MES在半导体生产管理中的应用

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。

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。

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。

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。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。

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。

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：

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；

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；

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。

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