移動(dòng)MES 系統(tǒng)在半導(dǎo)體制造中的設(shè)計(jì)應(yīng)用闡述

柳欣呈

臨沂大學(xué)物理與電子工程學(xué)院 山東臨沂 276000

MES 系統(tǒng)也就是制造執(zhí)行系統(tǒng)，該系統(tǒng)旨在加強(qiáng)MRP 計(jì)劃的執(zhí)行功能。在制造生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)MES 系統(tǒng)聯(lián)結(jié)MRP 計(jì)劃與車間作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)管控制，提高整個(gè)制造生產(chǎn)管理的自動(dòng)化、智能化水平，確保生產(chǎn)線的安全穩(wěn)定水平。將MES 系統(tǒng)應(yīng)用于半導(dǎo)體設(shè)計(jì)制造具有十足的必要性。半導(dǎo)體制造業(yè)是一個(gè)典型的技術(shù)密集型科技制造行業(yè)，半導(dǎo)體制造過(guò)程是一個(gè)離散的制造生產(chǎn)過(guò)程，在半導(dǎo)體設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程中運(yùn)用MES 系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理，獲得生產(chǎn)車間內(nèi)的精準(zhǔn)信息并將其傳送給底層生產(chǎn)控制系統(tǒng)，使整個(gè)生產(chǎn)制造系統(tǒng)得以正常穩(wěn)定運(yùn)行[1]。

1 半導(dǎo)體設(shè)計(jì)制造中MES 系統(tǒng)的傳統(tǒng)應(yīng)用

1.1 應(yīng)用方式

進(jìn)入21 世紀(jì)后，半導(dǎo)體生產(chǎn)制造的信息化、數(shù)字化、智能化水平明顯提高，客戶管理系統(tǒng)、供應(yīng)商系統(tǒng)、GUI 系統(tǒng)、PROMISE 系統(tǒng)等被應(yīng)用于半導(dǎo)體生產(chǎn)制造過(guò)程，方便了工程師調(diào)度安排。如在某生產(chǎn)車間內(nèi)應(yīng)用GUI 系統(tǒng)后，基于B/S 架構(gòu)以及該系統(tǒng)的其它功能就能實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)車間流水線上各批次產(chǎn)品的管理；且在有限局域網(wǎng)的支持下實(shí)現(xiàn)廠區(qū)內(nèi)各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的互相關(guān)聯(lián)，這樣就使調(diào)度安排更加便利。在某半導(dǎo)體生產(chǎn)車間內(nèi)進(jìn)行封裝測(cè)試時(shí)，MES 系統(tǒng)的使用也使整個(gè)封裝測(cè)試過(guò)程大大減化。在作料完畢后，凈化間內(nèi)的作業(yè)人員可從產(chǎn)線走到車間臺(tái)式電腦上進(jìn)行快速過(guò)賬操作；在批次上架時(shí)將批次放入指定貨架并在臺(tái)式電腦上進(jìn)行上架入庫(kù)操作；在查詢批次狀態(tài)與機(jī)臺(tái)狀態(tài)時(shí)可通過(guò)特定的臺(tái)式電腦予以完成[2]。

1.2 存在缺陷

在傳統(tǒng)技術(shù)模式下，MES 系統(tǒng)中在線操作都是要通過(guò)臺(tái)式電腦完成，雖然這在一定程度上提高了半導(dǎo)體生產(chǎn)制造的先進(jìn)化程度，但也仍存在較多問(wèn)題。如使用臺(tái)式機(jī)操作時(shí)會(huì)出現(xiàn)賬料不符的情況。受客觀條件限制，凈化車間內(nèi)無(wú)法實(shí)現(xiàn)人手一臺(tái)電腦，而在幾人共用同一臺(tái)電腦的情況下就有可能出現(xiàn)賬料不符問(wèn)題。

在生產(chǎn)制造過(guò)程中，作業(yè)人員因無(wú)法在第一時(shí)間使用到電腦而造成過(guò)賬不及時(shí)問(wèn)題，出現(xiàn)批次作料與MES 轉(zhuǎn)賬不同步現(xiàn)象。這一問(wèn)題會(huì)給正常的生產(chǎn)活動(dòng)與管理秩序帶來(lái)很大影響。在傳統(tǒng)技術(shù)模式下，凈化間內(nèi)臺(tái)式電腦位置固定不變，電腦與作業(yè)機(jī)臺(tái)之間的距離較遠(yuǎn)，操作時(shí)需要工作人員數(shù)次往返，不是十分方便。并且每次操作時(shí)都需要重新切換GUI 賬戶，也需要刷新系統(tǒng)，這無(wú)形中造成了時(shí)間的浪費(fèi)，影響了作業(yè)效率。在傳統(tǒng)技術(shù)模式下，操作MES 系統(tǒng)時(shí)需要工作人員手動(dòng)鍵入批號(hào)，這也就加了大誤操作、批次信息失真失準(zhǔn)等問(wèn)題出現(xiàn)的可能性。

2 移動(dòng)MES 系統(tǒng)在半導(dǎo)體設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

PDA 也被稱為掌上電腦，按照具體的用途PDA 主要被分為兩類，消費(fèi)品PDA 與工業(yè)級(jí)PDA。在當(dāng)前的工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的主要是工業(yè)級(jí)PDA。隨著科技的發(fā)展，PDA 與MES 系統(tǒng)融合的趨勢(shì)也日益明顯，在PDA 中融入MES 系統(tǒng)后便能實(shí)現(xiàn)手持掃描輸入，這樣不僅減少了工作人員的工作量，提高了生產(chǎn)效率，而且也降低了出錯(cuò)率。

2.1 基于PDA 的移動(dòng)MES 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

在PDA 中，有先進(jìn)的Android 系統(tǒng)做基礎(chǔ)，因此在將其應(yīng)用到半導(dǎo)體設(shè)計(jì)與生產(chǎn)活動(dòng)中時(shí)，只需要采用Java 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的APP，然后在5G 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中接入PDA，將接入了PDA的5G 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入到半導(dǎo)體生產(chǎn)廠區(qū)的局域網(wǎng)中，這樣GUI系統(tǒng)與PDA 的數(shù)據(jù)交互就能實(shí)現(xiàn)。為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)技術(shù)模式的不足，在將移動(dòng)MES 系統(tǒng)應(yīng)用于半導(dǎo)體設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)，主要是采用HttpClient 方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，以此保證數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量與效率。在設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程中，首先通過(guò)POST 方式向GUI 傳遞參數(shù)，獲取數(shù)據(jù)文件（XML 格式），的然后對(duì)文件進(jìn)行解析，基于爬蟲(chóng)等技術(shù)手段獲取所需數(shù)據(jù)信息，并將該信息通過(guò)PDA 界面向用戶展示出來(lái)以便其查詢使用。在這一過(guò)程中，由GUI 對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理保存[3]。

2.2 移動(dòng)MES 系統(tǒng)各項(xiàng)操作流程

①Track In：進(jìn)行這項(xiàng)操作時(shí)，首先是輸入相關(guān)信息，如設(shè)備ID，產(chǎn)品批次號(hào)等。根據(jù)批次號(hào)從服務(wù)器獲得批次信息顯示，點(diǎn)擊Track In 按鈕進(jìn)行操作，操作過(guò)程中于數(shù)據(jù)庫(kù)中記入結(jié)果。②Track Out：操作時(shí)點(diǎn)擊相對(duì)應(yīng)的按鈕進(jìn)行正式操作，同樣將結(jié)果記入數(shù)據(jù)庫(kù)。③批次查詢：進(jìn)行批次查詢操作時(shí)首先輸入批次號(hào)，根據(jù)服務(wù)器顯示出的信息獲得包括片數(shù)、品種、狀態(tài)等在內(nèi)的各縣信息。④機(jī)臺(tái)狀態(tài)修改：在進(jìn)行該項(xiàng)操作時(shí)先輸入設(shè)備ID，然后通過(guò)服務(wù)器獲得設(shè)備的各項(xiàng)狀態(tài)信息，然后基于實(shí)際的狀態(tài)要求點(diǎn)擊修改按鈕進(jìn)行修改。修改完成后將結(jié)果記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)。⑤批次上架：進(jìn)行批次上架時(shí)需要輸入貨架號(hào)、批次號(hào)等，輸入完成后點(diǎn)擊“確認(rèn)上架” 按鈕，于指定貨架中增添該批次產(chǎn)品信息，在數(shù)據(jù)庫(kù)中記入信息[4]。

2.3 移動(dòng)MES 在凈化間的實(shí)際應(yīng)用

將5G 無(wú)線網(wǎng)作為移動(dòng)MES 系統(tǒng)運(yùn)行的前提條件，在半導(dǎo)體生產(chǎn)凈化間中鋪設(shè)一定數(shù)量的無(wú)線AP 點(diǎn)，讓凈化間中間層大部分區(qū)域被覆蓋。在生產(chǎn)過(guò)程中，如果AP 上綠色的指示燈閃爍，說(shuō)明沒(méi)有設(shè)備接入但整體狀態(tài)穩(wěn)定，如果藍(lán)色指示燈常亮說(shuō)明有設(shè)備接入整體狀態(tài)也良好穩(wěn)定。作業(yè)時(shí)，工作人員手持PDA 進(jìn)入凈化間，通過(guò)PDA 使用自己的工號(hào)登陸GUI 系統(tǒng)，然后根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行各項(xiàng)操作，在操作過(guò)程中不需要移動(dòng)位置，不需要改變?cè)O(shè)備以及等待電腦。由此可見(jiàn)，移動(dòng)MES 有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)技術(shù)模式的不足，不僅提高了工作效率而且保證了數(shù)據(jù)輸入的準(zhǔn)確性，確保了產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，移動(dòng)MES 系統(tǒng)具有技術(shù)先進(jìn)、操作靈活方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，在半導(dǎo)體制造中發(fā)揮著重要作用。在當(dāng)前背景下應(yīng)進(jìn)一步加大對(duì)其的研究、優(yōu)化與融合，將其更好地應(yīng)用到半導(dǎo)體制造中。