大学毕业论文-工业工程在a公司的应用研究

沈阳工程学院毕业论文工业工程在A公司的应用研究摘要目前，随着改革开放的不断深入，市场经济在资源配置中已经起决定性作用，工业工程作为改革开放之后的传入我国的新型专业知识，在企业当中的作用也随之正在逐步提高。工业工程作为西方一门较为成熟的学科，从传统工业工程发展到现代工业工程，在西方发达国家及日本、韩国、台湾地区应用已经较为成熟，并带动这些国家地区经济增长，为经济发展做出前所未有的贡献。工业工程的应用可以达到降低生产成本、提高生产率和效率、保证产品质量和生产安全、使企业获得最大的经济效益，促使企业走内涵式发展的道路，必须从改善企业内部方法入手，充分挖掘企业内部潜力，达到提高企业的生产效率和效益。因此，将工业工程的相关理论和方法应用到我国各个部门当中，可以带来意想不到的收获。该论文主要研究了在企业生产管理中如何运用工业工程相关理论进行持续改善，对如何提高企业产品质量进行相关探讨。论文以A公司测试车间的产品为主要研究对象，在分析了产品生产过程中经常出现的质量问题后提出相应方案，以工业工程技术相关思想为指导，以强调推行实际效益为宗旨。将实际的生产现场作为该论文的基础，以实际的生产绩效为依据，展示了提高产品质量会在产品生产过程中重要性。本论文研究的A公司是一家主要代工半导体企业。在最近几年来，随着经济的发展集成电路的种类与需求不断扩大，与此同时，为了追求企业利益最大化，集成电路制造企业陆续投产，在同行业之间也出现了越来越激烈的竞争。对于A公司测试车间的产品质量存在的问题，需要从场地布置、机器设备、生产工艺、生产员工等多方面找出影响产品质量的原因。针对A公司生产的产品质量现状，本论文研究以工业工程思想作为基本理念，以流程优化为核心思想，对生产流程有针对性的展开科学分析，找到实际可行的改善方案。本次研究主要涉及三个方面，首先观察集成电路测试流程，通过改进生产工艺过程，努力减少生产中的无效时间，提高了生产车间生产效率。第二研究生产现场，通过对现场进行合理的优化改善，调整生产现场的物料放置位置，实行生产的秩序化、文明化，使生产效率不断提高。最后分析和调动人员的积极性，推行全员质量管理和持续改进活动。通过一系列的优化和改进，A公司的测试产品的质量和生产绩效得到了显著的持续改进和提高。关键词工业工程，工作研究，持续改进AbstractAtpresent,withthedeepeningofreformandopeningup,themarketeconomyintheallocationofresourceshasadecisiverole,industrialengineeringafterthereformandopeninguptheincomingasChina'snewprofessionalknowledge,intheenterprisealsoalongwithitisgraduallyimproving.Industrialengineeringasawesternamaturediscipline,fromthedevelopmentofthetraditionalindustrialengineeringtomodernindustrialengineering,inthewesterndevelopedcountriesinJapan,SouthKorea,Taiwanandapplicationhasbeenmoremature,andmadeagreatcontributiontotheeconomicdevelopmentofthesecountriesandregions.Theapplicationofindustrialengineeringcanreduceproductioncosts,improveproductivityandefficiency,ensurethequalityandsafety,andenableenterprisestoobtainthemaximumcomprehensivebenefit,startingfromtheimprovementoftheinternalmethod,goconnotativedevelopmentroad,theminingenterpriseinternalpotential,improvetheefficiencyandeffectivenessofenterprises.Therefore,theindustrialengineeringrelatedtheoriesandmethodsappliedtovariousdepartmentsofourcountry,canbringunexpectedharvest.Thispapermainlystudieshowtousethequalitycontinuousimprovementmethodinenterpriseproductionmanagement..Themainresearchobjectofthethesisisatestingworkshopofacompany'sproducts,intheanalysisofthequalityproblemsoftenoccurintheproductionprocessputforwardcorrespondingscheme,takingtheideasofindustrialengineeringtechnologyasaguide,toemphasizetheactualimplementationbenefitsforthepurpose.Takingtheactualproductionsiteasthebasisofthepaper,theactualproductionperformanceisthebasis,andtheactivityofimprovingtheproductqualityisdemonstratedintheprocessofproduction..ThispaperstudiesAcompanyisamajorfoundrysemiconductorenterprise.Inrecentyears,withthecontinuousexpansionofthespeciesandthedemandoftheeconomicdevelopmentoftheintegratedcircuit.Atthesametime,inordertomaximizetheinterestsofenterprises,integratedcircuitmanufacturingenterpriseproductioninsuccession,inthesameindustryalsoappearedintheincreasinglyfiercecompetition.FortheproblemsofproductqualityintheAcompany,thereasonsforthequalityoftheproductarefoundoutfromtheaspectsofmachineequipment,productionprocessandstaff..Inviewofthepresentsituationofthequalityofproductsproducedbyacompany,thisstudywithindustrialengineeringtheoryasitsbasicidea,toprocessoptimizationasthecoreideaoftheproductionprocesshaveaccordingtothescientificanalysis,findthepracticalandfeasibleimprovementscheme.Thisresearchmainlyinvolvesthreeaspects,firstobservedintegratedcircuittestingprocess,byimprovingtheproductionprocess,effortstoreducethenonproduction,improvestheproductionefficiencyoftheproductionworkshop.Thesecondstudyproductionsite,throughon-sitereasonableoptimizationandimprovement,adjusttheproductionsitematerialplacement,implementtheproductionorder,civilization,sothattheproductionefficiencyisincreased.Finally,analyzeandmobilizetheenthusiasmofthepersonnel,theimplementationofthefullqualitymanagementandcontinuousimprovementactivities.Throughaseriesofoptimizationandimprovement,thequalityandproductionofAcompany'stestingproductshasbeensignificantlyimprovedandimproved.目录摘要 1Abstract 21引言 61.1论文研究的意义、目的 61.2IE的国内外现状及发展趋势 71.2.1工业工程在国外研究现状 71.2.2工业工程在我国研究现状 81.3论文的研究方法 91.4论文的研究内容 92工业工程相关理论 92.1工业工程的基本概念 102.1.1工业工程定义 102.1.2工业工程的特点 102.1.3工业工程意识 112.2工作研究 112.3方法研究 132.3.1方法研究定义 132.3.2方法研究的内容 132.4作业测定 142.4.1作业测定定义 142.4.2作业测定的主要方法 142.4.3标准工时的设定 152.55S管理活动 152.5.15S含义 152.5.25S活动内容 162.6全面质量管理 162.6.1全面质量管理的基本观点 162.6.2全面质量管理的主要特点 172.6.3QCC管理法 173A公司生产运作体系及存在问题 183.1A公司生产运作体系 183.2集成电路制造过程 193.2.1集成电路制造流程 193.2.2半导体元件制造过程 203.3半导体测试 203.3.1半导体制作特点 203.3.2晶圆测试流程 213.4A公司存在的生产及管理问题 223.5工业工程实施步骤 234IE在A公司实施应用 244.1优化工序流程 244.1.1工序流程优化四大原则 244.1.2工序流程优化的方案 244.2缩短工序时间 294.2.1SMOS8测试步骤 294.2.2改善SMOS8测试过程 294.3工艺流程规程化 304.3.1建立新产品测试生产系统流程 314.3.2新产品测试转为正式生产的规程 314.3.2探针卡清洁保养规程 324.4全员质量管理及持续改进活动 334.4.1人员培训 334.4.2品质管控小组(QCC)活动 344.4.3持续改善小组（CIT）活动 34结论 35致谢 36参考文献 371引言1.1论文研究的意义、目的目前，对于IE的研究已经遍布全世界，运用IE相关知识可以降低成本、提高生产效率和质量，使企业获得多方面的综合经济效益，应用IE的相关理论知识能够在故障出现之前防患于未然，避免不必要的麻烦，可以大量减少废品的产生。因此，对于IE的研究和应用正在快速的发展。但是，在我国还有许多企业没有重视到其重要性，没有应用IE的意识，甚至还不了解IE的真正涵义，或者是急于求成而泛泛为之，却欲速则不达。伴随现代社会的飞速发展，当今社会已经进入了高科技的电子信息时代，更需要科学的技术和经营来管理企业，这就要求我们对人员、设备、物料、能源、信息进行合理的分析、设计、改善，从而使企业达到降低成本、提高质量和生产率、追求最佳效益的目的。该论文讨论的A公司是一家面向中国乃至全世界高科技的集成电路制造企业，芯片测试部门作为芯片制造的最后一道工序，经过测试后芯片被送到客户那里，因此对企业来讲提高质量和生产率就显得至关重要。通过运用工业工程技术理论，对设备布局、工艺程序、物流系统、成本控制、人员、质量和现场管理进行一系列有效的改善，从而提高了质量和生产率，降低了成本。如此实施对于企业的生存与发展起到至关重要的作用。通过运用工业工程技术进行科学的管理，使得A公司测试产品质量大幅提高。1.2IE的国内外现状及发展趋势工业工程一般情况下可分为传统IE及现代IE两个部分：传统IE指的是泰勒时代的IE。在二战以后由于将运筹学应用到其中而发展起来的IE则被称为现代IE。伴随着科学技术的迅速发展，现代IE的研究内容及方法均发生了超乎想象变化。1.2.1工业工程在国外研究现状现代IE的内容更加泛指一些机构，也就是说可以扩展到现代服务业。研究目标则是在市场竞争中整体优化这一集成系统。那么现代工业工程更加突出以下思想：（1）系统分析：研究系统内部各实体、组成活动及系统状态的发展变化，及于外部环境之间的相互关系；（2）整体综合：以整体眼光来考察，综合优化系统内部诸要素。（3）定性与定量结合：尽可能采用定量的方法来进行分析与评价。经过二战之后，作为战胜国的美国有目共睹地在其经济实力上得到了提升，作为在美国发展起来的专业——工业工程，也在全世界范围内发展成为较有影响力的科学技术。此时的工业工程成功吸收了统计学、运筹学及行为科学的理论与方法，并注重于系统整体效率的提高，成为了战后世界个国家经济反战的强有力武器。20世纪80年代以后，由于国际市场竞争的日益激烈以及显示出来的较为紧张的能源危机，各个工厂面对这样的压力，要求它们必须具备以低成本、高质量、高效率进行生产的能力，使其能够在竞争激烈的国际市场中取胜。伴随着这样外界环境，正在发展中的工业工程同时吸取了系统工程、计算机工程以及社会科学的许多最新成果，并结合自身的发展要求形成了一整套科学的管理技术体系，服务于生产、物流、军事和行政管理等许多领域。作为发达国家之一的日本，其IE最初的发展也是基于基础工业工程，在20世纪60年代初创立了TQC模式，70年代以来，日本推出了以准时化生产（Justintime，简称JIT）、精益生产（LeanProduction,简称LP）、丰田生产方式（ToyotaProductionSystem,简称TPS）为代表的日本IE模式。1.2.2工业工程在我国研究现状我国工业工程产生的社会背景与美国、日本等国家还存在相当大的历史落差，虽然工业工程迄今为止未能形成一门独立的学科体系，但属于其范畴的许多知识和技术已不同程度地得到应用。建国以来我国大陆工业工程的发展和一夜应用可以简单分为以下三个时期：（1）五十年代初期，工业工程在我国处于萌芽状态，许多企业通常采用前苏联的管理模式，在设计、施工和生产过程中，工作人员、技术人员掌握了一些优化流程、提高效率的技术方法，但大多数都是在没有系统地了解、掌握IE技术与理论的前提下本能的应用着。积极推行工业工程生产组织与计划方法，如进行时间研究、制定劳动定额标准等，实际上这些方法在一定程度上包含了一些传统IE的内容。（2）六十年代，伴随着社会主义建设高潮，广泛开展工业战线的合理化建议、技术革新运动，在工厂企业中，特别是在大中型企业中，许多过程技术人员和工人通过改进生产工具、优化工艺过程、改善操作方法，从而使企业达到了提高工作效率，降低成本的目的。（3）八十年代，改革开放以后，随着社会经济的提升，我国积极引进、学习、模仿国外的应用工业工程经验，机械系统推行的工作研究和日本创造的“5S”等IE技术，在一些机械工厂获得一致好评，证明IE对我国企业在优化生产管理、提高效率和效益等方面起到重要作用。1990年6月，中国机械工程学会工业工程研究会正式成立并举办第一次全国工业工程学术会议。工业工程研究会的成立为我国工业工程的研究和学术交流奠定了组织基础。目前，我国大陆应用工业工程的行业已经涉及到汽车、钢铁、接卸制造、建材、信息等。在汽车行业的生产过程中，第一汽车集团、一汽大众、上海大众也都应用了工业工程相关专业技术，但大多数是在传统方法的基础上，引进了部分国际通用的方法，使用起来具有一定的局限性。比如，上海大众运用的MTM方法，对于手工作业较多的装配较适用，但对于机械加工来说，并不利于其工作分析研究。而与此同时，因为中国目前尚未加入国际MTM协会，因此对于作业标准的理解以及运用的准确程度都还存在着或多或少的问题。而一汽大众尽管在生产中应用工业工程的领域较多，但分析的方法仍然较为传统。综上所述，无论是类似我国的发展中国家还是发达国家，工业工程的研究和发展都非常迅猛，伴随着计算机信息时代的不断发展，工业工程必将在企业发展、社会经济增长中发挥日渐越来越重要的作用。1.3论文的研究方法本论文以工业工程理论中的工作研究为基础，运用工作研究常用的分析技术：5W1H提问技术、ECRS四大原则，在对员工进行动作分析时认真遵守动作经济性原则。所谓5W1H提问技术就是指对研究的工作以及从事的每项活动从原因、目的、地点、时间、方法、人员六个方面进行连续提问，可以连续的进行几次提问来弄清楚问题的所在，然后根据提问的答案，弄清楚问题所在，并且进一步探讨可以改进的可能性。工作改善时一般遵循对目的首先考虑是否能取消，其次考虑对时间、地点、人员进行合并或重排。对与质量管理有关的组织结构、人力资源、工作流程以及质量问题解决方法等层面做了分析研究，最终在生产型企业里，构建了持续改进生产效率和提高产品质量的一种有效的生产管理系统。1.4论文的研究内容本文从A公司测试车间着手，以工作研究基础方法和全面质量管理理论为基础，对芯片测试质量持续改进和流程分析进行充分应用研究，探讨分析在该公司生产管理过程中普遍存在的现状和改善的效果。论文研究内容如下：第一章介绍了工业工程在A公司的应用研究意义和目的，IE在国内外的现状及发展趋势，并且简单阐述了论文的研究方法。第二章阐述了工业工程的相关理论，其中包括较为基础的工作研究，以及对5S现场管理方法和全面质量管理的简单介绍。第三章分析了A公司管理体系及存在的问题，其中包括A公司生产运作体系运行结构、集成电路的制造流程、生产管理存在的问题以及工业工程实施步骤。第四章系统分析了A公司测试生产车间生产工艺流程，缩短工序流程时间，使得工艺流程规范化，并且动员全体人员进行质量管理及持续改进活动。最后，总结了工业工程技术知识在A公司应用研究分析。2工业工程相关理论2.1工业工程的基本概念2.1.1工业工程定义工业工程(IndustrialEngineering，简称IE)是工业化产物，一般被认为最早起源于美国。IE的发展迄今为止已经有一个多世纪，被人们公认为由人文社会科学、自然科学、经济学、管理学等学科形成的交叉型学科。目前在各种IE的定义中，最具有权威性的是美国工业工程师协会（AIIE）在1955年正式提出的，后来经过修订的定义。其概述为：工业工程是对人员、设备、物料、能源和信息组成的集成信息系统进行设计、改善和实施的工程技术，工业工程综合运用了物理学、数学和社会科学的专门技术和知识，并结合工程分析和设计的原理与方法，对该系统所取得的成果进行确定、预测和评价。2.1.2工业工程的特点（1）IE的核心是提高质量和生产率、降低成本提高生产率是工业工程师毕生的抱负，综合研究降低生产成本、提高生产率和质量，追求生产系统的最佳整体效益是IE的重要特点。（2）IE是综合性的应用知识体系由IE的定义可以清楚地了解，它是一个由多种学科技术和知识构成的庞大知识体系。企业只有综合运用这些技术和知识，才能达到真正的提高企业综合经济效益，利用IE进行全面的研究，解决在生产和管理当中出现各种问题。（3）注重人的因素人的因素在组成生产系统的各要素之中，属于最活跃的和不确定性最大的因素，在运用IE技术知识对分析对象进行设计、实施控制和改善的过程中，首要工作就是要考虑人和其它要素之间的关系以及各因素之间相互作用，这就要求在进行系统设计时要以人为中心进行。IE应用研究十分重视人的因素，其中包括人的工作主动性、人——机关系、积极性和创造性、环境对人生理和心理的影响、激励方法等，为了达到使人能充分发挥能动作用，就必须构建适合人的心理和生理特点的机器环境系统。（4）IE是系统优化技术IE不仅强调某种生产要素或某个局部的优化，而且还要优化整体系统，最后追求的是整体系统综合效益的最佳。充分发挥各要素与各子系统之间的功能，使之能够协调有序的进行。2.1.3工业工程意识IE在实践中的产物就是所谓IE意识，是对IE应用有指导作用的思想方法和原则。IE的意识主要可以包括以下几个方面：（1）以人为中心的意识。人是生产管理活动中一个最重要的要素，其他的要素要是没有人的参与就不能发挥作用。所以必须倡导以人为中心，全面配合合作，充分发挥和调动各种人员的主动性、创造性和积极性，渐渐地建立和改善满足职工健康、安全、舒适要求的工作环境，培养职工的劳动意识、竞争意识以及企业发展意识，团结企业职工的凝聚力，共同实现企业目标。（2）问题和改革的意识。在工业工程师心中有一个基本理念，那就是任何工作、任何问题都能找到更好的方法去解决，永无止境的进行改善。坚持让工作方法更加经济合理，在管理改善方面就要坚持改善、再改善。（3）工作简化和标准化意识。自IE产生以来，就追求工作简化、专门化和标准化，即所谓“3S”，对企业提升效率、降低生产成本起了重要的作用。现代企业面临不断变化的市场需求，需要经常开发最新产品、新工艺，更新技术，就必须坚持多品种、小批量的生产方式为主导，但保证企业优质高效的生产基础工作简化和标准化仍然是要执行的。（4）成本和效率意识由于IE追求的目的是提高中生产率，所以在应用IE理论时必须树立成本和效率意识。所有工作都要从大处着眼，从小处着手，对生产每个环节都力求节约、避免浪费，以更低成本、更高效率的方法完成各项工作。（5）全局和整体意识系统整体优化是现代IE所追求的，所以必须从整体和全局出发，根据研究对象的具体情况选择恰当的方法，各个要素和局部的优化必须与全局协调，服务于系统的总目标和整体优化。2.2工作研究工作研究包括方法研究和作业测定，工作研究作为IE最基础的改进方法，起源于泰勒提倡的时间研究和吉尔布雷斯提出的动作研究。降低成本、提高质量和生产率是工业工程的核心。工作研究是对工作方法、作业流程和作业时间进行科学的分析和测定，据此制定出合理的作业标准和时间定额，使各项作业标准化，不断提高劳动生产率和经济效益。工作研究范畴如图2.1所示。方法研究1.方法、程序2.材料3.工具与设备4.工作环境条件方法研究1.方法、程序2.材料3.工具与设备4.工作环境条件整体工艺分析程序分析产品流程分析布置与径路分析人机作业分析作业分析联合作业分析双收作业分析动素分析动作分析影像分析动作经济原则设定工作标准1.方法、程序2.材料3.工具与设备4.工作环境条件运用上述分析技术，实现工作方法、程序、环境、条件的最佳化，为制定工作标准打下基础，也为时间研究作好准备作业测定确定时间标准密集抽样时间研究直接法分散抽样时间研究方法时间衡量预定动作时间标准（PTS）工作因素法间接法模特排时法标准资料法制定工作标准调训操作人员标准工作法+标准时间+其他要求工作标准实施标准，产生效益图2.1工作研究范畴2.3方法研究2.3.1方法研究定义运用各种先进分析技术对现有作业内容（装配、加工、操作、制造、管理、服务等）方法进行详细的记录分析，经过严格的考察后，设计出最合理、最经济、最有效的工作方法，并将其规定为标准的工作方法，来减少人员、机器的无效动作和资源的浪费。2.3.2方法研究的内容方法研究的具体研究内容如图所示：图2.2方法研究内容2.4作业测定2.4.1作业测定定义作业测定作为一种客观、科学、令人信服的决定彼岸准时间的方法，如今在世界各个工业发达国家都应用作业测定来制定标准的劳动定额，作业测定就是按规定的作业标准运用各种技术来确定合格工人完成某项工作所需的时间。2.4.2作业测定的主要方法（1）时间研究(秒表时间研究)对操作者的作用执行情况在一定时间内通过运用秒表或电子计时器进行直接持续地观测，将工作时间以及和有关工作的其他参数，在结合对比标准概念相似的对作业执行情况的评估等数据，一并记录下来，并加上组织所规定的宽放政策，来确定工作人员完成某项工作所需的标准时间的方法。（2）工作抽样工作抽样（WorkSampling）就是通过瞬时观测机器设备和作业者的作业状态，认真分析各种作业活动事项，并调查其发生次数及发生率，然后对现有工作方法进行工时研究，用统计学方法对各观测项目的时间构成及变化情况进行推断。(3)预定时间标准法（PTS）利用预先确定各种动作的时间标准来确定进行各种操作所需要的时间。预定动作时间标准法（PredetermindTimeSystem）与秒表时间研究不同，因为其不需要直接经过秒表进行时间测定，也就是说可通过作业中包含的各类动作及实现各种动作的时间值确定该作业的正常时间，结合适当的宽放时间，就得到作业标准时间。(4)标准资料法标准资料是以其他作业测定方法为基础，整理分析经过作业测定所获得的大量数据，利用现成的时间资料进行编制，建成具有某种结构的作业要素正常时间值的数据库。2.4.3标准工时的设定在操作正常的条件下，用标准的工作方法及适当合理的劳动强度和速度制定符合质量要求的工作所需的作业时间。标准工时是衡量一切工作的标准，劳动工时管理就是计划需要多少人用多少时间去完成具有多少产量的流程，这是企业提高生产效率的关键所在，也是在标准的工作方法条件下进行时间测定具体运用的体现。正常时间：在正常状态下工作者持续不断地完成工作任务所需的时间。宽放时间：为了稳定地完成正常操作内容工作者需要出现的休息、停顿等所需的时间。标准工时=测定时间+宽放时间（公式2.1）这种方法是最大众化的，适合于普通产品的标准工时计算。其实施的步骤如下图：IEIE人员做准备：秒表、程序图、记录表按工位位别测定汇总测定数据计算标准时间计算依据：宽放时间=正常时间+宽放率图2.3标准工时制定步骤2.55S管理活动2.5.15S含义5S管理活动起源于日本在企业广泛采用的现场管理方法，开展通过以整理、整顿、清扫、清洁和素养为内容的活动，对生产现场中存在的生产要素进行有效管理。2.5.25S活动内容（1）整理整理是指区分要与不要的东西，现场不需要的东西坚决清除，做到生产现场无不用之物。通过整理，可以有效地提高生产现场的利用率，行道通畅，避免混乱。（2）整顿整顿是指把必要的东西分类定位放置，摆放整齐，使用时随时能找到，减少寻找时间。（3）清扫清扫是指将生产和工作现场的油污、灰尘、垃圾及时清理干净，保持设备以及工装夹具的清洁度和润滑度，保证生产或工作现场地面干净、整洁。（4）清洁清洁是对整理、整顿、清扫这三项的坚持与深入，并使其规范化、制度化。（5）素养素养是指培养现场作业人员执行作业、遵守现场规章制度的习惯和作风，提高人员的素质。2.6全面质量管理目前对于全面质量管理理解，就是要在全社会范围内的推动下，企业所有部门、组织和全体人员都要重视以产品的质量为核心，把专业技术、数理统计和管理技术结合气起来，建立起一套高效、严密、科学的质量保证体系，控制生产全过程影响质量的因素，以最经济的方法、优质的工作，提供能满足用户需要的产品或服务的所有活动。全面质量管理的核心就在全面二字上。2.6.1全面质量管理的基本观点（1）用户至上；首先是要建立一个以用户为中心，为用户服务的思想。（2）质量是设计、制造出来的，而不是检验出来的；一个企业产品质量的好与坏，主要是因为产品的设计和制造，检验只能发现产品质量是否符合质量的标准，但它不能决定产品的质量好与坏。（3）一切用数据说话；全面质量管理的重点是使用的所有数据，它是在质量管理科学的工作要求。风，深入实际掌握客观、准确的情况，对问题的定量分析，掌握变化规律的质量，以便采取实际措施解决质量问题。（4）不断改进；不断改进作为目前经济发展重要环节，导致企业各部门都要对产品质量的要求十分看重，企业要满足顾客的这种需要，就必须不断改进产品质量，提高管理水平。2.6.2全面质量管理的主要特点（1）全面质量管理是全面质量的管理所谓全面质量就是过程质量、工作质量和产品质量。全面质量管理与以前的质量管理不同的一点就在于其工作对象是全面质量，而不是仅仅局限于产品质量。全面质量管理倡导应该从保证抓好产品质量入手，用优秀的工作质量保证产品的质量。（2）全过程的质量管理相对于制造过程而言的，全过程质量管理就是要求把质量管理活动不但只执行在产品的制造过程，而且还要贯穿于产品设计、形成和销售的全过程，全面落实以预防为主的方针。企业对于质量高产品的制造，必须要建立在市场调研、产品的选型、研究试验、设计、原料采购、制造、检验、储运、销售、安装、使用和维修等各个环节当中，不能遗漏每个环节。（3）全员参加的质量管理现如今产品生产的环节涉及到多个方面，上一道工序和下一道工序之间以及前、后车间经过多个员工，这就要求每个人必须具备质量管理意识。全面质量管理的一个重要特征，那就是所有的员工都要参与质量控制。全面质量管理要求不论是厂长还是普通员工，都要具备质量意识，都要承担具体的质量职能，积极关心产品质量。2.6.3QCC管理法QCC的英文“QualityControlCircle”的缩写，译为品管圈，也叫质量圈，质量圈概念源自于美国，在日本发扬光大。QCC管理模式是全面质量管理(TOtalQualityManagement，简称TQM)中的一环。其特点制由基层员工组成小组，经过适当的指导和训练，然后小组经过定期会议去挖掘、分析并且解决在日常工作中存在的有关问题。QCC的概念大致可以概括为利用质量控制概念和技术，即利用基本的统计系统和计划工具，通过发展基层被雇佣者的能力来实现他们的自我发展，达到自我实现，使工作场所更好，充满活力，持续改进、维护产品服务、工作的质量，从而增加顾客的满意度。3A公司生产运作体系及存在问题3.1A公司生产运作体系本文讨论的A公司是一家高科技的集成电路制造企业，经常为其他制造商代工8英寸和12英寸的集成电路及进行相关技术配套服务，从事的活动大体分为产品设计、掩膜制造、芯片生产、晶圆凸球贴片、晶圆测试，最后到芯片集成封装测试的全套生产代工。该公司始建于2001年，管理体系主要为七层，依次为：总裁——首席执行官——运营中心副总裁——厂长——部门经理——分部经理——工程师该公司的生产运作体系结构如图3.1所示：总裁总裁运营中心工程中心测试中心Fab工厂厂务长质量处产品部测试部工艺集成工程部薄膜工程部制造部首席执行官图3.1A公司生产运作体系3.2集成电路制造过程3.2.1集成电路制造流程集成电路的制造过程如图3.2所示：IC电路设计IC电路设计布局光罩制作晶圆制造晶圆针测封装预烧最后测试包装出货设计公司设计公司光罩公司晶圆公司测试公司预烧公司测试公司测试公司测试公司封装公司图3.2集成电路制造流程3.2.2半导体元件制造过程如图所示，半导体元件制造过程可以分为晶圆处理（WaferFabrication：WaferFab）、晶圆针测（WaferProbe）、封装（Packaging）、测试（InitialTestandFinalTest）等几个步骤。半导体元件制造过程可示意如下图：前段前段后段晶圆处理晶圆针测封装测试图3.3半导体元件制造过程3.3半导体测试3.3.1半导体制作特点倘若在半导体材料中掺杂后，光、电场、压力、温度、磁场等物理现象均可改变其导电特性。最普遍应用在集成电路芯片的材料是硅(Silicon,Si)，纯硅导电特性差,可利用掺杂改变或控制其导电特性。怎样掺杂及控制杂质在硅片中分布情况是制造半导体的重要技术之一。集成形成元件的物质到晶圆上，可以起到电容、电阻、二极管、三级管等功能，形成一个回路，执行特定的功能，这就是所谓的集成电路。晶圆面积越来越大，集成电路的芯片越做越小，而芯片上集成的电路元器件越来越多，从而达到功能越来越多而体积越来越小。晶圆尺寸变化如图3.4所示。图图3.4晶圆尺寸变化图6寸(15.24cm)8寸(20.32cm)12寸(30.48cm)3.3.2晶圆测试流程晶圆测试流程如图3.5所示：进货检验进货检验第一道晶粒测试目检烘烤目检第二道晶粒针测目检打墨点目检墨点后烘烤出货检验图3.5晶圆测试流程3.4A公司存在的生产及管理问题（1)产品质量不稳定，合格率低分析导致集成电路产品质量低的原因，因为随着集成电路技术飞速发展，并且在原来存在的生产管理模式下，生产线的检验设备和人员技术能力都没有满足最佳工作状态，严重地限制了企业的发展。(2)生产现场存在各种浪费生产线根据操作次序排列，其生产方式属于典型的批量流水型，在各个工序中可能存在很多不增值作业，并且其中每个工位工作负荷并不平衡，导致生产效率没能充分发挥出来，物流线路比较长，布置工位较宽松，工人需要经常走动来拿取物料，以至于在生产过程中存在着各种浪费。(3)生产系统缺乏柔性，适应多品种的频繁切换能力差生产系统柔性就是生产系统对待产品品种和产量变化的适应性，也就是生产系统的应变能力。就A公司生产系统来讲，衡量其柔性大小可以用产品品种切换所需时间及产量的调整幅度来表示。因为固定的生产对象、高度标准的工艺设备高度，因而导致生产系统缺乏适应市场变化的能力，当产品品种变化频繁或生产数量出现较大变化时，常常不能及时作出反应，就会导致适应市场变化能力较差。(4)缺乏有效的激励机制，员工积极性、主动性不强在该企业中，存在企业员工对待企业的忠诚度、凝聚力、责任感不强等现象，并且工作目标不明确，分配激励机制不完善，结果导致员工对待工作积极性不高，完成任务满意度差，缺乏先进的企业文化，没能形成属于自己特征的核心价值观。3.5工业工程实施步骤如上所述，针对A公司存在的各种问题，相关部门根据工业工程理论确定了以提高质量为核心的生产模式战略规划，明确目标制定长期改善计划。第一步，对公司每一个人进行工作简化、标准化培训，引进提高质量需要全员努力的意识，无论领导者还是生产线上的工人，都要求从心里意识到工作标准化和引进先进生产管理模式的必要性和紧迫性。第二步，对生产现场进行改善，将生产工艺优化作为核心任务，优化工序流程作为现场改善的重点，提高生产效率和产品质量，降低成本，消除各种浪费。第三步，系统化管理生产现场各环节，使新产品生产测试流程规范化，通过建立一个高效率、高柔性的管理系统，优化其工艺流程，使生产成本下降。第四步，积极调动全体员工进行全面质量管理活动，促进持续改进过程(CIP)，通过工业工程中以人为本的思想充分提高每个员工的积极性、主动性，最大限度统一企业的精益求精思想与员工价值理念，打造用高质量服务客户的企业文化。4IE在A公司实施应用4.1优化工序流程工序流程优化目的是通过对现场中产品或零件制造全过程的分析，避免和消除不合理、不经济的加工工艺方法、内容和程序，通过进行流程程序分析使技术工人设计出最经济、最合理、最有效的工序流程，达到降低成本提高生产效率的目的，使加工路线和制造周期缩短到最小。程序分析作为工作研究的基础，工艺流程分析以生产系统全过程为研究对象，要求对一个完整的工艺流程，从第一个加工工序到最后一个加工工序做全面系统的研究分析，利用流程程序图分析有无重复多余的作业，程序是否合理，搬运是否太多，等待时间是否太长等问题。4.1.1工序流程优化四大原则E取消：对进行提问的回答分析是否有必要消除，对于答复为不必要的工序给予剔除。C合并：就不能够给予取消的工序而又是必要的，看能否将其合并，以达到节省时间、简化工艺的目的。R重排：对于不能取消或合并的工序，可以考虑是否可以进行重排。S简化：经过取消、合并和重排后的工作，分析剩余必要的工作，采用快捷的、简单的、高效的动作和方法实现；4.1.2工序流程优化的方案依据上面四大原则来优化工序流程，为了说明各种优化方案在这条生产线上的具体实施过程，我们以SMOS8这种芯片的生产为例。上面我们已经介绍了芯片测试程序，在晶圆厂集成电路晶圆先通过薄膜、光照、扩散、刻蚀等操作反复多次加工后，需要将晶粒测试再送到测试厂，测试后晶粒根据客户的要求再进行晶圆背面磨，使晶圆厚度磨到满足需求程度。由于需要将晶圆运输到晶圆厂进行背面磨工序，所以要将晶圆从测试厂送回到晶圆厂，随后再返回测试厂，来进行打墨点工序。进行打墨点工序是为了封装厂可以区分好坏芯片将测试不合格的芯片打上墨点，最后封装好芯片后，就形成集成电路。运输（从晶圆厂到测试厂）运输（从晶圆厂到测试厂）进行外观检查进行微观检查测试晶圆检查晶圆运输（从测试厂到晶圆厂）背面磨运输（从晶圆厂到测试厂）图4.1SMOS8芯片生产工序流程图根据SMOS8生产工序流程图（图4.1所示）绘制流程程序分析图，逐一分析每一个工序的操作，对SMOS8生产线进逐一分析每一个工序的操作，对产线进行了如下分析及改进:改善前的流程程序分析步骤工序系列 工作说明距离m时间s操作运输检验等待存储1●运输（从晶圆厂到测试厂）2●放入货架3●在系统记录等待来料检查4●从货架取晶圆到检查机台5●登录系统6●外观检查7●微观检查8●运回库房放入货架等待测试9●从货架取晶圆到测试机台10●进行测试11●运回库房放入货架在系统记录12●取出晶圆去检查13●进行测试检查14●运输（从测试厂到晶圆厂）15●取出晶圆去背面磨16●进行背面磨17●运输（从晶圆厂到测试厂）18●放入货架在系统记录19●取出晶圆准备打墨点20●打墨点21●运回库房放入货架22●进行外观检查23●进行微观检查24●运回库房25●在系统记录等待出货图4.2改善前的SMOS8物型流程程序图改善后的流程程序分析步骤工序系列工作说明距离m时间s操作运输检查等待存储1●晶圆厂等待2●自动排位并在系统记录3●从存储系统取晶圆去背面磨4●等待背面磨5●进行背面磨6●磨合外观检查7●磨合微观检查8●运输（从晶圆厂到测试厂）9●等待测试10●进行测试11●等待打墨点12●打墨点13●外观检查14●微观检查15●退出系统16●放入存储系统17●在自动存储系统记录等待出货图4.3改善后的SMOS8物型流程程序图（1）优化工艺流程。如图所示，在原来的工序流程（A）中存在测试厂和晶圆厂往返路程和时间的浪费，改进后的工序流程如图（B）所示，改善方法是将背面磨工序移到芯片测试工序前，这样就有效避免晶圆在晶圆厂和测试厂之间往返的浪费，充分减少了物料在往返途中的等待时间。改善前晶圆的运输路线是测试厂、晶圆厂、测试厂之间，改善后在晶圆厂和测试厂只需要一次运输，经过本次改进，降低了物料往返造成的报废和混批的质量问题和在往返路程上的时间浪费，并且降低了测试成本。晶圆电晶圆电性测试芯片测试背面磨打墨点测试厂晶圆厂测试厂（A）晶圆点性测试背面磨芯片测试打墨点晶圆厂测试厂测试厂（B）图4.4（A）优化前的工序（B）优化后的工序（2）利用把封装厂数据格式和测试厂的数据电子化统一，将原来封装厂需要通过测试厂利用晶圆上的墨点来区分好坏芯片进行封装，通过数据电子化格式化统一后，在一般情况下可以略去打墨点的工序，这样做既可以减少了测试成本和加工流程时间，还可以降低因标记错墨点或错误识别好坏芯片来错误封装集成电路的风险，也使得因为错误封装好坏芯片引起的客户不满意降低到最小，这样做既降低生产成本、提高产品质量，又缩短了生产周期时间。表4.1SMOS8工艺流程改进效果分析生产周期报废率测试成本改善前（A）4.81.1%120元/片改善后（B）2.10.47%98元/片电子化（C）2.50.28%75元/片提高率47.90%74.50%37.50%（3）调整机器的布局，要求布局合理紧凑。为了省去检查及测试间存在的运、等待和储存工序，通过把检查机台和测试机台相邻，允许测试和检查连贯进行，减少了两次运输、等待及储存，达到节省时间、提高效率的目的。（4）通过建立自动运输存储系统，来减少运输及放入货架等无效动作，并且减少工作时间。为了合并宏观微与观进行连续检查，可以使自动系统自动登录记录产品信息。收货收货生产部门收货测试/传输数据镭射修复检查良率目检出货质检出货测试工程师测试工程师分析后重测整片或连续三片低良率测试工程师分析后放货图4.5储存器产品测试流程图（5）对储存器产品进行测试时，通常测试后要进行镭射修补工序，有时由于产品及设备自身原因，通常会导致测试数不全影响修复结果。面对以上问题，改进了工艺流程，添加了测试及检查数据后再进行镭射修复，解决了因数据不全而影响修复结果的问题，同时还设立了一个预警系统在设备上，当连续出现低修复率在产品上时，其就会自动停机报警，通过工程师分析判断后再进行后面操作，测试流程图3.5所示。表4.2工序流程分析表项目单位改善前改善后节省操作次数981运输次数936等待次数642存储次数110上表4.2表明，通过对比改善前后SMOS8工序流程。经过改善工序流程来消除大量的不合理操作，减少操作、运输和等待次数，工序总数从25步减少到16步，大大减少总操作时间及物流路线，从整体上优化了流程。4.2缩短工序时间4.2.1SMOS8测试步骤装入晶圆（装入晶圆（LoadWafer）晶圆校准（Alignment）测试（Test）片间移动（IndexMove）磨针（PolishNeedle）晶圆退出机台（UnloadWafer）图4.6测试步骤4.2.2改善SMOS8测试过程（1）改善晶圆进入和退出动作：在测试过程改善前，传送臂通过从盒中取出晶圆并将其送到吸盘上，完成任务后传送臂又回到最初位置。完成测试后，传送臂需要从晶圆盒位置运回到机台中央，把晶圆从吸盘上送到晶圆盒后还需要回到初始位置以便等待传输下一片。所以，将晶圆往返重回初始位置的动作纯属多余，因此改进传输臂动作，从而避免了回到初始位置的多余动作。（2）在校准程序的改进：重新选择光学目标定位，进而使光学目标更加清晰，改进手动找五点定位升级为设备自动定位，达到提高效率，降低标准时间的目的。（3）测试时间的改进：通过分析找出测试25项中的6项，对圆测试后的封装测试进行反复操作，在经过与客户协商的情况下取消这6项测试，这样每个芯片测试时间从4S减少到到3S。改善前每个晶圆测试时间：1472×4=5888S改善后每个晶圆测试时间：1472×3=4416S(4)改善片间移动：在对比可靠性及测试结果后，将原有的移动速度从1S/次减少到0.5S/次，提高了测试效率，缩短了移动时间。改善前设备移动时间：1S×1472=1472S改善后设备移动时间：0.5S×1472=736S(5)改进探针的材料。用钨作为探针的主要材料，这样是探针的耐磨度较差，为了增加其耐磨强度，需要通过在探针尖加入合金，使磨针次数从每片晶圆37次（50个芯片磨一次，1472÷40≈37次）减少到10次（150个芯片磨一次），每次磨针时间从10S/次降低到5S/次。改善前每片晶圆磨针时间为37次×10S=370S/片改善后每片晶圆磨针时间为10次×5S=50S/片。具体晶圆测试时间改善如下：表4.3测试时间改善表改善前（S）改善后（S）缩短时间（S）装入晶圆1073晶圆校准503020测试588844161472片间移动1472736736磨针37050320晶圆退出机台1073合计780052462554通过观察表4.3的测试时间改善表，可以得出改善后的SMOS8测试过程，通过各个工序的优化，其标准时间由7800S减小到5246S，测试时间减少了33%。4.3工艺流程规程化通过对测试流程中各规程系统化，来优化规范工艺流程，同时通过系统化代替以前的文本流程，使得工艺流程更便于管控，不断完善系统，通过全面质量管理和持续改善，达到提高效率和质量的目标。4.3.1建立新产品测试生产系统流程新产品测试生产系统建立流程如图4.7所示：产品工程师提出测试厂新产品流程经理批准产品同时签核？产品工程师验证合格？产品工程师提出测试厂新产品流程经理批准产品同时签核？产品工程师验证合格？设备工程师验证合格？生产部门验证合格？质量部门验证合格？操作系统设立验证合格？生产部门在操作系统建立新产品的流程结束NYYYNNNNN图4.7新产品测试生产系统建立流程4.3.2新产品测试转为正式生产的规程新产品从测试转化为正式生产的流程见图4.8。新产品从测试转化为正式生产的流程需要通过严格的流程，首先要收集准备新产品的信息和所需物品以及新程序开发，通过试验验证合格后，要经过质量部门和客户的验证报告，试产验证才能有效合理进行，经过反复诊断分析确保验证无误后，并且试生产良率达到一定标准后，才能进行正式生产。项目启动产品、文件、收集、程序开发和计划准备核验晶圆、程序、探针卡做核验生成验证报告质量部门证实应用前批准？生产新产品流程项目启动产品、文件、收集、程序开发和计划准备核验晶圆、程序、探针卡做核验生成验证报告质量部门证实应用前批准？生产新产品流程试生产良率监控转为正式生产大量生产判断产品测试问题诊断分析NNGYOK图4.8新产品从测试转化为正式生产的流程4.3.2探针卡清洁保养规程作为测试中最重要的工具探针卡，其清洁保养关系到测试结果。通过优化探针卡流程来达到有效管理探针卡的清洁保养工作，达到降低探针卡修复成本的目的。探针卡清洁保养规程如图4.9所示。开始开始用户提供探针卡、修理的定单和记录探针室检查？开始修复过程修复后效验探针卡用于生产严重损坏没有特殊需要材料没有特殊工艺需要合格失败图4.9探针卡清洁保养规程4.4全员质量管理及持续改进活动4.4.1人员培训对于所有新进厂的工程师和操作员工都要遵循培训计划进行严格的培训，并且参与在线培训实际操作，经过考核合格后才可以上岗工作。同时对其还要进行相关的在岗培训，达到提高他们的技能和处理问题能力的目的。其次，对于从事操作机台的工作人员，每年对其还要进行定期的重新考核，只有考核合格后才能上岗工作，避免操作人员因长期长期不操作而忘记规程，从而提高生产效率和质量，降低误操作和问题发生的次数。在进行人员培训时要根据培训计划进行，根据工程师和操作人员及所从事的工作不同，培训计划可以分为基本知识技能培训和专业技能培训，并且还可以分为在岗培训和脱岗参加供应商或客户以及公司安排的专业技能培训。为了要保证企业在生产方面的质量以及生产流程的正常运行，就不得不要求人员培训严格遵循规程制度，操作人员的实际操作技能必须达到规定的要求方可进行生产。4.4.2品质管控小组(QCC)活动针对测试产品良率降低的情况,组成由工艺、设备、质量、产品等相关部门品质小组，开展品质控制小组活动，定期召开小组会，通过统计过程控制(SPC)方法，分析良率下降原因，制定解决方案，并分配各项任务给组员，确定完成时间和圈会主题，追踪改善结果，最终通过品控小组活动，以零缺陷(ZeroDefect)作为目标，达到了改善产品质量，提高产品良率的效果。4.4.3持续改善小组（CIT）活动为了确保全面质量管理的实施效果能够很好的在公司中保持，就需要做到产品质量持续改善，这就要求员工不论是管理人员、工