MES在半導體生產管理中的應用

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，將生產工藝制造過程與信 息化有效結合，實現(xiàn)在線控制，從而優(yōu)化生產工藝，降低成本， 縮短周期，提高質量，提供差異化產品和服務。

MES即是為實現(xiàn)以上目標而專門設計的生產控制軟件系 統(tǒng)，能夠根據(jù)宏觀數(shù)據(jù)計劃，指揮生產現(xiàn)場的過程控制系統(tǒng) 進行生產，對現(xiàn)場信息進行工藝管理、物流管理、質量管理、 生產進度跟蹤管理、設備運行監(jiān)督及控制等生產管理和調度 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) / 生產實施系統(tǒng))是面向車間的生產過程管理與實時信息系統(tǒng)。 它主要解決車間生產任務的執(zhí)行問題。

MES將生產活動進行優(yōu)化，可提供從訂單投入到產品完 成的整個過程所需的信息。MES將生產現(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環(huán) 境，減少無附加值的生產活動，從而提高生產效率，改善生 產條件，減少庫存周轉、按要求準時出貨、增加生產毛利及現(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思想和產品為宗旨的貿易聯(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，而且曾經提出了“管控一體化”，“人、財、物、產、 供、銷”等頗具中國特色的CIMS、MES、ERP、SCM等概念, 但僅限于總結、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、減少生產線的在制品數(shù)量、 縮短生產周期，從而提高設備利用率、提升產品質量與合格率、 達到增加產出、增加銷售收入的目的。

對于半導體制造企業(yè)來講，MES生產應用可歸納為以下幾個方面：

實時管控生產狀況：導入MES系統(tǒng)，生產管理單位 能夠實時管控在制品的生產狀況，為管理階層實時提供各種 生產和質量報表；

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

提升信息回應速度：對于在制程中所產生的各種品 質相關紀錄，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追溯生產品質資訊以 回應客訴，并匯總品質報表以供管理階層審查。

根據(jù)美國MESA協(xié)會的調查統(tǒng)計，MES實施對生產、 經營、管理、產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、響應并記錄生產活動的各個環(huán)節(jié), 從而能夠對生產條件的變化做出迅速響應，減少非增值活動, 縮短生產周期，提高生產制造過程的質量與合格率。同時, MES還可以改善設備投資回報率，有助于加快庫存周轉、實 現(xiàn)及時交貨、提高收益和現(xiàn)金流等績效。

5 結 語

MES 的運用，可將企業(yè)的生產制造、經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)對生產全過程的有效提醒、迅速反饋、質量控制、可追溯性，易于遠程辦公、經驗傳承 ；不僅可以節(jié)約成本、提高產出效率、經濟效益明顯，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)生產全過程，將進一步縮小國內外技術差距，因此得到了國家政策的大力支持和推廣。

20211221_61c1edffb6e4e__MES在半導體生產管理中的應用