先进生产计划与调度

先进生产计划及调度(APS)

在半导体制造业中面临的挑战和机遇

张涛(英特尔，上海)/郑力(清华，北京)

12.2003

’03IE&EM

AdvancedPlanning/Scheduling(APS)inSemiconductorManufacturing:

ChallengesandOpportunitiesMikeZHANG(Intel,Shanghai)/LiZHENG(TsinghuaUniv.,Beijing)

1SupplyChain 供应链AdvancedPlanning/Scheduling(APS)先进生产计划及调度AdvancedPlanningSystemCaseStudy先进生产计划系统实例Agenda提纲2SupplyChain供应链AdvancedPlanning/Scheduling(APS)先进生产计划及调度AdvancedPlanningSystemCaseStudy先进生产计划系统实例Agenda提纲3SupplyChaininSemiconductorManufacturing半导体制造企业的供应链MaterialSupplier原材料供应商Retail销售CapitalEqptSupplier设备供应商Subcontractor分包商OEMProduction生产Distribution派送4Reduceinventories减少库存Movetobuild-to-order按订货制造Reduceplanningcycletime缩短计划制订时间Improvedeliveryperformance提高计划制订水平FocusontotalSupplyChainManagement(SCM)专注于供应链整体优化Collaborativeplanningandexecution整合计划和执行SCMTrendinSemiconductorManufacturing半导体制造企业供应链管理趋势5SupplyChain供应链AdvancedPlanning/Scheduling(APS)先进生产计划及调度AdvancedPlanningSystemCaseStudy先进生产计划系统实例Agenda提纲6PurchasingSupplyPlanSchedulingLogisticsPlanningOrderMgmtDemandPlanSupplyDistributionProductionProcessControlManufacturingExecutionSystemInfrastructuresSCMStrategicPlanReal-timeDispatchingVirtualFactoryPlanningSalesFrequencyMonth/QuarterWeek/MonthDay/HourMinuteSCMArchitecture供应链管理构架StrategyPlanExecutionSupplyChainManagement7SemiconductorIndustry:Challenges

产业现状：挑战Marketingenvironmentchangesdramatically.半导体产业市场变化剧烈。企业必须缩短市场反应时间，特别是生产计划的制定周期。Thecostofequipmentsisveryhigh.半导体装备成本极高。主要设备使用率的提高，能为公司节省巨额开支。Semiconductormanufacturingisamongthemostcomplexproductionproblemsencounteredtoday.半导体制造的复杂性和专业性，使其生产管理成为最具挑战的课题。ManyenterpriseslackexpertiseinIE/ORtoapplyAPS.优秀的生产管理系统需要先进工业工程（运筹）学成果支持。InChina中国国情：

NodomesticAPSprovider无国内APS提供者。国外APS提供者产品价格高，服务尚未本地化ProductionManagement:guesswork,manualwork生产管理：主观臆断、手工计算8Lackofsupplychainvisibility企业供应链透明度低Inefficientproduction/distributionplanningandexecution低效率生产/派送计划和执行LongresponsivenessTPT客户响应速度慢Lackofflexibility生产计划柔性差Lackofoptimization

生产计划优化程度差Pooron-timedelivery低及时交货率Highinventory,lowturnover高库存、低周转率Competingmanagementobjectives相互矛盾的生产管理目标ProductionManagement:CurrentStatus

生产管理现状9Solution(Resource:ITRS*)

解决方案（源自ITRS*）Significantimprovementsinfactoryplanning/schedulingarerequired.必须通过先进生产计划和调度系统来提高半导体制造的生产率Improvementsinfactoryforecastingandflexiblefactoryinformation/controlsystemsthatcanchangewithbusinessconditionsmustbedevelopedandimplemented.

必须改进工厂的需求预测，建立柔性的工厂信息和管理软件系统，使得工厂产能可以随着市场环境的改变而改变…schedulinganddispatching…mustbedevelopedtoimproveequipmentOEEandextendibility.

必须探索和发展生产调度和分派技术，以改进装备的利用率，提高工厂的可扩展性*InternationalTechnologyRoadmapofSemiconductor国际半导体技术路线图--半导体技术权威资料10DataSources(ROO)RoutingProductsBOMResourcesDemandDataStorage(ROR)APSSolverAPSSystemsPlanLong-RangeMid-RangeDaily/WeeklyChangeScheduleDispatchAPSArchitecture先进生产计计划及调度度之构架LP/MIPSimulation/Rule-basedJ2EE/.Net11UnifiedDataModel(UDM)统一数据模模型FastSolveSpeed快速求解MultipleLevelsofOptimization多层次优化化RapidImplementation易于实施HighReliability高可靠性Customer-OrientedSolution面向用户的的解决方案案Strengthof““What-if””Capability强大假设分分析能力AdvantageofAPS先进生产计计划及调度度之优势12SupplyChain供应链AdvancedPlanning/Scheduling(APS)先进生产计计划及调度度AdvancedPlanningSystemCaseStudy先进生产计计划系统实实例Agenda提纲13APSPlanningSystem““X”先进生产计计划系统“X”Assembly&TestManufacturingCapacityPlanningToolusedinmid-rangehorizon(nexthalfyear)芯片封装生生产计划决决策支持软软件系统ModelingSupplyChainfromAssytoTestwithinventorycontrol决定工厂的的设备投资资和库存水水平，是半半导体生产产控制及管管理软件中中最核心的的部分OptimizingVirtualFactory/subcontractors’capacitywithonedemandsignal整合优化工工厂内部和和外包商的的生产能力力14IndustryBenchmark行业对比CriticalSuccessFactorIndicatorRangeMedianBICAPSPlanningSystem“X”SpeedFrequencyWeekly-QuarterlyQuarterlyWeeklyWeeklyCycletime1–5days1day1day1hourAccuracyHorizon6months–2years6months6months6monthsEfficiencyToolExcel-LegacyExcelLegacyAPSResource:PricewaterhouseCoopers.Surveyedcompaniesinclude:Intel,TexasInstruments,Motorola,NEC,Fujitsu,NationalSemiconductor,Conexant,andFairchildSemiconductor15Benefitsof““X”SystemApplication““X”系统的优势势Faster:ShortenCapacityPlanningTPT;Improveresponsiveness更快：生产产计划周期期；客户响响应速度Better:OptimizeVirtualFactoryresourceutilization;Minimizematerialinventory更好：提高高设备利用用率；减少少库存量Cheaper:Savehugeamountofmanhours更便宜：节节约大量用用于制定生生产计划的的人力成本本16Summary总结ProductionManagementinsemiconductormanufacturingfacesseriouschallengesnowadays…目前半导体体生产管理理面临严重重挑战…ManygreatopportunitiesforAPS!同时也为APS造就了无数数机遇！17Q&A18Backup附件19采购供给计划生产调度系统物流计划生产计划系统订单管理需求计划供给物流生产过程控制系统整合共享信息平台实施战术战略供应链战略规划系统生产实时分派系统虚拟企业生产管理系统销售供应链管理计划频率虚拟企业生产管理：月/季度生产计划：周/月生产调度：小时/天生产实时分派：分SCMArchitecture供应链管理理构架20芯片封装生产计划决策支持软软件系统决定工厂的的设备投资资和库存水水平人员配配置，是半导体生产产控制及管管理软件中中最核心的的部分整合优化工工厂内部和和外包商的的生产能力力提供供应链链管理诊断断分析工具具先进生产计计划系统介介绍21智域计划®的优势*资料源源自PricewaterhouseCoopers；参加对比比的公司包包括：Intel,TexasInstruments,Motorola,NEC,Fujitsu,NationalSemiconductor,Conexant,andFairchildSemiconductor智域计划®的优势包括括：更快：生产产计划周期期；客户响响应速度更好：提高高设备利用用率；减少少库存量；；消除人为为错误；增增强计划灵灵活性更便宜：节节约大量用用于制定生生产计划的的人力成本本主要因素范围平均水平最好水平智域计划®表现速度：处理频率每周一次–每季度一次每周一次每周一次每周一次速度：处理时间一天–五天一天一天一小时计划时间尺度6个月–18个月6个月6个月6个月效率：分析工具数据表格；软件包数据表格软件包软件包22芯片制造业业(Fab)投资23DemandSalesForecasts&OrdersBillofMaterials(BOM)RoutingsProductionRoutingsProductsRawMaterial,WIP,FinishedGoodsInventoryLevelsResourceAvailabilityAvailableLaborWorkpatternsProductionCapacities,Set-upRqmts,etc.BusinessRulesAPSInputs24ProductionPlanFeasiblePlanBasedonConstraintsandDueDatesInventoryPlanProjectedInventoryLevelsThroughoutPlanningHorizonDetailedScheduleDetailedScheduleforWorkcenters,MES,etc.VisibilityLots,Machines,SchedulingConflictsRapid‘Whatif’PlanningCapabilityAPSOutput259、静夜四无无邻，荒居居旧业贫。。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨中黄叶叶树，灯下下白头人。。。03:51:4903:51:4903:5112/29/20223:51:49AM11、以以我我独独沈沈久久，，愧愧君君相相见见频频。。。。12月月-2203:51:4903:51Dec-2229-Dec-2212、故人人江海海别，，几度度隔山山川。。。03:51:4903:51:4903:51Thursday,December29,202213、乍见翻翻疑梦，，相悲各各问年。。。12月-2212月-2203:51:4903:51:49December29,202214、他乡生白白发，旧国国见青山。。。29十二二月20223:51:49上上午03:51:4912月-2215、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。十二二月月223:51上上午午12月月-2203:51December29,202216、行动动出成成果，，工作作出财财富。。。2022/12/293:51:4903:51:4929December202217、做前，，能够环环视四周周；做时时，你只只能或者者最好沿沿着以脚脚为起点点的射线线向前。。。3:51:49上午午3:51上午午03:51:4912月-229、没有失败败，只有暂暂时停止成成功！。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、很多事情情努力了未未必有结果果，但是不不努力却什什么改变也也没有。。。03:51:4903:51:4903:5112/29/20223:51:49AM11、成功功就是是日复复一日日那一一点点点小小小努力力的积积累。。。12月月-2203:51:4903:51Dec-2229-Dec-2212、世间成成事，不不求其绝绝对圆满满，留一一份不足足，可得得无限完完美。。。03:51:4903:51:4903:51Thursday,December29,202213、不知香积积寺，数里里入云峰。。。12月-2212月-2203:51:4903:51:49December29,202214、意志志坚强强的人人能把把世界界放在在手中中像泥泥块一一样任任意揉揉捏。。29十十二二月20223:51:49上上午03:51:4912月月-2215、楚塞三三湘接，，荆门九九派通。。。。十二月223:51上午午12月-2203:51December29,202216、少年十十五二十十时，步步行夺得得胡马骑骑。。2022/12/293:51:4903:51:4929December202217、空山新雨雨后，天气气晚来秋。。。3:51:49上上午3:51上上午03:51:4912月-229、杨柳散散和风，，青山澹澹吾虑。。。12月-2212月-22Th