设备操作员、生产经理和工艺工程师都非常熟悉执行良好的产品流程所带来的挑战。而制造执行系统(MES)处理产品流程执行的许多方面,这在许多工厂中是至关重要的,配方管理功能(如配方正文管理和版本跟踪)或设备级别的配方下载和选择可能不可用。如果没有这些功能,配方管理将成为车间人员要处理的复杂任务。因此,制造商倾向于寻求自动化配方管理解决方案,以提高其效率、准确性和改进过程控制的能力。这对于半导体制造厂尤其如此,因为配方完整性和保密性至关重要,必须捕获配方数据以实现可追溯性,以满足质量合规性要求。

什么是配方管理?

在进一步讨论之前,为了本次讨论的目的,让我们简要地确定和定义一些与配方管理相关的术语和物流。当为特定产品执行生产订单时,该产品是基于一系列工艺步骤或“产品流程”制造的。产品流程中的每个工艺步骤都分配给特定的机器,并与指令集或“配方”相关联,详细说明产品加工程序的设备特定设置。开始一个工艺步骤时,确定产品进行加工,并根据该设备和产品的配方规范(如温度、压力、加工时间等)设置设备。然后将产品放置在设备上,进行处理,并排队进入下一个处理步骤。

利益

配方管理系统使设备操作员,生产经理和工艺工程师的工作更容易,更高效,更少的错误倾向:

利益

自动配方的选择

降低设备设置要求

配方主体的集中存储和管理

简化配方维护

自动化和数字化的质量管理工作

消除Misprocessing

配方管理系统使配方选择过程自动化,从而消除与配方选择相关的错误处理的可能性。

配方管理系统能够根据以下因素确定加工物料的正确配方:

  • 设备类型
  • 处理上下文
  • 设备能力

高级配方管理解决方案可将设备能力数据与处理规则集成在一起,以确保即使是能力降低的设备也能以最大能力运行。例如,考虑多腔室工具,其中一个腔室不起作用或具有有限的功能性。与其使整个设备无法使用,还可以进行配方调整,以最大限度地利用剩余的可用腔室以及功能有限的腔室。

提高产量和质量

配方管理系统可以利用来自先进过程控制(APC)系统的信息,增强基于特定阶段产品结果的实时、自动化过程调整能力,以改善产品质量和增加产量。

提高设备利用率和吞吐量

配方管理系统使用规则来确定给定情况下的最佳配方。例如,避免中间设备调节步骤,使用按顺序共享类似加工要求的配方组。当与事件驱动调度系统,制造商在减少设备安装时间、最大化设备利用率和提高吞吐量方面获得最大回报。

改善品质管理工作

质量管理工作旨在确保生产中使用的任何配方都经过适当的测试、审查和批准。手动执行这些工作可能会非常耗时和乏味。配方管理系统自动化和数字化配方版本控制以及配方审查和批准流程的文档。

简化配方维护

配方管理系统通过参数化和配方集中存储,简化了配方维护。

配方参数化

在制造业中,产品的多样性非常丰富,通常会产生多种配方来生产单一产品的多样性。另一种方法是使用配方管理系统,将配方总数减少到少量基线产品配方,参数允许传递值以实现给定产品所需的配方变化。好处是什么?对于给定的产品,只有一个配方需要维护,因此配方修改很容易。

集中的配方存储

集中配方存储提供生产设备对配方的全局访问。生产现场的一个常见场景可能是,当多台设备访问本地存储的配方时,需要修改和/或维护配方。在这种情况下,配方维护在每台设备上逐一进行。全局可访问性消除了本地配方维护的繁琐任务。

功能

最终,自动化RMS的特性和功能范围从基本到高度复杂,并可根据制造商的要求进行定制。除了自动选择配方外,RMSs还具有以下功能:

  • 控制和文档配方修改
  • 维护配方状态和版本
  • 管理用户权限

配方状态和版本控制

配方管理的复杂性随着配方本身复杂性的增加和/或当配方修改发生时而增加。例如,在产品流程的执行中,某些过程步骤需要进行质量评估。根据评估结果,可能需要调整配方。自动配方管理确保一旦配方调整和批准,批准的配方版本成为“活跃”。活动配方,通常被称为“黄金配方”,然后用于此流程步骤的所有后续产品流。

相反,可以确定某个特定配方版本会产生大量废料,不应该再使用。当与车间设备和MES集成时,自动配方管理系统(RMS)提供了确定性,即只有正确的配方将用于正在加工的材料的特定设备上。虽然这些是一些非常基本的示例,但是可以看到菜谱版本控制和验证的自动化处理的价值。

用户权限管理

建立用户权限是配方管理的一个重要方面。可以创建具有添加、修改和定义黄金食谱权限的用户组,而其他用户可能只有查看食谱的权限,并且只能从已批准或黄金食谱中进行选择。建立用户权限将防止无意和未经授权的修改配方更改,并提供一定程度的控制,以确保只选择黄金配方。

注意事项

自动化配方管理系统支持依赖于现有自动化基础设施的高级特性和功能。在实施具有上述所有功能和特性的RMS之前,您的生产环境至少应具备以下系统:

如果您工厂的要求不涉及这种复杂程度,则可以实施一个不太复杂的、按比例缩小的RMS解决方案,以提供配方选择、版本管理和其他需要的功能,并由车间现有的软件和硬件提供支持。正如所有的数字转换工作一样,重要的是首先仔细考虑对生产环境的短期和长期需求,然后选择最合适的解决方案。

周围的角色

SYSTEMA为半导体行业提供定制配方管理解决方案,这些解决方案与SYSTEMA的设备集成与自动化套件(EI套件)紧密集成。超过25年来,SYSTEMA一直围绕半导体制造商的独特要求开发和实施解决方案。