES軟件評估與選擇以及MES 發(fā)展趨勢等問題進行了詳盡的闡述；1999年，美國國家標準 與技術研究所(NIST)在MESA白皮書的基礎上，發(fā)布有關 MES模型的報告，將MES有關概念標準化。

國內(nèi)工業(yè)信息化基本上是沿著西方工業(yè)國家的軌跡前進。 最早的MES是20世紀80年代寶鋼建設初期從西門子公司引 進；90年代初期，開始對MES以及ERP進行跟蹤研究、宣 傳或試點，而且曾經(jīng)提出了“管控一體化”，“人、財、物、產(chǎn)、 供、銷”等頗具中國特色的CIMS、MES、ERP、SCM等概念, 但僅限于總結(jié)、歸納、宣傳、堅持或者提煉、提升還不夠，發(fā) 展勢頭不快。

從2002年開始，國家863科研計劃已將MES系統(tǒng)作為 重點發(fā)展項目，并出臺了具體的扶持辦法，從戰(zhàn)略高度上給予 重視，確定了 “工業(yè)化帶動信息化、信息化促進工業(yè)化”的發(fā) 展戰(zhàn)略。目前，幾乎絕大多數(shù)大學和工業(yè)自動化研究單位, 甚至于國家、省、市級政府主管部門都開始跟蹤、研究MES。 從中央到地方，從學會到協(xié)會，從IT公司到制造生產(chǎn)廠等, 都卷入到MES熱潮之中。

MES功能模塊

目前半導體業(yè)界廣泛使用的MES系統(tǒng)主要包含13個子 模塊，其各部分功能概述如表1所列。

MES應用分析

從生產(chǎn)實際效果來看，在半導體制造行業(yè)引入MES系 統(tǒng)，可有效地降低工藝設備誤操作、減少生產(chǎn)線的在制品數(shù)量、 縮短生產(chǎn)周期，從而提高設備利用率、提升產(chǎn)品質(zhì)量與合格率、 達到增加產(chǎn)出、增加銷售收入的目的。

對于半導體制造企業(yè)來講，MES生產(chǎn)應用可歸納為以下幾個方面：

實時管控生產(chǎn)狀況：導入MES系統(tǒng)，生產(chǎn)管理單位 能夠?qū)崟r管控在制品的生產(chǎn)狀況，為管理階層實時提供各種 生產(chǎn)和質(zhì)量報表；

快速查找分析問題：應用工程數(shù)據(jù)采集EDC模塊和 品質(zhì)分析報表，快速找出制程存在的主要問題與產(chǎn)品主要缺 陷，進而加以改善，達到產(chǎn)品質(zhì)量提升的目標；

提升信息回應速度：對于在制程中所產(chǎn)生的各種品 質(zhì)相關紀錄，可在客戶查詢時即時回復，針對批次或物料的 追溯，在系統(tǒng)中有明確的歷史紀錄，以節(jié)省未來查詢時的反應速度。品管可藉由上述資訊于短時間內(nèi)追溯生產(chǎn)品質(zhì)資訊以 回應客訴，并匯總品質(zhì)報表以供管理階層審查。

根據(jù)美國MESA協(xié)會的調(diào)查統(tǒng)計，MES實施對生產(chǎn)、 經(jīng)營、管理、產(chǎn)品等方面的提升效果顯著，表2所列是MES 實施效果統(tǒng)計分析表。

由上述分析可知，將MES信息系統(tǒng)應用于生產(chǎn)制造活 動全過程，實現(xiàn)工業(yè)化與信息化的有效融合，可以通過及時、 準確的信息，指導、啟動、響應并記錄生產(chǎn)活動的各個環(huán)節(jié), 從而能夠?qū)ιa(chǎn)條件的變化做出迅速響應，減少非增值活動, 縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)制造過程的質(zhì)量與合格率。同時, MES還可以改善設備投資回報率，有助于加快庫存周轉(zhuǎn)、實 現(xiàn)及時交貨、提高收益和現(xiàn)金流等績效。

5 結(jié) 語

MES 的運用，可將企業(yè)的生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理與信息化相融合，推進企業(yè)管控一體化建設，實現(xiàn)對生產(chǎn)全過程的有效提醒、迅速反饋、質(zhì)量控制、可追溯性，易于遠程辦公、經(jīng)驗傳承 ；不僅可以節(jié)約成本、提高產(chǎn)出效率、經(jīng)濟效益明顯，而且搭建了工業(yè)和信息化交流的綜合平臺，以信息化指導現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)全過程，將進一步縮小國內(nèi)外技術差距，因此得到了國家政策的大力支持和推廣。

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