在迈向全自动化的征程中,您的工厂处于哪个阶段?在本系列视频中(第2篇,共3篇),您将了解全自动在半导体后道封装测试中的作用,并探索其路线图,及如何使用 SmartFactory 解决方案实现全自动。
文稿
欢迎观看我们在半导体封装/测试领域实现全自动的主题网络研讨会的第二个视频。在本期视频中,我们将诠释“全自动”的定义并展示其在应对生产制造挑战方面的作用。首先,简要回顾一下工业发展的历史。
当我们回顾工业1.0时,共同的主题一直是使用现代技术来提高生产效率。到了工业4.0,这一趋势仍在继续,随着工业物联网、高级分析和机器学习的发展,生产效率不断提高。当然,不同的人对于工业4.0和智能制造的理解可能不尽相同。
它可能意味着:自组织制造、自动化物料搬运、工业计算、计划/调度和派工、质量管理和端到端的供应链管理。智能制造包含了上述的所有功能,可分为自动化决策、自动化执行和自动化物料处理三大部分。但是,当我们说“全自动”时,又指的是什么呢?我们将“全自动”定义为:无需人工干预即可搬送、加工和交付物料的能力。
实现全自动需要使用和集成 CIM 软件和硬件系统;CIM软件系统也就是俗称的计算机集成制造系统。我们在全自动生产制造方面有三个主要目标:自动化决策、自动化执行和自动化物料处理。
让我们更深入地研究每一个目标。第一,自动化决策。在这里,我们看到了应用材料公司 SmartFactory CIM 解决方案以及它们是如何融入到制造的生态系统中的。
每一块拼图都是用于实现或提供自动化决策的。例如,在工厂生产效率领域,Scheduling 和 Dispatching 套件使用来自 MES 系统和其他来源的数据以确定最佳的排程方案,在恰当的时间使用最合适的设备来加工批次。Maintenance Management 解决方案可以用于确定设备维修时间何时到期或是否已逾期,并自动采取适当的措施,例如通知设备工程师同时将设备转成计划停机状态。
在工艺质量方面,当收集的数据超出配置的控制范围时,SPC 套件将自动出发适当的纠正措施。Run-to-Run 解决方案将会自动优化设备的配方参数,以提高 CPK 并减少报废率。下一步,自动化执行。
这可以通过应用材料公司 SmartFactory FullAuto 解决方案来实现。SmartFactory FullAuto 是一种自动化执行系统,通过执行基于事件的先进的工厂自动化工作流,来提高工厂的生产效率并消除设备的空窗期。这些工作流根据工厂的作业规范来进行客制化,可同时考虑多个标准,并处理许多异常情况。
SmartFactory FullAuto 缩短了生产周期、降低了可变性并减少了所需的专业操作员数量,不仅提高了工厂生产效率,也使得工厂获利增多。最后,让我们聊聊自动化物料搬运。
诚然,对于300毫米晶圆厂来说,这个目标更为直接,这里只有一种类型的物料:晶圆——以及装载晶圆的标准化载具 FOSB 和 FOUP,还有在设备和存储位置之间移动这些标准化载具的天车系统。在封装测试工厂,我们遇到的情况将会更为复杂,这是因为在从来料(晶圆)到成品(一卷封装 IC 或最终封装模块)的生产过程中,在制品的形状及其物料载体会发生多次改变。图的左上角是在半导体晶圆厂中使用的物理载具,在图的右边,我们可以看到在封装/测试工厂中使用的许多物料。
各种非标准化的载具给自动化物料处理带来了很大的挑战——但这是一个值得解决的问题,特别是那些产能巨大的工厂,考虑潜在投资回报因素:增加产量、降低成本、提高良率等。在下一个视频中,我们将更多地讨论如何应对这一挑战。让我们分阶段来逐步实现全自动。
在接下来的几张幻灯片中,您将看到从全手动流程(蓝色)到半自动流程(黄色),再到全自动化流程(绿色)的升级过程。
起初,您可能只是在手动模式下运行 MES 系统,即便如此,无纸化也能让您感受到 MES 系统的好处。
接下来,您的公司要对全自动的愿景和计划达成一致。
第三,接下来部署 Maintenance Management、Durables Management 和 Recipe Management 等解决方案。这些解决方案当然是很有价值的,它们为未来的自动化奠定了基础。
在第4步,实施 SmartFactory Equipment Automation。导入这个系统后,我们可以在设备上自动收集数据和进行一些基本功能的操作,如配方选择、入机台和出机台。
接下来,我们关注载具的可追溯性,例如 SmartFactory Material Control 以及为载具和设备添加载具存储和 RFID 标签——这当然会提升自动化的能力。
在第6步,部署 SmartFactory Dispatching。它使用来自 MES 系统和其他系统的数据来决定批次下一步去哪里以及设备加工哪个批次,从而最大限度地提高生产效率。迈向全自动的最后一步。
在第7步,我们部署 Advanced Process Control 解决方案,包括:SPC、Fault Detection 和 Run-to-Run 套件。我们在前面已经讨论了 SPC 和 Run-to-Run 的价值,除此之外,Fault Detection 套件能够在设备生产过程影响产品质量之前就对设备问题进行快速响应。
接下来在第8步,部署 SmartFactory FullAuto,几分钟前我们在自动化执行的目标中已经对它做了简要的介绍。
在第9步中,管理层将能看到全自动的投资回报潜力,可以通过使用 SmartFactory Simulation 来做部分地展现。
接下来的第10步和第11步,我们关注设备基础设施的变化,为实施自动化物料搬运系统(如天车系统和自动导引运输车)铺平道路。当然,在封装/测试工厂中,非标准化的物料处理将会给全自动带来一些障碍。
我们将在下一个视频中进一步讨论这个问题。在第11步,我们实现了 “全自动” 制造和三个主要目标:自动化决策、自动化执行和自动化物料处理。当然,总是有改进的余地,因此我们总是提倡持续改进。
请观看下一个视频,我们将讨论实现“全自动“过程中遇到的障碍以及应对之策。感谢观看。