BlossimAMES：敏捷制造管理软件

BlossimAMES：敏捷制造管理软件

MES项目方案书

内容

1方案说明.........................................................................6

1.1方案的组成部分..............................................................6

2解决方案.........................................................................7

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

2.1.1工艺流程.............................................................7

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

2.1.3生产安排.............................................................8

2.1.4制造过程.............................................................8

2.1.5质量.................................................................9

2.1.6设备.................................................................9

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

2.1.8劳动力..............................................................10

2.2第一阶段...................................................................11

2.2.1系统目标............................................................11

2.2.2MES功能应用......................................................11

2.2.3功能应用概要........................................................12

产品定义管理......................................................12

工艺流程定义......................................................12

2.2.3.3生产资源管理......................................................13

生产进度管理......................................................14

2.2.3.5车间现场管理......................................................14

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

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

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

2.2.3.9查询统计报表......................................................15

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

1用户管理..........................................................16

2系统管理..........................................................16

2.3第二阶段...................................................................17

2.3.1系统目标............................................................17

2.3.2功能应用...........................................................17

2.3.3功能应用概要.......................................................17

质量管理..........................................................17

2.3.3.2生产资源管理.......................................................18

2.3.3.3生产进度管理.......................................................18

2.3.3.4仓库管理...........................................................18

3数据收集方法...................................................................19

3.1必须录入的数据.............................................................19

3.2系统自动生成...............................................................19

3.3条码.......................................................................19

3.4从数据终端获得.............................................................20

3.5从设备获得.................................................................20

3.6手工录入...................................................................20

4MES系统功能...................................................................21

4.1产品定义管理...............................................................21

4.1.1物料主数据.........................................................21

4.1.2规格基础............................................................21

4.1.3物料查询............................................................22

4.2工艺流程管理...............................................................23

4.2.1工艺基础定义........................................................23

4.2.2标准工艺定义........................................................24

4.2.3产品流程设定........................................................24

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

4.2.5工艺流程查询........................................................24

4.3生产资源管理...............................................................26

4.3.1资源定义............................................................26

4.3.2状态设定............................................................26

4.3.3FAB监视...........................................................27

4.3.4资源管理............................................................28

4.3.5资源异常处理........................................................28

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

4.4生产进度管理...............................................................30

4.4.1生产订单............................................................30

4.4.2订单产品编辑........................................................30

4.4.3生产安排............................................................30

4.4.4订单查询统计........................................................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批次查询...........................................................33

4.5.4批次跟踪...........................................................34

4.5.5生产追溯...........................................................35

4.6车间现场管理...............................................................37

4.6.1作业指派...........................................................37

4.6.2作业执行...........................................................37

4.6.3数据收集...........................................................38

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

4.7质量管理...................................................................39

4.7.1质量基础...........................................................39

4.7.2异常处理...........................................................40

4.7.3异常统计...........................................................40

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

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

4.10权限管理...................................................................44

4.10.1用户管理...........................................................44

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

4.10.3资质管理............................................................44

4.11系统管理...................................................................45

4.12报表.......................................................................46

4.12.1报表...............................................................46

4.12.2数据挖掘...........................................................48

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

4.14仓库管理...................................................................50

4.14.1基础定义...........................................................50

内部存储...........................................................50

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

供应链企业........................................................50

4.14.2库存管理...........................................................50

库存初始化........................................................51

物料入库..........................................................51

物料出库..........................................................51

物料移库..........................................................51

库存盘点..........................................................52

检验..............................................................52

4.15查询统计...................................................................52

5系统软件结构....................................................................54

5.1软件技术...................................................................54

5.2软件构架...................................................................54

6系统硬件结构............................55

6.1结构简图...................................................................55

6.2服务器配置.................................................................55

6.2.1服务器平台软件......................................................55

6.2.2服务器主要硬件配置..................................................55

6.3客户端配置.................................................................57

6.3.1客户端平台软件......................................................57

6.3.2客户端主要硬件配置..................................................57

6.3.3客户端其它硬件......................................................57

7系统集成........................................................................58

7.1.1MES提供的标准接口................................................58

8项目管理........................................................................60

8.1项目计划...................................................................60

8.2项目组织...................................................................61

8.2.1客户成员............................................................61

8.2.2公司实施成员........................................................61

8.3项目实施...................................................................63

8.3.1项目流程............................................................63

8.4质量与进度控制.............................................................64

8.4.1进度控制............................................................64

8.4.2管理性报表.........................................................64

9进度计划........................................................................65

1方案说明

1.1方案的组成部分

方案书主要内容包含下列部分:

•MES系统开发

•解决方案

•数据收集方法

•MES系统功能说明

•系统软件结构

•系统硬件结构

•系统集成

•项目管理

•进度计划

2解决方案

根据提出的需求，结合Blossim在工导体行业的经验我们认为本项目的MES

系统需实现的管理目标包括：

•规范并结构化产品、工艺流程

•提高对现场在制品的管控

•提高企业生产安排的合理性

•提高产品的质量管控程度

•加强对物料以及现场物流的管控

•提高质量问题反馈的及时度

•加强对设备、治工具等的管理

•提高对生产、质量数据的分析

•实现物料-制造过程全面追溯本章节将结合本公司系统针对需求以及半

导体行业特点提出分阶段实施的解决方案。

2.1需求分析

针对提出的需求以及半导体制造业的特点，Blossim认为可以主要归纳为以

下几个方面。

2.1.1工艺流程

半导体工艺流程包含的工序多，对应于不同产品的工艺流程都有所不同。

个同样的工序对不同产品可以采用不同的工艺条件，实现的工艺目标、使用

的设备、材料等都会有区别。同时产品的工艺流程并非固定的而是需要根据

产品的试流、小量、批量期的要求进行调整。因此会产生如卜的需求：

•能够在系统中自定义标准流程、产品流程

•能够灵活的调整产品流程

•对工艺流程进行版本管理

•在流程中灵活定义工序作业的设备、条件、规范值、作业指导、作业标

淮工时等。

•能够查询工艺流程、工艺条件、版本等信息

•在工艺流程变动后更新在制品的流程

2.1.2在制品

半导体制造过程中的在制品难以从硅片上的芯片的图形明确Lot的品种/通

过装载硅片的片盒上的标识来管理。此外芯片制造的整个过程仅在几个区域

中流转，这样导致在制品在Buffer中堆积后难以被管理。在Buffer中的堆

积的在制品的品种、作业流程、作业条件、序的工艺目标等都会有所不

同。

在制品Lot的工艺流程在实际作业过程中有可能发生变更，作业条件、物料、

治工具等都有可能发生变更。

由于上述的主要原因会产生如下需求：

•分批，合批，Batch管理（如多批次同炉管氧化工艺），返工批，暂停，预

暂停Lot等操作管理。

•批次流程变更

•批次返工流程

•批次的作业条件变更

•批次的品种变更

•在线批分布统计：产品在各工序堆积情况；各工序批次堆积情况（如经

PED测试滞留3天提示，7天报警）。

•批次的异常暂停

•宜询批次的流程

•宜询批次的作业记录

•受询批次的流程变更记录

•直询在制品的分布情况

•查询在制品批次的状态

2.1.3生产安排

半导体生产的安排与调度是非常复杂的一件事情。为了保证设备的利用率以

及均衡的产出，一般在制品数量会保持在产出量的2.5倍至3倍之间，这

样导致在制品的数量众多。因此半导体企业会产生如卜.的需求：

•需要能够按品种分批进行投产

•需要能够根据产能模拟计算产出时间

•需要能够及时了解生产订单的进度。

•需要能够区别不同优先级的批次，并且监视最高优先级批次的生产进度

•需要比对理论生产进度与实际生产进度的差异

•对生产进度进行统计分析

•对产能进行统计分析

•投入产出表、各工序段、工序产量统计、产品产出量统计

2.1.4制造过程

芯片的制造过程中包括了几百个环节，一个普通的CMOS工艺的芯片需要进

行二十多道光刻。制造过程中的设备、人员、工具、工装、物料等都有可能

对产品的良率产生影响。

整个制造过程还包括了众多的检验工序，检验工序的检验结果是判定前面工

序作业是否合格的依据，同时也是进行数据分析的依据。

好保证产品的良率，制造人员要能够按照正确的作业方式，根据正确的作业

条件，选用正确的设备，在正确的E寸间对批次进行加工。

现场批次的及时调度是提高生产率的另一项保证。

因此，对制造过程管理方面会有如下需求：

•记录批次的作业时间、人员、设备、物料、工装信息

•记录批次的检验数据

•记录批次的作业数据（如实际温度、电流、电压等）

•指导作业人员在正确的设备上用正确的条件与工装进行作业

•根据优先级控制批次的流速

•指导作业人员选择正确的批次进行加工

•管理人员能够指派作业

•批次流程的调整能够被及时的反映的作业现场

•能够实现制造信息的全面追溯

•能够实现对产品作业流程顺序的管理

•能够控制作业人员的操作资质

质量管理贯穿了芯片制造的整个过程。严格的质量管控与质量问题处理流程

2.1.5质量

是半导体行业的特点。只有这样才能够保证在几百步的工序加工完成后获得

高的良品率。而良品率直接关系到企业的制造成本，1%的良率提高可能会带

来几百万的利润。

因此半导体制造企业对质量管理方面的需求主要包括：

•当检验、测试结果不合格时自动异常报警，并停止批次的后续作业

•当批次的作业过程数据出现问题时自动报警，并停止作业

•当质量问题发生时对质量问题处理的全过程进行记录以及控制

•SPC管理

•统计分析检验、测试数据

•统计分析产品良品率，工序良品率

•统计分析异常处理的批次、硅片的状态

•统计分析异常（不良）责任、原因、现象

•统计分析异常处理效率

设备是半导体生产最重要的生产资源。生产成本中的一大部分是设备的折旧，

如何管理好设备提高设备的利用率是很重要的。因此企、也对设备管理的需求

会包括：

2.1.6设备

•设备状态监视

•设备维护计划（PM）

•设备维护记录

•设备故障的处理及分析

•设备OEE分析

•设备参数分析

•设备加工量统计

•设备部件管理

2.1.7物料

芯片生产的主要物料是硅片，但是化学试剂、靶材、特种气体等的品质对•芯

片最后的制造结果也会产生重要的影响。虽然企业的物料并没有电子装配行

业复杂，但是种类品种也是较多的。很好的管控物料及其使用对于提高产品

良率也起到关键的作用。

此外产成品在未封装前期性能容易受到存放处的环境的影响，需要对产品的

库存同样进行管理。

由此半导体企业要求物料的管控主要包括：

•物料库存管理

•物料检验

•物料现场的配送（上料）管理

•物料的使用限制

2.1.8劳动力

劳动力主要指作业人员。作业人员也是生产管理的一个重要组成部分。在非

全自动生产线的企业，作业人员的能力高低会对产品的制造进度、质量等产

生较大的影响。在实际情况中许多不良实际是由于人为操作失误而导致的。

因此从劳动力管理的角度，企业需求主要包括•：

•作业人员权限管理

•作业人员资质管理

•作业人员的作业历史统计分析

•作业人员产量统计分析

•事故责任统计

2.2第一阶段

2.2.1系统目标

本阶段实现的目标包括：

•建立企业的基础物料数据

•结构及规范化工艺流程

•建立工序与物料的对应信息库

•建立生产资源基础信息（含设备、工装、专业工人）

•实现制造流程的灵活调整与及时传递

•规范化生产计划安排

•实现车间作业流程卡自动生成

•实现车间作业的信息化管控

•实现实时生产调度（工单、批次的停止、加速生产的传达）

•实现对现场物料配送过程的管挖

•SPC管理

•实现对生产制程的统计分析

2.2.2MES功能应用

第•阶段需要采用的系统功能包括：

•产品定义管理

•生产资源管理

•工艺流程管理

•生产进度管理

•车间现场管理

•在制品管理

•SPC

•配送管理

•查询、统计、报表

•KPI

•权限管理

•系统管理

BlossimA-MES系统是按照ISA95结构建立的产品化的系统，通过系统各

项功能的组合来对应解决来自I•企业的不同需求。这样的系统结构方式能够

适应企业日后的需求的扩展，而不需要再对系统的结构进行调整。

本章节内涉及的功能将在“MES功能”章节中作进一步阐述。

2.2.3功能应用概要

2.2.3.1产品定义管理

•物料主数据定义能协助用户建立并规范物料与产品分类结构、基本属

性（名称、编码、

计量单位等）、产品与物料的规格与检验标准、物料的供应商基本信息，

实现产品主数据的统一管理。

建议产品主数据资料的建立可以以目前主要产品（量产品）为基础，先

建立相关物料的分类结构。

再在分类基础上设定具体的基本属性，名称、计量单位必需设定。使用

目前使用中的名称与单位即可，

最后确定物料的供应商，以及规格要求等信息。可对基础规格设定需要

管控的规格设定管控范围。对于非强制性的、主要用于监测的规格可以

不设定管控范围。

•规格基础通过模块的规格库功能，用户能将各种产品规格分类统

一管理。规格的分类建议为单层结构，如：电学性能、外观、化

学性能等。确定规格的数值类型，如：CD的类型为数值型。

2.2.3.2工艺流程定义

•标准工艺

通过工步（可以不设定）一工序一工序段一流程的定义过程建

立结构化的工艺流程基础数据。通过定义工序的工艺目标能明确给作业

人员的标准作业指导。通过建立工序与作业单元以及Recipe的关系明

确了在不同作业条件下各工序可以使用的生产资源。

对「流程定义中的工序设定主要以对制造过程管控要求为依据。系统中

的工序可以不必与实际的作业站完全一致。原则是对工艺不稳定、质量

要求高的产品的流程尽量设定到实际的每一步作业工序；主工序、问题

多发工序和检验工序一定要在系统中设定。系统中流程的工序设定数量

会影响到管理成木，设定越细管理成本越高但管控效果越好；工序覆盖

作业范围越宽管理成本越低，相应管控效果会下降。

工艺条件与作业单元、以及Recipe可以根据现有资料逐步完善，对于难

以明确的可以先设定虚拟数据，后期调整。

•产品流程通过以基础流程定义为依据的产品流程定义，用户能够建立

独立的产品

制造流程。用户可以定义产品流程中的工序物料从而建立工艺与原辅材

料之间的对应关系。用户可以定义工序需要收集的数据（包括检验数据），

这样系统能够指导用户记录或自动筛选出需要管控的过程和质量数据，

并在超出规格时能够及时反馈或协助用户的判断和处理。

产品流程定义可以选择由工序组成完整流程也可以导入基础流程或其它

产品流程。建议采用后一种方式在导入基础上进行调整可以减少实际工

作量。

工序物料设定时必须对主要物料进行设定，建立对应关系，否则将影响

到追溯性。对于生产辅料可以根据其重要性有选择的设定，一般依据对

产品质量影响大小为原则。建议在系统运行初期可以暂不设定辅料，根

据系统反馈的统计信息逐步增加。

2.2.3.3生产资源管理

•资源定义

在车间一工作中心一作业单元3个层级上定义主生产资源及其属性。

设定作业单元对应的Recipe。作业单元是一个综合概念，它泛指用于

产品某步加工的工作单元。作业

单元可以是设备、也可以是一个岗位。

如：可以设定CVD101,也可以设定一个虚拟的设备MA101(Material

Acceptance101)

•过程数据基础定义基础的作业过程中需要的收集的数据及其属性。用

户可以在任何时

候调整、增加、删除数据收集的项目。

数据收集项目可以包括制造过程的收集项：可以包括控制项A

以及检验判定项目：具体可定义的项目包括：项目名称/编

号、描述、单位、类型。如：

项目描述单位类型

FilmThickness膜厚um数值

Bin2接触测试-布尔型

•作业单元状态

明确作业单元可能处于的各种状态。为生产管控以及统计分析提供依据。

标准的作业单元状态：待作业、作业、故障、准备

•部件管理部件基础中定义须管控的部件名称例如：探针卡，定义属

性为工装。设定工装的使用次数限制或时间限制。

•部件查询查询并列出符合查询条件的部件名，在使用工序，使用次

数，使用时间

等讯息。

•FAB监视

通过系统提供的FAB监视功能，能够迅速了解制造现场实际的资源运行

状况。并且可以链接查询生产资源运行的历史状况。

•资源管理提供对资源运行历史状态的

统计分析。

2.2.3.4生产进度管理

•生产订单

MES获得生产订单信息后将MES中定义的产品制造信息附加于订单产

品V

用户也可以通过创建生产订单设定订单的产品、数量、投入数量、产出

日期、投入日期等项目。

对于针对该订单产品/半成品的设计变更、工艺变化等可以通过调整任务

单产品的制造基础信息实现，而不会影响整个产品或已投产产品的基础

信息。

•生产安排线长通过计划分配的生产订单信息在系统中安排产线生产。

批次安排到

生产线，订单产品/半成品的制造基础信息被附加于批次上。同时打印条

形码。

•订单统计查询订单的完成进度，查询订单下产品料件的生产进度，查

询满足特定

条件的订单（例如：6月21日下达的所有订单清单）

2.2.3.5车间现场管理

车间现场管理能够提供管理人员安排作业、操作人员执行作业的立台。

管理人员能够通过作业指派功能指定生产批次到特定的生产单元作业或者给

特定的人员作业。

每道工序的作业都可采用指派执行、自派执行、直接执行三种方式主要的

依据是工序的重要度以及加工时间的长短。例：如果有多台相同的设备，

为保证生产设备能平衡车间的生产负荷，可由

现场管理人员指派具体的生产单元或批次，以保证生产效率及稳定性。

例：如某道工序作业时间较短，就可采用直接扫描条码，记录开始及完成时

间。

数据收集主要通过作业人员的作业执行中的事件来触发。通过作业执行功能

收集数据能够获得即时的数据从而保证了信息反馈的实时性。

2.2.3.6在制品管理

在制品管理能够提供生产管理人员、技术人员、计划人员实时控制在制品生

产的通路。

在制品管理提供了对于生产批次的流程调整、暂停、预设暂停、异常暂停、

拆分、合并、工序物料调整、工序数据收集内容调整等功能。

基于上述功能管理人员能够及时地对变更、异常、例外事件进行处理（上述

任何操作确定后都会立刻传递到现场影响批次的作业）。

SPC

SPC-统计学流程控制。

质量管理的重要一环是预防性管理c通过SPC功能用户能够在出现异常之前

提前发现监控因素的不稳定趋势，从而提前制止异常的发生。

例如：对于扩散检验代码为RSPT113的工艺条件对应的RS参数进行SPC

管控，

例如：对于工序的良率进行监控，当良率低于设定值或波动幅度大于设定范

围时系统采取提示、报警、停止作业等措施。

2.2.3.8配送管理

定义现场的存储单元、载具的相关属性。并通过入库、出库、包装、现场存

储等作业来完成物流的•系列操作C

配送管理通过出入库、出库单管理现场物料库存的存储。通过来料接受功能

初始化现场的物料，并且通过储存管理来实现对载具、存储单元的存储数量

的限制。

2.2.3.9查询统计报表

在上述功能的基础上，系统能够提供的以制造数据为主的各种查询、统计、

报表，主要包括：

•批次查询

•在制品分布表

•生产进度比较表

•质量异常分析

•批次物料查询

•物料批次查询

•直•元加工批次查询

•生产订单/任务单物料查询

•作业单元加工量统计

•操作人员加工量报表

•良品率报表

•工序一次通过率报表

•设备利用率报表

•OEE报表

•各产线月（周、日）产量统计

0KPI

KPI指标是基于生产数据的基础上对工艺、设备、制造、物料等方面的关键

绩效指标进行统计分析提供决策支持。

2.2.3.11用户管理

•权限管理通过权限管理能够对企业的制造管理过程中的人员职权进

行明确的界

定。而MES系统通过系统的权限管理能限制不同角色的人员对系统的操

作范围。

建议通过合理划分建立各种业务角色后，通过角色来设定用户的权限。

•角色管理按照实际的分工定义，'吏用系统的人员的不同角色。井设定角

色的权限。例如：设定系统管理员角色可以操作系统所有的功能。

•资质管理

设定用户操作对不同生产资源、不同产品、不同工艺条件的作业资质。

2.2.3.12系统管理

系统管理的参数设定可以设定系统的各种参数，包括数据采集、打印等硬件

的驱动参数。

单位设定支持用户自定义各种单位，以及各种单位之间的转换关系。

2.3第二阶段

2.3.1系统目标

本阶段的目标包括：

•实现质量问题处理流程全面管理（检测记录、原因分析、处理、责任确

认）

•实现质量异常问题的及时反馈与重大问题的及时处理

•实现对库存的全面管理

•实现设备、工装的PM管理

•实现设备异常处理流程管理

•生产进度预测

•生产进度差异比较

2.3.2功能应用

第二阶段需要涉及的功能包括：

•质量管理

•生产资源管理的部件管理

•生产资源管理的PM管理

•生产资源管理的资源异常处理

•生产进度管理的生产排程

•生产进度管理的生产进度差异

•仓库管理