Uma abordagem centralizada da simulação de fábrica
Steven Brown, Tecnologias Infineon
Frank Chance, Ph.D., FabTime Inc.
John Fowler, Ph.D., Universidade Estadual do Arizona
Jennifer Robinson, Ph.D., FabTime Inc.
Sumário
Este artigo descreve os objetivos, práticas e metodologias da equipe de Simulação e Modelagem de Fábrica da Divisão de Semicondutores da Siemens. O objetivo da equipe é implementar a capacidade de modelagem de desempenho (simulação, análise de capacidade e análise de custos) nas fábricas de toda a divisão, tanto na fabricação de wafer quanto nas operações de back-end. As descobertas de atividades de modelagem recentes são discutidas, juntamente com aplicações de simulação e uma abordagem de modelagem hierárquica. Os autores desejam usar artigos como este para iniciar discussões com outras organizações usando técnicas de modelagem para analisar o desempenho da fábrica.
Integração de análise de custo, capacidade e simulação
O que você está esperando?
FabTime Inc.
Sumário
Neste artigo, discutimos a integração das análises de custo, capacidade e simulação. A análise de custos é frequentemente tratada como uma tarefa separada das atividades de modelagem de capacidade e simulação. Várias medidas importantes de desempenho de custos em nível de fábrica, no entanto, dependem de cálculos detalhados de análise de capacidade. De fato, grande parte das bases difíceis para fazer esses cálculos já foi concluída nas ferramentas existentes de análise de capacidade e simulação. Argumentamos que essas atividades se encaixam naturalmente e dão uma imagem mais completa do desempenho da fábrica do que análises isoladas. Além disso, as ferramentas de análise de capacidade e simulação são cada vez mais usadas para apoiar decisões de negócios estratégicas e táticas. Essas decisões costumam ser enquadradas em termos de impacto nos resultados. Portanto, ferramentas eficazes de apoio à decisão devem falar não apenas em termos de capacidade e tempo de ciclo, mas também em termos de dólares.
Concentramo-nos em três medidas de desempenho de receita e custo no nível da fábrica, como taxa de transferência com valor em dólar, estoque com valor em dólar e despesas operacionais. Descrevemos os parâmetros de entrada adicionados ao Factory Explorer®, uma ferramenta de análise de fábrica existente, para apoiar a estimativa dessas medidas de desempenho. Com um parâmetro adicional, também é possível executar uma análise detalhada dos custos do produto. Apresentamos alguns exemplos de usos para essa estrutura de análise integrada. Em uma nota de advertência, também apresentamos um exemplo em que o uso do custo do produto, com exclusão das medidas no nível da fábrica, pode levar a resultados abaixo do ideal. Encerramos discutindo as vantagens presentes em uma estrutura integrada de análise de custo, capacidade e simulação.
Validando tempos de ciclo do modelo de simulação na Seagate Technology
Navdeep Grewal, Alvin Bruska, Timbur Wulf
Tecnologia Seagate
Jennifer Robinson, Ph.D., FabTime Inc.
Sumário
Este artigo descreve a validação de tempos de ciclo em um modelo de simulação de fábrica de uma nova instalação de fabricação de Wafer de Cabeça de Gravação na Seagate Technology, Minneapolis, MN. Os objetivos do projeto eram determinar quais fatores estavam causando deltas de tempo de ciclo entre o modelo e a fábrica real e adicionar detalhes ao modelo de simulação para aproximar os tempos de ciclo da realidade. O estudo constatou que os contribuintes mais significativos para o delta do tempo de ciclo foram número de ferramentas, número de operadores, nível de treinamento cruzado de operadores e suposições sobre retrabalho, tempo de inatividade e dedicação de equipamentos.
Como obter boas respostas: métodos eficazes para validar modelos complexos
Chance de Frank, Ph.D., Jennifer Robinson, Ph.D.
FabTime Inc.
Nancy Winter, Desenho Industrial e Construção
Sumário
A validação do modelo é como uma viagem ao dentista. Você sabe que é necessário, mas outras tarefas sempre parecem ter precedência. O evento real pode ser doloroso e sempre há um elemento de incerteza sobre os problemas que podem vir à tona. Mas depois que acabar, você terá um atestado de saúde ou uma boa ideia de onde residem os verdadeiros problemas. E, no fundo, você sabe que é melhor lidar com esses problemas o quanto antes. A validação de modelos de fabricação de semicondutores e eletrônicos é particularmente desafiadora (alguns diriam dolorosa) devido à quantidade de dados de entrada e saída envolvidos. Boas respostas, no entanto, requerem modelos válidos. Neste artigo, apresentamos vários estudos de caso em validação de modelo e descrevemos os métodos de validação que consideramos particularmente eficazes.
Suporte à fabricação com simulação: design, desenvolvimento e implantação de modelo
Chance de Frank, Ph.D., Jennifer Robinson, Ph.D.
FabTime Inc.
John Fowler, Ph.D., Universidade Estadual do Arizona
Sumário
Neste artigo, identificamos e discutimos os recursos que acreditamos serem essenciais para o uso bem-sucedido da simulação como ferramenta de suporte à manufatura. A discussão começa com três exemplos de projetos extraídos das experiências industriais e de consultoria dos autores. Usando esses projetos como motivação, discutimos o design, desenvolvimento e implantação do modelo de ciclo de vida do projeto ideal. Para o projeto do modelo, enfatizamos a importância de uma especificação clara e consistente, articulada em um documento escrito. Esta especificação deve identificar clientes, objetivos e entregas do projeto. A seguir, revisamos uma gama de opções de desenvolvimento de modelo, enfatizando a existência de muitas alternativas de não simulação. Também discutimos métodos para verificação e validação de modelo. Finalmente, consideramos as dificuldades de implantação do modelo, incluindo análise de saída de simulação, manutenção de dados e integração do modelo. Encerramos com várias sugestões sobre a melhor forma de apresentar os resultados da simulação para um público administrativo.
Uma técnica de modelagem rápida para melhorias mensuráveis no desempenho da fábrica
Andreas Peikert, Steven Brown, Josef Thoma
Infineon
Sumário
Este artigo discute uma metodologia para investigar rapidamente áreas problemáticas em fábricas de fabricação de wafer de semicondutores, criando um modelo apenas para a área de produção de interesse (em oposição a um modelo da operação completa da fábrica). Todas as outras operações de fábrica são tratadas como “caixas pretas”. Suposições específicas são feitas para capturar o efeito do fluxo reentrante. Esta abordagem permite uma resposta rápida às questões de produção ao iniciar um novo projeto de simulação. A metodologia foi aplicada a uma análise de capacidade e tempo de ciclo da operação de fotolitografia para a fábrica de wafer de Infineon em Dresden. Os resultados deste estudo de simulação são apresentados.
Melhorias mensuráveis na capacidade restrita de tempo de ciclo
John Fowler, Ph.D., Universidade Estadual do Arizona
Steven Brown, Hermann Alexander Schoemig Gold
Infineon
Sumário
Este estudo usa análise baseada em simulação para avaliar as práticas operacionais de uma fábrica de semicondutores de vários produtos e alto volume, com o objetivo de encontrar áreas potenciais para melhoria de produtividade que produzirão um aumento quantificável na capacidade da fábrica. Os parâmetros de configuração, lote, dedicação da ferramenta / operador, liberação do lote e regra de despacho foram estudados. A análise revelou que algumas das práticas operacionais atuais da fábrica eram benéficas, enquanto a mudança de algumas outras práticas aumentaria a “capacidade limitada pelo tempo de ciclo” em até 12%. Uma oportunidade significativa para melhoria potencial para esta fábrica está na implementação de uma política de prevenção de configuração estrita. A primeira implementação na fábrica real é um relaxamento da dedicação ao equipamento de fotolitografia que ajudou a fábrica a atingir uma redução de 25% no tempo de ciclo e no estoque.
Integração da redução de tempo de ciclo direcionada ao processo de planejamento de capital
Navdeep S. Grewal, Timbur M. Wulf, Alvin C. Bruska
Tecnologia Seagate
Jennifer Robinson, Ph. D., FabTime Inc.
Sumário
Este artigo descreve o desenvolvimento e a aplicação de uma metodologia integrada de análise de capacidade estática e simulação dinâmica para adquirir capacidade de equipamento. O objetivo do estudo é abordar os objetivos de tempo de ciclo direcionados em uma instalação de fabricação de Wafer de Gravação de Cabeça na Seagate Technology, Minneapolis, MN. O curto tempo de ciclo do produto, combinado com a natureza competitiva do setor de unidades de disco, tornou a redução do tempo de ciclo um dos objetivos mais importantes do planejamento da capacidade de produção. Este documento descreve uma estratégia de aquisição de equipamentos na qual a análise de capacidade estática é usada para identificar um conjunto inicial de equipamentos com uma variável de baixa capacidade de folga em cada grupo de ferramentas. A análise de simulação é então usada para identificar os grupos críticos de ferramentas que contribuem para os atrasos no ciclo. A equipe de engenharia industrial da Seagate usou a ferramenta de análise de simulação Factory Explorer® de Wright Williams & Kelly, Inc. para executar a análise de redução do tempo de ciclo. Essa abordagem direcionada é comparada à abordagem tradicional de planejamento de capacidade estática de aplicação global de buffers de capacidade de reserva de 20% ou mais para atingir a mesma meta de redução do tempo de ciclo. No geral, a abordagem direcionada provou ser eficiente em termos de minimização de gastos com equipamentos de capital e também eficaz no chão de fábrica.
Implementação eficaz de estratégias de redução de tempo de ciclo para fabricação de semicondutores
Steven Brown, Joerg Franz Leibl Domaschke
Infineon
Jennifer Robinson, Ph. D., FabTime Inc.
Sumário
Usando modelos de simulação de eventos discretos, foi realizado um estudo para avaliar as práticas atuais de produção de uma operação de back-end de semicondutores de alto volume. O objetivo geral era encontrar áreas em potencial para melhoria da produtividade que coletivamente produzissem uma redução de 60% no tempo do ciclo de fabricação. Este artigo apresenta a metodologia de simulação e os resultados referentes à análise das operações de montagem, queima e teste. Muitas das recomendações identificadas podem ser implementadas sem custo adicional para a fábrica. As oportunidades mais significativas de melhoria estão na área Teste, a restrição do sistema. Além disso, o modelo é extremamente sensível a alterações nos níveis de pessoal do operador, um reflexo preciso de muitas operações de back-end. O modelo mostra que o impacto cumulativo dessas recomendações é uma redução de 41% no tempo médio do ciclo, uma contribuição significativa para a meta geral.
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