Ein zentraler Ansatz für die Fabriksimulation
Steven Brown, Infineon Technologies
Frank Chance, Ph.D., FabTime Inc.
John Fowler, Ph.D., Arizona State University
Jennifer Robinson, Ph.D., FabTime Inc.
Abstrakt
In diesem Dokument werden die Ziele, Praktiken und Methoden des Factory Modeling and Simulation-Teams der Siemens Semiconductor Division beschrieben. Die Charta des Teams besteht darin, Leistungsmodellierungsfunktionen (Simulation, Kapazitätsanalyse und Kostenanalyse) in Fabriken im gesamten Geschäftsbereich zu implementieren, sowohl bei der Waferherstellung als auch im Back-End-Betrieb. Die Ergebnisse der jüngsten Modellierungsaktivitäten werden zusammen mit Simulationsanwendungen und einem hierarchischen Modellierungsansatz diskutiert. Die Autoren möchten Artikel wie diesen verwenden, um Diskussionen mit anderen Organisationen zu initiieren, die Modellierungstechniken zur Analyse der Fabrikleistung verwenden.
Integrieren von Kosten-, Kapazitäts- und Simulationsanalysen
Frank Chance, Ph.D.
FabTime Inc.
Abstrakt
In diesem Artikel diskutieren wir die Integration von Kosten-, Kapazitäts- und Simulationsanalysen. Die Kostenanalyse wird häufig als separate Aufgabe von Aktivitäten zur Kapazitäts- und Simulationsmodellierung behandelt. Einige wichtige Kosten-Leistungs-Kennzahlen auf Werksebene basieren jedoch auf detaillierten Berechnungen der Kapazitätsanalyse. Tatsächlich wurde ein Großteil der schwierigen Grundlagen für diese Berechnungen bereits mit vorhandenen Kapazitäts- und Simulationsanalysetools abgeschlossen. Wir sind der Ansicht, dass diese Aktivitäten auf ganz natürliche Weise zusammenpassen und ein vollständigeres Bild der Fabrikleistung liefern als isolierte Analysen. Darüber hinaus werden Kapazitäts- und Simulationsanalysetools zunehmend zur Unterstützung strategischer und taktischer Geschäftsentscheidungen eingesetzt. Diese Entscheidungen werden am häufigsten in Bezug auf ihre Auswirkungen auf das Endergebnis festgelegt. Daher müssen effektive Tools zur Entscheidungsunterstützung nicht nur in Bezug auf Kapazität und Zykluszeit, sondern auch in Bezug auf die Kosten sprechen.
Wir konzentrieren uns auf drei Kennzahlen zur Kosten- und Ertragsentwicklung auf Fabrikebene, nämlich den in US-Dollar bewerteten Durchsatz, den in US-Dollar bewerteten Lagerbestand und die Betriebskosten. Wir beschreiben die hinzugefügten Eingabeparameter Factory Explorer®, ein vorhandenes Tool zur Fabrikanalyse, das die Schätzung dieser Leistungsmessungen unterstützt. Mit einem zusätzlichen Parameter ist es auch möglich, eine detaillierte Produktkostenanalyse durchzuführen. Wir präsentieren einige Anwendungsbeispiele für dieses integrierte Analyserahmenwerk. Vorsichtshalber stellen wir auch ein Beispiel vor, bei dem die Verwendung der Produktkosten unter Ausschluss von Maßnahmen auf Werksebene zu nicht optimalen Ergebnissen führen kann. Wir schließen mit der Erörterung der Vorteile eines integrierten Frameworks für Kosten-, Kapazitäts- und Simulationsanalysen.
Validierung der Zykluszeiten von Simulationsmodellen bei Seagate Technology
Navdeep Grewal, Timbur Wulf, Alvin Bruska
Seagate-Technologie
Jennifer Robinson, Ph.D., FabTime Inc.
Abstrakt
In diesem Artikel wird die Validierung der Zykluszeiten in einem Fabriksimulationsmodell einer neuen Produktionsstätte für Wafer mit Aufzeichnungskopf bei Seagate Technology, Minneapolis, MN, beschrieben. Die Projektziele bestanden darin, festzustellen, welche Faktoren Zykluszeitdeltas zwischen dem Modell und der tatsächlichen Fabrik verursachten, und das Simulationsmodell mit Details zu versehen, um die Zykluszeiten der Realität näher zu bringen. Die Studie ergab, dass die wichtigsten Faktoren für das Zykluszeit-Delta die Anzahl der Werkzeuge, die Anzahl der Bediener, das Niveau der Bedienerübergreifenden Schulung und die Annahmen zu Nacharbeit, Ausfallzeiten und Geräteeinsatz waren.
Gute Antworten finden: Effektive Methoden zur Validierung komplexer Modelle
Frank Chance, Ph.D., Jennifer Robinson, Ph.D.
FabTime Inc.
Nancy Winter, Industriedesign & Konstruktion
Abstrakt
Die Modellvalidierung ist wie eine Reise zum Zahnarzt. Sie wissen, dass es notwendig ist, aber andere Aufgaben scheinen immer Vorrang zu haben. Das eigentliche Ereignis kann schmerzhaft sein, und es gibt immer ein Element der Unsicherheit über Probleme, die ans Licht kommen können. Aber nachdem es vorbei ist, haben Sie entweder ein sauberes Gesundheitszeugnis oder eine gute Idee, wo die wahren Probleme liegen. Und in Ihrem Herzen wissen Sie, dass diese Probleme eher früher als später angegangen werden. Die Validierung für Modelle zur Herstellung von Halbleitern und Elektronik ist aufgrund der Menge der beteiligten Eingabe- und Ausgabedaten besonders schwierig (einige würden sagen schmerzhaft). Gute Antworten erfordern jedoch gültige Modelle. In diesem Artikel präsentieren wir mehrere Fallstudien zur Modellvalidierung und beschreiben Validierungsmethoden, die wir als besonders effektiv befunden haben.
Unterstützung der Fertigung durch Simulation: Modelldesign, -entwicklung und -bereitstellung
Frank Chance, Ph.D., Jennifer Robinson, Ph.D.
FabTime Inc.
John Fowler, Ph.D., Arizona State University
Abstrakt
In diesem Dokument identifizieren und diskutieren wir die Funktionen, von denen wir glauben, dass sie der Schlüssel für den erfolgreichen Einsatz der Simulation als Werkzeug zur Unterstützung der Fertigung sind. Die Diskussion beginnt mit drei Beispielprojekten, die aus den Industrie- und Beratungserfahrungen der Autoren stammen. Anhand dieser Projekte als Motivation diskutieren wir das ideale Design, die Entwicklung und die Bereitstellung des Projektlebenszyklusmodells. Für das Modelldesign betonen wir die Bedeutung einer klaren und konsistenten Spezifikation, die in einem schriftlichen Dokument formuliert ist. Diese Spezifikation sollte Projektkunden, Ziele und Ergebnisse identifizieren. Als nächstes überprüfen wir eine Reihe von Modellentwicklungsoptionen und betonen die Existenz vieler Nicht-Simulationsalternativen. Wir diskutieren auch Methoden zur Modellverifizierung und -validierung. Schließlich betrachten wir die Schwierigkeiten bei der Modellbereitstellung, einschließlich der Analyse der Simulationsausgabe, der Datenpflege und der Modellintegration. Wir schließen mit mehreren Vorschlägen, wie Simulationsergebnisse am besten einem Managementpublikum präsentiert werden können.
Eine schnelle Modellierungstechnik für messbare Verbesserungen der Fabrikleistung
Andreas Peikert, Steven Brown und Josef Thoma
Infineon
Abstrakt
In diesem Artikel wird eine Methode zur schnellen Untersuchung von Problembereichen in Fabriken zur Herstellung von Halbleiterwafern erörtert, indem ein Modell nur für den interessierenden Produktionsbereich erstellt wird (im Gegensatz zu einem Modell des gesamten Fabrikbetriebs). Alle anderen Fabrikoperationen werden als „Black Boxes“ behandelt. Es werden spezifische Annahmen getroffen, um den Effekt des Wiedereintrittsflusses zu erfassen. Dieser Ansatz ermöglicht eine schnelle Beantwortung von Produktionsfragen zu Beginn eines neuen Simulationsprojekts. Die Methodik wurde auf eine Zykluszeit- und Kapazitätsanalyse des Photolithographievorgangs für Infineons Dresdner Waferfabrik angewendet. Die Ergebnisse dieser Simulationsstudie werden vorgestellt.
Messbare Verbesserungen der zykluszeitbeschränkten Kapazität
John Fowler, Ph.D., Arizona State University
Steven Brown, Hermann Gold, Alexander Schoemig
Infineon
Abstrakt
Diese Studie verwendet eine simulationsbasierte Analyse, um die Betriebspraktiken einer hochvolumigen Halbleiterfabrik mit mehreren Produkten zu bewerten, mit dem Ziel, potenzielle Bereiche für Produktivitätsverbesserungen zu finden, die zu einer quantifizierbaren Steigerung der Fabrikkapazität führen. Die Parameter Setup, Batching, Werkzeug- / Bedienereinsatz, Chargenfreigabe und Versandregel wurden untersucht. Die Analyse ergab, dass einige der aktuellen Betriebspraktiken der Fabrik von Vorteil waren, während eine Änderung anderer Praktiken die „zyklenzeitbeschränkte Kapazität“ um bis zu 12% erhöhen würde. Eine bedeutende Möglichkeit für potenzielle Verbesserungen für diese Fabrik besteht in der Implementierung einer strengen Richtlinie zur Vermeidung von Einstellungen. Die erste Implementierung in der eigentlichen Fabrik ist eine Lockerung des Einsatzes von Fotolithografiegeräten, die der Fabrik geholfen hat, die Zykluszeit und den Lagerbestand um 25% zu reduzieren.
Integration der gezielten Zykluszeitverkürzung in den Kapitalplanungsprozess
Navdeep S. Grewal, Timbur M. Wulf und Alvin C. Bruska
Seagate-Technologie
Jennifer Robinson, Ph. D., FabTime Inc.
Abstrakt
Dieser Artikel beschreibt die Entwicklung und Anwendung einer integrierten statischen Kapazitäts- und dynamischen Simulationsanalysemethode für den Kauf von Anlagenkapazität. Ziel der Studie ist es, in einer Produktionsstätte für Recording Head Wafer bei Seagate Technology, Minneapolis, MN, die Ziele für die Zykluszeit zu erreichen. Die kurze Produktzykluszeit in Verbindung mit der Wettbewerbsfähigkeit der Plattenlaufwerksbranche hat die Reduzierung der Zykluszeit zu einem der wichtigsten Ziele der Produktionskapazitätsplanung gemacht. In diesem Dokument wird eine Strategie für die Gerätebeschaffung beschrieben, bei der mithilfe der statischen Kapazitätsanalyse ein anfänglicher Ausrüstungssatz mit einer Variablen für niedrige Durchhangkapazitäten für jede Werkzeuggruppe ermittelt wird. Die Simulationsanalyse wird dann verwendet, um die kritischen Werkzeuggruppen zu identifizieren, die zu Zykluszeitverzögerungen beitragen. Das Team von Seagate Industrial Engineering verwendete das Simulationsanalysetool Factory Explorer® von Wright Williams & Kelly, Inc. um die Zykluszeitverkürzungsanalyse durchzuführen. Dieser gezielte Ansatz wird mit dem herkömmlichen statischen Kapazitätsplanungsansatz verglichen, bei dem Reservekapazitätspuffer von 20% oder mehr global angewendet werden, um dasselbe Ziel zur Reduzierung der Zykluszeit zu erreichen. Insgesamt hat sich der gezielte Ansatz hinsichtlich der Minimierung der Investitionsausgaben als effizient und auch in der Fabrik als effektiv erwiesen.
Effektive Implementierung von Strategien zur Reduzierung der Zykluszeit für die Halbleiter-Backend-Fertigung
Steven Brown, Jörg Domaschke, Franz Leibl
Infineon
Jennifer Robinson, Ph. D., FabTime Inc.
Abstrakt
Anhand von Discrete-Event-Simulationsmodellen wurde eine Studie durchgeführt, um die aktuellen Produktionsmethoden eines hochvolumigen Halbleiter-Back-End-Betriebs zu bewerten. Das übergeordnete Ziel bestand darin, potenzielle Bereiche für Produktivitätsverbesserungen zu finden, die zusammen eine um 60% kürzere Fertigungszykluszeit ergeben würden. In diesem Artikel werden die Simulationsmethodik und die Ergebnisse der Analyse der Montage-, Einbrenn- und Testvorgänge vorgestellt. Viele der identifizierten Empfehlungen können ohne zusätzliche Kosten für das Werk umgesetzt werden. Die wichtigsten Verbesserungsmöglichkeiten liegen im Bereich Test, der Systembeschränkung. Darüber hinaus reagiert das Modell äußerst empfindlich auf Änderungen des Personalbestands des Bedieners, was viele Back-End-Vorgänge genau widerspiegelt. Das Modell zeigt, dass die kumulative Auswirkung dieser Empfehlungen eine Reduzierung der durchschnittlichen Zykluszeit um 41% ist, was einen signifikanten Beitrag zum Gesamtziel darstellt.
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Rufen Sie noch heute an, um weitere Informationen zu erhalten Wright Williams & Kelly, Inc. Bereitstellung von Softwarelösungen zur Produktivitätsmessung und -steigerung seit 1991.