BlossimAMES：敏捷制造管理軟件

MES項目方案書

內容

1方案說明.........................................................................6

1.1方案的組成部分..............................................................6

2解決方案.........................................................................7

2.1需求分析....................................................................7

2.1.1工藝流程.............................................................7

2.1.2在制品...............................................................7

2.1.3生產安排.............................................................8

2.1.4制造過程.............................................................8

2.1.5質量.................................................................9

2.1.6設備.................................................................9

2.1.7物料................................................................10

2.1.8勞動力..............................................................10

2.2第一階段...................................................................11

2.2.1系統目標............................................................11

2.2.2MES功能應用......................................................11

2.2.3功能應用概要........................................................12

產品定義管理......................................................12

工藝流程定義......................................................12

2.2.3.3生產資源管理......................................................13

生產進度管理......................................................14

2.2.3.5車間現場管理......................................................14

在制品管理........................................................15

SPC.................................................................................................................15

2.2,3.8配送管理..........................................................15

2.2.3.9查詢統計報表......................................................15

0KPI...................................................................................................................16

1用戶管理..........................................................16

2系統管理..........................................................16

2.3第二階段...................................................................17

2.3.1系統目標............................................................17

2.3.2功能應用...........................................................17

2.3.3功能應用概要.......................................................17

質量管理..........................................................17

2.3.3.2生產資源管理.......................................................18

2.3.3.3生產進度管理.......................................................18

2.3.3.4倉庫管理...........................................................18

3數據收集方法...................................................................19

3.1必須錄入的數據.............................................................19

3.2系統自動生成...............................................................19

3.3條碼.......................................................................19

3.4從數據終端獲得.............................................................20

3.5從設備獲得.................................................................20

3.6手工錄入...................................................................20

4MES系統功能...................................................................21

4.1產品定義管理...............................................................21

4.1.1物料主數據.........................................................21

4.1.2規格基礎............................................................21

4.1.3物料查詢............................................................22

4.2工藝流程管理...............................................................23

4.2.1工藝基礎定義........................................................23

4.2.2標準工藝定義........................................................24

4.2.3產品流程設定........................................................24

4.2.4版本管理............................................................24

4.2.5工藝流程查詢........................................................24

4.3生產資源管理...............................................................26

4.3.1資源定義............................................................26

4.3.2狀態設定............................................................26

4.3.3FAB監視...........................................................27

4.3.4資源管理............................................................28

4.3.5資源異常處理........................................................28

4.3.6PM管理.............................................................29

4.4生產進度管理...............................................................30

4.4.1生產訂單............................................................30

4.4.2訂單產品編輯........................................................30

4.4.3生產安排............................................................30

4.4.4訂單查詢統計........................................................30

4.5在制品管理................................................................32

4.5.1WIP初始化.........................................................32

4.5.2批次操作.............................................................32

4.5.3批次查詢...........................................................33

4.5.4批次跟蹤...........................................................34

4.5.5生產追溯...........................................................35

4.6車間現場管理...............................................................37

4.6.1作業指派...........................................................37

4.6.2作業執行...........................................................37

4.6.3數據收集...........................................................38

4.6.4其他功能入口.......................................................38

4.7質量管理...................................................................39

4.7.1質量基礎...........................................................39

4.7.2異常處理...........................................................40

4.7.3異常統計...........................................................40

4.8SPC.................................................................................................................................42

4.9配送管理...................................................................44

4.10權限管理...................................................................44

4.10.1用戶管理...........................................................44

4.10.2角色管理...........................................................44

4.10.3資質管理............................................................44

4.11系統管理...................................................................45

4.12報表.......................................................................46

4.12.1報表...............................................................46

4.12.2數據挖掘...........................................................48

4.13KPI..................................................................................................................................49

4.14倉庫管理...................................................................50

4.14.1基礎定義...........................................................50

內部存儲...........................................................50

物流用途..........................................................50

供應鏈企業........................................................50

4.14.2庫存管理...........................................................50

庫存初始化........................................................51

物料入庫..........................................................51

物料出庫..........................................................51

物料移庫..........................................................51

庫存盤點..........................................................52

檢驗..............................................................52

4.15查詢統計...................................................................52

5系統軟件結構....................................................................54

5.1軟件技術...................................................................54

5.2軟件構架...................................................................54

6系統硬件結構............................55

6.1結構簡圖...................................................................55

6.2服務器配置.................................................................55

6.2.1服務器平臺軟件......................................................55

6.2.2服務器主要硬件配置..................................................55

6.3客戶端配置.................................................................57

6.3.1客戶端平臺軟件......................................................57

6.3.2客戶端主要硬件配置..................................................57

6.3.3客戶端其它硬件......................................................57

7系統集成........................................................................58

7.1.1MES提供的標準接口................................................58

8項目管理........................................................................60

8.1項目計劃...................................................................60

8.2項目組織...................................................................61

8.2.1客戶成員............................................................61

8.2.2公司實施成員........................................................61

8.3項目實施...................................................................63

8.3.1項目流程............................................................63

8.4質量與進度控制.............................................................64

8.4.1進度控制............................................................64

8.4.2管理性報表.........................................................64

9進度計劃........................................................................65

1方案說明

1.1方案的組成部分

方案書主要內容包含下列部分:

?MES系統開發

?解決方案

?數據收集方法

?MES系統功能說明

?系統軟件結構

?系統硬件結構

?系統集成

?項目管理

?進度計劃

2解決方案

根據提出的需求，結合Blossim在工導體行業的經驗我們認為本項目的MES

系統需實現的管理目標包括：

?規范并結構化產品、工藝流程

?提高對現場在制品的管控

?提高企業生產安排的合理性

?提高產品的質量管控程度

?加強對物料以及現場物流的管控

?提高質量問題反饋的及時度

?加強對設備、治工具等的管理

?提高對生產、質量數據的分析

?實現物料-制造過程全面追溯本章節將結合本公司系統針對需求以及半

導體行業特點提出分階段實施的解決方案。

2.1需求分析

針對提出的需求以及半導體制造業的特點，Blossim認為可以主要歸納為以

下幾個方面。

2.1.1工藝流程

半導體工藝流程包含的工序多，對應于不同產品的工藝流程都有所不同。

個同樣的工序對不同產品可以采用不同的工藝條件，實現的工藝目標、使用

的設備、材料等都會有區別。同時產品的工藝流程并非固定的而是需要根據

產品的試流、小量、批量期的要求進行調整。因此會產生如卜的需求：

?能夠在系統中自定義標準流程、產品流程

?能夠靈活的調整產品流程

?對工藝流程進行版本管理

?在流程中靈活定義工序作業的設備、條件、規范值、作業指導、作業標

淮工時等。

?能夠查詢工藝流程、工藝條件、版本等信息

?在工藝流程變動后更新在制品的流程

2.1.2在制品

半導體制造過程中的在制品難以從硅片上的芯片的圖形明確Lot的品種/通

過裝載硅片的片盒上的標識來管理。此外芯片制造的整個過程僅在幾個區域

中流轉，這樣導致在制品在Buffer中堆積后難以被管理。在Buffer中的堆

積的在制品的品種、作業流程、作業條件、序的工藝目標等都會有所不

同。

在制品Lot的工藝流程在實際作業過程中有可能發生變更，作業條件、物料、

治工具等都有可能發生變更。

由于上述的主要原因會產生如下需求：

?分批，合批，Batch管理（如多批次同爐管氧化工藝），返工批，暫停，預

暫停Lot等操作管理。

?批次流程變更

?批次返工流程

?批次的作業條件變更

?批次的品種變更

?在線批分布統計：產品在各工序堆積情況；各工序批次堆積情況（如經

PED測試滯留3天提示，7天報警）。

?批次的異常暫停

?宜詢批次的流程

?宜詢批次的作業記錄

?受詢批次的流程變更記錄

?直詢在制品的分布情況

?查詢在制品批次的狀態

2.1.3生產安排

半導體生產的安排與調度是非常復雜的一件事情。為了保證設備的利用率以

及均衡的產出，一般在制品數量會保持在產出量的2.5倍至3倍之間，這

樣導致在制品的數量眾多。因此半導體企業會產生如卜.的需求：

?需要能夠按品種分批進行投產

?需要能夠根據產能模擬計算產出時間

?需要能夠及時了解生產訂單的進度。

?需要能夠區別不同優先級的批次，并且監視最高優先級批次的生產進度

?需要比對理論生產進度與實際生產進度的差異

?對生產進度進行統計分析

?對產能進行統計分析

?投入產出表、各工序段、工序產量統計、產品產出量統計

2.1.4制造過程

芯片的制造過程中包括了幾百個環節，一個普通的CMOS工藝的芯片需要進

行二十多道光刻。制造過程中的設備、人員、工具、工裝、物料等都有可能

對產品的良率產生影響。

整個制造過程還包括了眾多的檢驗工序，檢驗工序的檢驗結果是判定前面工

序作業是否合格的依據，同時也是進行數據分析的依據。

好保證產品的良率，制造人員要能夠按照正確的作業方式，根據正確的作業

條件，選用正確的設備，在正確的E寸間對批次進行加工。

現場批次的及時調度是提高生產率的另一項保證。

因此，對制造過程管理方面會有如下需求：

?記錄批次的作業時間、人員、設備、物料、工裝信息

?記錄批次的檢驗數據

?記錄批次的作業數據（如實際溫度、電流、電壓等）

?指導作業人員在正確的設備上用正確的條件與工裝進行作業

?根據優先級控制批次的流速

?指導作業人員選擇正確的批次進行加工

?管理人員能夠指派作業

?批次流程的調整能夠被及時的反映的作業現場

?能夠實現制造信息的全面追溯

?能夠實現對產品作業流程順序的管理

?能夠控制作業人員的操作資質

質量管理貫穿了芯片制造的整個過程。嚴格的質量管控與質量問題處理流程

2.1.5質量

是半導體行業的特點。只有這樣才能夠保證在幾百步的工序加工完成后獲得

高的良品率。而良品率直接關系到企業的制造成本，1%的良率提高可能會帶

來幾百萬的利潤。

因此半導體制造企業對質量管理方面的需求主要包括：

?當檢驗、測試結果不合格時自動異常報警，并停止批次的后續作業

?當批次的作業過程數據出現問題時自動報警，并停止作業

?當質量問題發生時對質量問題處理的全過程進行記錄以及控制

?SPC管理

?統計分析檢驗、測試數據

?統計分析產品良品率，工序良品率

?統計分析異常處理的批次、硅片的狀態

?統計分析異常（不良）責任、原因、現象

?統計分析異常處理效率

設備是半導體生產最重要的生產資源。生產成本中的一大部分是設備的折舊，

如何管理好設備提高設備的利用率是很重要的。因此企、也對設備管理的需求

會包括：

2.1.6設備

?設備狀態監視

?設備維護計劃（PM）

?設備維護記錄

?設備故障的處理及分析

?設備OEE分析

?設備參數分析

?設備加工量統計

?設備部件管理

2.1.7物料

芯片生產的主要物料是硅片，但是化學試劑、靶材、特種氣體等的品質對?芯

片最后的制造結果也會產生重要的影響。雖然企業的物料并沒有電子裝配行

業復雜，但是種類品種也是較多的。很好的管控物料及其使用對于提高產品

良率也起到關鍵的作用。

此外產成品在未封裝前期性能容易受到存放處的環境的影響，需要對產品的

庫存同樣進行管理。

由此半導體企業要求物料的管控主要包括：

?物料庫存管理

?物料檢驗

?物料現場的配送（上料）管理

?物料的使用限制

2.1.8勞動力

勞動力主要指作業人員。作業人員也是生產管理的一個重要組成部分。在非

全自動生產線的企業，作業人員的能力高低會對產品的制造進度、質量等產

生較大的影響。在實際情況中許多不良實際是由于人為操作失誤而導致的。

因此從勞動力管理的角度，企業需求主要包括?：

?作業人員權限管理

?作業人員資質管理

?作業人員的作業歷史統計分析

?作業人員產量統計分析

?事故責任統計

2.2第一階段

2.2.1系統目標

本階段實現的目標包括：

?建立企業的基礎物料數據

?結構及規范化工藝流程

?建立工序與物料的對應信息庫

?建立生產資源基礎信息（含設備、工裝、專業工人）

?實現制造流程的靈活調整與及時傳遞

?規范化生產計劃安排

?實現車間作業流程卡自動生成

?實現車間作業的信息化管控

?實現實時生產調度（工單、批次的停止、加速生產的傳達）

?實現對現場物料配送過程的管挖

?SPC管理

?實現對生產制程的統計分析

2.2.2MES功能應用

第?階段需要采用的系統功能包括：

?產品定義管理

?生產資源管理

?工藝流程管理

?生產進度管理

?車間現場管理

?在制品管理

?SPC

?配送管理

?查詢、統計、報表

?KPI

?權限管理

?系統管理

BlossimA-MES系統是按照ISA95結構建立的產品化的系統，通過系統各

項功能的組合來對應解決來自I?企業的不同需求。這樣的系統結構方式能夠

適應企業日后的需求的擴展，而不需要再對系統的結構進行調整。

本章節內涉及的功能將在“MES功能”章節中作進一步闡述。

2.2.3功能應用概要

2.2.3.1產品定義管理

?物料主數據定義能協助用戶建立并規范物料與產品分類結構、基本屬

性（名稱、編碼、

計量單位等）、產品與物料的規格與檢驗標準、物料的供應商基本信息，

實現產品主數據的統一管理。

建議產品主數據資料的建立可以以目前主要產品（量產品）為基礎，先

建立相關物料的分類結構。

再在分類基礎上設定具體的基本屬性，名稱、計量單位必需設定。使用

目前使用中的名稱與單位即可，

最后確定物料的供應商，以及規格要求等信息。可對基礎規格設定需要

管控的規格設定管控范圍。對于非強制性的、主要用于監測的規格可以

不設定管控范圍。

?規格基礎通過模塊的規格庫功能，用戶能將各種產品規格分類統

一管理。規格的分類建議為單層結構，如：電學性能、外觀、化

學性能等。確定規格的數值類型，如：CD的類型為數值型。

2.2.3.2工藝流程定義

?標準工藝

通過工步（可以不設定）一工序一工序段一流程的定義過程建

立結構化的工藝流程基礎數據。通過定義工序的工藝目標能明確給作業

人員的標準作業指導。通過建立工序與作業單元以及Recipe的關系明

確了在不同作業條件下各工序可以使用的生產資源。

對「流程定義中的工序設定主要以對制造過程管控要求為依據。系統中

的工序可以不必與實際的作業站完全一致。原則是對工藝不穩定、質量

要求高的產品的流程盡量設定到實際的每一步作業工序；主工序、問題

多發工序和檢驗工序一定要在系統中設定。系統中流程的工序設定數量

會影響到管理成木，設定越細管理成本越高但管控效果越好；工序覆蓋

作業范圍越寬管理成本越低，相應管控效果會下降。

工藝條件與作業單元、以及Recipe可以根據現有資料逐步完善，對于難

以明確的可以先設定虛擬數據，后期調整。

?產品流程通過以基礎流程定義為依據的產品流程定義，用戶能夠建立

獨立的產品

制造流程。用戶可以定義產品流程中的工序物料從而建立工藝與原輔材

料之間的對應關系。用戶可以定義工序需要收集的數據（包括檢驗數據），

這樣系統能夠指導用戶記錄或自動篩選出需要管控的過程和質量數據，

并在超出規格時能夠及時反饋或協助用戶的判斷和處理。

產品流程定義可以選擇由工序組成完整流程也可以導入基礎流程或其它

產品流程。建議采用后一種方式在導入基礎上進行調整可以減少實際工

作量。

工序物料設定時必須對主要物料進行設定，建立對應關系，否則將影響

到追溯性。對于生產輔料可以根據其重要性有選擇的設定，一般依據對

產品質量影響大小為原則。建議在系統運行初期可以暫不設定輔料，根

據系統反饋的統計信息逐步增加。

2.2.3.3生產資源管理

?資源定義

在車間一工作中心一作業單元3個層級上定義主生產資源及其屬性。

設定作業單元對應的Recipe。作業單元是一個綜合概念，它泛指用于

產品某步加工的工作單元。作業

單元可以是設備、也可以是一個崗位。

如：可以設定CVD101,也可以設定一個虛擬的設備MA101(Material

Acceptance101)

?過程數據基礎定義基礎的作業過程中需要的收集的數據及其屬性。用

戶可以在任何時

候調整、增加、刪除數據收集的項目。

數據收集項目可以包括制造過程的收集項：可以包括控制項A

以及檢驗判定項目：具體可定義的項目包括：項目名稱/編

號、描述、單位、類型。如：

項目描述單位類型

FilmThickness膜厚um數值

Bin2接觸測試-布爾型

?作業單元狀態

明確作業單元可能處于的各種狀態。為生產管控以及統計分析提供依據。

標準的作業單元狀態：待作業、作業、故障、準備

?部件管理部件基礎中定義須管控的部件名稱例如：探針卡，定義屬

性為工裝。設定工裝的使用次數限制或時間限制。

?部件查詢查詢并列出符合查詢條件的部件名，在使用工序，使用次

數，使用時間

等訊息。

?FAB監視

通過系統提供的FAB監視功能，能夠迅速了解制造現場實際的資源運行

狀況。并且可以鏈接查詢生產資源運行的歷史狀況。

?資源管理提供對資源運行歷史狀態的

統計分析。

2.2.3.4生產進度管理

?生產訂單

MES獲得生產訂單信息后將MES中定義的產品制造信息附加于訂單產

品V

用戶也可以通過創建生產訂單設定訂單的產品、數量、投入數量、產出

日期、投入日期等項目。

對于針對該訂單產品/半成品的設計變更、工藝變化等可以通過調整任務

單產品的制造基礎信息實現，而不會影響整個產品或已投產產品的基礎

信息。

?生產安排線長通過計劃分配的生產訂單信息在系統中安排產線生產。

批次安排到

生產線，訂單產品/半成品的制造基礎信息被附加于批次上。同時打印條

形碼。

?訂單統計查詢訂單的完成進度，查詢訂單下產品料件的生產進度，查

詢滿足特定

條件的訂單（例如：6月21日下達的所有訂單清單）

2.2.3.5車間現場管理

車間現場管理能夠提供管理人員安排作業、操作人員執行作業的立臺。

管理人員能夠通過作業指派功能指定生產批次到特定的生產單元作業或者給

特定的人員作業。

每道工序的作業都可采用指派執行、自派執行、直接執行三種方式主要的

依據是工序的重要度以及加工時間的長短。例：如果有多臺相同的設備，

為保證生產設備能平衡車間的生產負荷，可由

現場管理人員指派具體的生產單元或批次，以保證生產效率及穩定性。

例：如某道工序作業時間較短，就可采用直接掃描條碼，記錄開始及完成時

間。

數據收集主要通過作業人員的作業執行中的事件來觸發。通過作業執行功能

收集數據能夠獲得即時的數據從而保證了信息反饋的實時性。

2.2.3.6在制品管理

在制品管理能夠提供生產管理人員、技術人員、計劃人員實時控制在制品生

產的通路。

在制品管理提供了對于生產批次的流程調整、暫停、預設暫停、異常暫停、

拆分、合并、工序物料調整、工序數據收集內容調整等功能。

基于上述功能管理人員能夠及時地對變更、異常、例外事件進行處理（上述

任何操作確定后都會立刻傳遞到現場影響批次的作業）。

SPC

SPC-統計學流程控制。

質量管理的重要一環是預防性管理c通過SPC功能用戶能夠在出現異常之前

提前發現監控因素的不穩定趨勢，從而提前制止異常的發生。

例如：對于擴散檢驗代碼為RSPT113的工藝條件對應的RS參數進行SPC

管控，

例如：對于工序的良率進行監控，當良率低于設定值或波動幅度大于設定范

圍時系統采取提示、報警、停止作業等措施。

2.2.3.8配送管理

定義現場的存儲單元、載具的相關屬性。并通過入庫、出庫、包裝、現場存

儲等作業來完成物流的?系列操作C

配送管理通過出入庫、出庫單管理現場物料庫存的存儲。通過來料接受功能

初始化現場的物料，并且通過儲存管理來實現對載具、存儲單元的存儲數量

的限制。

2.2.3.9查詢統計報表

在上述功能的基礎上，系統能夠提供的以制造數據為主的各種查詢、統計、

報表，主要包括：

?批次查詢

?在制品分布表

?生產進度比較表

?質量異常分析

?批次物料查詢

?物料批次查詢

?直?元加工批次查詢

?生產訂單/任務單物料查詢

?作業單元加工量統計

?操作人員加工量報表

?良品率報表

?工序一次通過率報表

?設備利用率報表

?OEE報表

?各產線月（周、日）產量統計

0KPI

KPI指標是基于生產數據的基礎上對工藝、設備、制造、物料等方面的關鍵

績效指標進行統計分析提供決策支持。

2.2.3.11用戶管理

?權限管理通過權限管理能夠對企業的制造管理過程中的人員職權進

行明確的界

定。而MES系統通過系統的權限管理能限制不同角色的人員對系統的操

作范圍。

建議通過合理劃分建立各種業務角色后，通過角色來設定用戶的權限。

?角色管理按照實際的分工定義，'吏用系統的人員的不同角色。井設定角

色的權限。例如：設定系統管理員角色可以操作系統所有的功能。

?資質管理

設定用戶操作對不同生產資源、不同產品、不同工藝條件的作業資質。

2.2.3.12系統管理

系統管理的參數設定可以設定系統的各種參數，包括數據采集、打印等硬件

的驅動參數。

單位設定支持用戶自定義各種單位，以及各種單位之間的轉換關系。

2.3第二階段

2.3.1系統目標

本階段的目標包括：

?實現質量問題處理流程全面管理（檢測記錄、原因分析、處理、責任確

認）

?實現質量異常問題的及時反饋與重大問題的及時處理

?實現對庫存的全面管理

?實現設備、工裝的PM管理

?實現設備異常處理流程管理

?生產進度預測

?生產進度差異比較

2.3.2功能應用

第二階段需要涉及的功能包括：

?質量管理

?生產資源管理的部件管理

?生產資源管理的PM管理

?生產資源管理的資源異常處理

?生產進度管理的生產排程

?生產進度管理的生產進度差異

?倉庫管理