MES在半导体生产管理中的应用
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作者: 耿凯鸽
摘 要：MES将生产过程与信息化有效结合，具有实时管控生产状况、快速查找分析问题、提升信息回应速度的三大应用特点，对于优化生产工艺、节约制造成本、缩短生产周期、提高产出效率等 效果显著，得到了国家政策的大力支持和推广。
关键词：MES；生产管理；半导体
中图分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2014）08-0087-03
0 引 言
随着日益激烈的市场竞争和客户需求的多样化，半导体制造企业必须适应信息化时代特点，将生产工艺制造过程与信息化有效结合，实现在线控制，从而优化生产工艺，降低成本，缩短周期，提高质量，提供差异化产品和服务。
MES即是为实现以上目标而专门设计的生产控制软件系统，能够根据宏观数据计划，指挥生产现场的过程控制系统进行生产，对现场信息进行工艺管理、物流管理、质量管理、生产进度跟踪管理、设备运行监督及控制等生产管理和调度执行。当前，MES在半导体制造行业中已成为提高企业核心竞争力的主要组成部分，是半导体制造企业必不可少的核心系统。
1 MES的定义
MES（Manufacturing Execution System，制造执行系统/生产实施系统）是面向车间的生产过程管理与实时信息系统。它主要解决车间生产任务的执行问题[1]。
MES将生产活动进行优化，可提供从订单投入到产品完成的整个过程所需的信息。MES将生产现场发生的信息正确、实时地向现场操作者或管理者报告，通过及时地应对生产环境，减少无附加值的生产活动，从而提高生产效率，改善生产条件，减少库存周转、按要求准时出货、增加生产毛利及现金流量等效益；同时，在企业与供应链之间提供一个双向的生产信息流，通过MES能够“透明地看到”制造现场，并根据制造现场的变动，及时制定工程计划，实时下达作业指示，进而准确预测交货期，安排调整加班计划等。
2 MES的发展历程
20世纪80年代末，美国的先进制造研究机构（AMT）首先提出MES的概念；1992年，美国成立以宣传MES思想和产品为宗旨的贸易联合会，即MES国际联合会（MESA International）；1997年，MESA发布修订后的6个关于MES的白皮书，对MES的定义与功能、MES与相关系统间的数据流程、应用MES的效益、MES软件评估与选择以及MES发展趋势等问题进行了详尽的阐述；1999年，美国国家标准与技术研究所（NIST）在MESA白皮书的基础上，发布有关MES模型的报告，将MES有关概念标准化。
国内工业信息化基本上是沿着西方工业国家的轨迹前进。最早的MES是20世纪80年代宝钢建设初期从西门子公司引进；90年代初期，开始对MES以及ERP进行跟踪研究、宣传或试点，而且曾经提出了 “管控一体化”，“人、财、物、产、供、销”等颇具中国特色的CIMS、MES、ERP、SCM等概念，但仅限于总结、归纳、宣传、坚持或者提炼、提升还不够，发展势头不快。
从2002年开始，国家863科研计划已将MES系统作为重点发展项目，并出台了具体的扶持办法，从战略高度上给予重视，确定了“工业化带动信息化、信息化促进工业化”的发展战略[2]。目前，几乎绝大多数大学和工业自动化研究单位，甚至于国家、省、市级政府主管部门都开始跟踪、研究MES。从中央到地方，从学会到协会，从IT公司到制造生产厂等，都卷入到MES热潮之中。
3 MES功能模块
目前半导体业界广泛使用的MES系统主要包含13个子模块，其各部分功能概述如表1所列。
4 MES应用分析
从生产实际效果来看，在半导体制造行业引入MES系统，可有效地降低工艺设备误操作、减少生产线的在制品数量、缩短生产周期，从而提高设备利用率、提升产品质量与合格率、达到增加产出、增加销售收入的目的。
对于半导体制造企业来讲，MES生产应用可归纳为以下几个方面：
（1）实时管控生产状况：导入MES系统，生产管理单位能够实时管控在制品的生产状况，为管理阶层实时提供各种生产和质量报表；
（2）快速查找分析问题：应用工程数据采集EDC模块和品质分析报表，快速找出制程存在的主要问题与产品主要缺陷，进而加以改善，达到产品质量提升的目标；
（3）提升信息回应速度：对于在制程中所产生的各种品质相关纪录，可在客户查询时即时回复，针对批次或物料的追溯，在系统中有明确的历史纪录，以节省未来查询时的反应速度。品管可藉由上述资讯于短时间内追溯生产品质资讯以回应客诉，并汇总品质报表以供管理阶层审查。
根据美国MESA协会的调查统计，MES实施对生产、经营、管理、产品等方面的提升效果显著，表2所列是MES实施效果统计分析表。
由上述分析可知，将MES信息系统应用于生产制造活动全过程，实现工业化与信息化的有效融合，可以通过及时、准确的信息，指导、启动、响应并记录生产活动的各个环节，从而能够对生产条件的变化做出迅速响应，减少非增值活动，缩短生产周期，提高生产制造过程的质量与合格率。同时，MES还可以改善设备投资回报率，有助于加快库存周转、实现及时交货、提高收益和现金流等绩效。
5 结 语
MES的运用，可将企业的生产制造、经营管理与信息化相融合，推进企业管控一体化建设，实现对生产全过程的有效提醒、迅速反馈、质量控制、可追溯性，易于远程办公、经验传承；不仅可以节约成本、提高产出效率、经济效益明显，而且搭建了工业和信息化交流的综合平台，以信息化指导现代工业生产全过程，将进一步缩小国内外技术差距，因此得到了国家政策的大力支持和推广。
参 考 文 献
[1]百度文库.制造执行系统，制造业信息化建设技术报告[R]. 华中科技大学，2012.
[2]百度文库.M?E?S?技?术?发?展?趋?势?及?国?内?外?发?展?现?状[EB/OL]. [2012-06-13 ]. http：//wenku.baidu.com/link？url=EYeYlOlxxRBPQMNb53UdSqJf6JzzGm5gH3Fds5qM3Dn0uzSW6O-w0jtPFMb2yKJ7ciDx4ENC5pa4reA1bKEyB-CPHrBfCGsPz76XN1eBsVy.
[3]潘美俊，饶运清. MES现状与发展趋势[J]. 中国制造业信息化， 2008（9）： 47-50.
[4]何月华. 半导体行业MES的研究与应用[D]. 上海：上海交通大学，2007.
[5]高雪雪. 半导体制造业MES数据输入模块化的实例研究[J]. 东方企业文化， 2011（22）：196-198.
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