通过更好的数据可视化,提高运营效率

利用 SmartFactory Material Control 和 APF Reporter,为数据驱动型决策制作简单、一致且具有视觉吸引力的图表。

作者: John Robinson
Data Visualization

在我之前担任自动化物料搬运系统 (AMHS) 经理和自动化技术开发负责人期间,我参加过晶圆厂的“运营总结”会议,每位模块负责人需提出影响晶圆厂运营的相关问题。 在那些会议中,当处理三家不同的半导体公司的工作时,我发现这些不同的晶圆厂之间的一个共同之处——数据 可视化的一致性问题。 他们的数据存在一些共性,其中包括晶圆厂 30 天报告,显示每小时搬送 (MPH)、总搬送时间、随时间推移的 Paretos 警报以及按 bay 排序的存储利用率。

本文着重介绍 30 天的 AMHS 报告。 目的是在一张 30 天趋势价值图表上,一目了然地看出共性和异常情况。 图 1 是我在大多数晶圆厂看到的典型的图表报告。

Figure 1 30 Day Dashboard
图1: 典型的30天趋势的图表报告,显示每天的搬送时间和搬送计数

图 1 中的图表报告由 x 轴、右轴和左轴构成,具体定义如下。

  • 底部的 x 轴表示回顾的时间,在本例中为 24 小时搬送统计数据的 30 天趋势。
  • 右轴显示通过消除异常值(顶部 5% 的时间)得到的平均搬送时间和第 95 百分位数搬送时间。 这在图中用两条折线表示,是 AMHS 优化中最基本的 KPI 指标。 它是工厂中存储优化效率和搬送的派工产能的滞后指标。 当然,关注的重点放在搬送时间趋长的异常值上。 这些趋势通常需要在运营总结会议中向管理层解释说明。 异常值有时与即将上线的新设备或 AMHS bay 相关,通常表明需要更好地组织上游存储地点或改进排程逻辑,以确保物料存储在更靠近设备的地方,从而缩短搬送时间。
  • 左轴显示每 24 小时总搬送量 (MP24),用一个叠加图显示三种搬送类型:储料机-储料机、储料机-设备以及设备-设备。 叠加的总数表示在 24 小时内的总搬送数。 叠加图是有趣的可视化数据,因为我们可以从中获取随时间推移的搬送类型趋势的线索。 例如,有些日期送入存储的量明显增多,而另一些日期向设备的搬送量更大。 这些趋势通常与工厂特定的里程碑相一致,可以根据需要突出显示。
解释这些图表元素——MP24、日均搬送时间以及 30 天趋势——十分重要,因为这样我们就能意识到它的价值。 例如,某位晶圆厂经理可能想知道,为什 么与其他日子相比 ,9 月 19 日的平均搬送时间飙升,这里您可以向运营团队回答具体原因,比如新产品导入 (NPI)、初制晶圆运行新测试或新 bay 上线。 通常,第95百分位数搬送时间与平均搬送时间之间的差距还可能表明,在特定日期可能出现了瓶颈,或某些偶发干扰导致了此事件,这可以在每日趋势中查看。
如果我们同意此图表具有价值,并普遍用在大多数运营总结中,那么接下来我将展示我们如何在 CLASS MCS 5® 中创建此图表,然后用 APF Reporter 将其可视化。

第1步 – 搬送分析

我们需要首先定义什么是搬送,并从 AMHS 的角度清楚理解构成一个搬送的所有要素。 图 2 显示了在一座 300mm 半导体工厂中进行搬送的详细拆解——从最初申请到搬送完成。

Figure 2 Move Anatomy
图2 搬送的拆解和事件触发要素

在图 2 中,总搬送时间是发生的几个事件的合并,尤其是等待分配、检索和搬送时间的总和。 另一个关键点是搬送的定义。 搬送从请求制造执行系统 (MES) 搬送开始,以天车 (OHT) 的搬送完成事件为结束。 这里要特别指出的是,从储料机到设备的搬送是一次整体层面的完成搬送(从 MES 的角度来看),同时意味着我们会有两次微设备搬送(一次从储料机,一次从天车)。 区分 MES 搬送和设备搬送是我们如何在物料控制系统 (MCS) 统计数据表中存储此信息的关键所在。

第2步 – 数据组织

接下来便是这一切的秘密武器——数据组织。 CLASS MCS 5 数据存储结构(如图 2 中的搬送拆解示意图所示)将全部包含在一个名为 SCARMOVE_SUMMARY 的表格中。 此表列出了我们客户用户组给出的意见和反馈,其中我们达成统一的存储组织策略。 该表格类似于如图 3 所示的表格。

Figure 3 Scarmove
图3: SCARMOVE SUMMARY 表示例

此表会列出搬送的所有相关元素:MES 请求时间、载具分配时间、到达时间、搬送时间、命令 ID 等等。 需要构建这类图表的工厂数据分析师很快就会意识到其价值。 一份表格即可集中列出搬送拆解步骤中的所有数据,是 SmartFactory Material Control (CLASS MCS 5) 的独特成果。

第3步 – 数据可视化

现在是精彩亮相的时刻——完成数据的可视化。 有了所有经过适当定义、归类并存储在一份数据库表格中的搬送要素,我们现在能够利用 CLASS MCS 5.14 版本的 MCS 搬送时间报告模板,使用 APF Reporter 工具。 APD Reporter 模板在设计时已经考虑了我们的用户,考虑到他们需要参加的运营总结会议。 图 4 显示了使用 APF 创建的示例图表。
Figure 4 Delivery Time Report
图4: 使用 APF Reporter 工具创建的 MCS 搬送时间报告

近年来,我们的客户一直在寻求这项报告功能,现在,用于创建此图表的 APF 模板将于 2023 年 3 月随 MCS 5.14 版本一起提供。

准备好联系我们,了解更多有关此图表或其他图表的信息以提高生产效率吗?

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