Un enfoque centralizado para la simulación de fábrica
Steven Brown, Tecnologías Infineon
Frank Chance, Ph.D., FabTime Inc.
John Fowler, Ph.D., Universidad Estatal de Arizona
Jennifer Robinson, Ph.D., FabTime Inc.
Compendio
Este documento describe los objetivos, prácticas y metodologías del equipo de simulación y modelado de fábrica de la división de semiconductores de Siemens. El estatuto del equipo es implementar la capacidad de modelado de desempeño (simulación, análisis de capacidad y análisis de costos) en las fábricas de toda la división, tanto de fabricación de obleas como de operaciones de back-end. Se discuten los hallazgos de las actividades de modelado recientes, junto con las aplicaciones de simulación y un enfoque de modelado jerárquico. Los autores desean utilizar artículos como este para iniciar discusiones con otras organizaciones que utilizan técnicas de modelado para analizar el desempeño de la fábrica.
Integración de análisis de costos, capacidad y simulación
Frank Chance, Ph.D. Jennifer Robinson, Ph.D.
FabTime Inc.
Compendio
En este artículo, discutimos la integración del análisis de costos, capacidad y simulación. El análisis de costos a menudo se trata como una tarea separada de las actividades de modelado de capacidad y simulación. Sin embargo, varias medidas importantes de rendimiento de costos a nivel de fábrica se basan en cálculos detallados de análisis de capacidad. De hecho, gran parte del difícil trabajo preliminar para realizar estos cálculos ya se ha completado en las herramientas existentes de análisis de capacidad y simulación. Argumentamos que estas actividades encajan de manera bastante natural y ofrecen una imagen más completa del rendimiento de la fábrica que los análisis aislados. Además, las herramientas de análisis de capacidad y simulación se utilizan cada vez más para respaldar decisiones comerciales estratégicas y tácticas. Estas decisiones se enmarcan con mayor frecuencia en términos de su impacto en el resultado final. Por lo tanto, las herramientas eficaces de apoyo a la toma de decisiones deben hablar no solo en términos de capacidad y tiempo de ciclo, sino también en términos de dólares.
Nos centramos en tres medidas de rendimiento de costos e ingresos a nivel de fábrica, a saber, el rendimiento valorado en dólares, el inventario valorado en dólares y los gastos operativos. Describimos los parámetros de entrada agregados a Factory Explorer®, una herramienta de análisis de fábrica existente, para respaldar la estimación de estas medidas de rendimiento. Con un parámetro adicional, también es posible realizar un análisis detallado del costo del producto. Presentamos algunos usos de muestra para este marco de análisis integrado. En una nota de precaución, también presentamos un ejemplo en el que el uso del costo del producto excluyendo las medidas a nivel de fábrica puede conducir a resultados subóptimos. Terminamos discutiendo las ventajas presentes en un marco integrado de análisis de costos, capacidad y simulación.
Validación de tiempos de ciclo del modelo de simulación en Seagate Technology
Navdeep Grewal, Timbur Wulf, Alvin Bruska
Tecnología Seagate
Jennifer Robinson, Ph.D., FabTime Inc.
Compendio
Este documento describe la validación de los tiempos de ciclo en un modelo de simulación de fábrica de una nueva instalación de fabricación de obleas de cabezal de grabación en Seagate Technology, Minneapolis, MN. Los objetivos del proyecto eran determinar qué factores estaban causando deltas de tiempo de ciclo entre el modelo y la fábrica real, y agregar detalles al modelo de simulación para acercar los tiempos de ciclo a la realidad. El estudio encontró que los contribuyentes más importantes al delta del tiempo del ciclo fueron la cantidad de herramientas, la cantidad de operadores, el nivel de capacitación cruzada de los operadores y las suposiciones sobre el retrabajo, el tiempo de inactividad y la dedicación del equipo.
Llegando a buenas respuestas: métodos efectivos para validar modelos complejos
Frank Chance, Ph.D., Jennifer Robinson, Ph.D.
FabTime Inc.
Nancy Winter, Diseño y construcción industrial
Compendio
La validación del modelo es como un viaje al dentista. Sabe que es necesario, pero otras tareas siempre parecen tener prioridad. El evento real puede ser doloroso y siempre hay un elemento de incertidumbre sobre los problemas que pueden salir a la luz. Pero después de que termine, tendrá un buen estado de salud o una buena idea de dónde están los verdaderos problemas. Y en tu corazón, sabes que es mejor abordar estos problemas cuanto antes. La validación de los modelos de fabricación de semiconductores y productos electrónicos es particularmente desafiante (algunos dirían que dolorosa) debido a la cantidad de datos de entrada y salida involucrados. Sin embargo, las buenas respuestas requieren modelos válidos. En este artículo, presentamos varios estudios de caso sobre la validación de modelos y describimos los métodos de validación que hemos encontrado que son particularmente efectivos.
Apoyo a la fabricación con simulación: diseño, desarrollo e implementación de modelos
Frank Chance, Ph.D., Jennifer Robinson, Ph.D.
FabTime Inc.
John Fowler, Ph.D., Universidad Estatal de Arizona
Compendio
En este documento, identificamos y discutimos las características que creemos que son clave para el uso exitoso de la simulación como herramienta de soporte de fabricación. La discusión comienza con tres proyectos de muestra extraídos de las experiencias industriales y de consultoría de los autores. Usando estos proyectos como motivación, discutimos el diseño, desarrollo e implementación del modelo de ciclo de vida ideal del proyecto. Para el diseño del modelo, enfatizamos la importancia de una especificación clara y consistente, articulada en un documento escrito. Esta especificación debe identificar a los clientes, objetivos y entregables del proyecto. A continuación, revisamos una gama de opciones de desarrollo de modelos, haciendo hincapié en la existencia de muchas alternativas distintas de la simulación. También discutimos métodos para la verificación y validación de modelos. Finalmente, consideramos las dificultades de la implementación del modelo, incluido el análisis de salida de la simulación, el mantenimiento de datos y la integración del modelo. Terminamos con varias sugerencias sobre la mejor manera de presentar los resultados de la simulación a una audiencia gerencial.
Una técnica de modelado rápido para mejoras cuantificables en el rendimiento de fábrica
Andreas Peikert, Steven Brown, Josef Thoma
Infineon
Compendio
Este artículo analiza una metodología para investigar rápidamente áreas problemáticas en las fábricas de fabricación de obleas de semiconductores mediante la creación de un modelo para el área de producción de interés únicamente (a diferencia de un modelo de la operación completa de la fábrica). Todas las demás operaciones de la fábrica se tratan como "cajas negras". Se hacen suposiciones específicas para capturar el efecto del flujo reentrante. Este enfoque permite una respuesta rápida a las preguntas de producción al comenzar un nuevo proyecto de simulación. La metodología se aplicó a un análisis de capacidad y tiempo de ciclo de la operación de fotolitografía para la fábrica de obleas Dresden de Infineon. Se presentan los resultados de este estudio de simulación.
Mejoras medibles en la capacidad limitada de tiempo de ciclo
John Fowler, Ph.D., Universidad Estatal de Arizona
Steven Brown, Hermann Gold, Alexander Schoemig
Infineon
Compendio
Este estudio utiliza un análisis basado en simulación para evaluar las prácticas operativas de una fábrica de semiconductores de productos múltiples de alto volumen, con el objetivo de encontrar áreas potenciales para la mejora de la productividad que producirán un aumento cuantificable en la capacidad de la fábrica. Se estudiaron la configuración de los parámetros, el procesamiento por lotes, la dedicación de la herramienta / operador, la liberación del lote y la regla de envío. El análisis reveló que algunas de las prácticas operativas actuales de la fábrica eran beneficiosas, mientras que el cambio de otras prácticas aumentaría la “capacidad limitada por tiempo de ciclo” hasta en un 12%. Una oportunidad significativa para la mejora potencial de esta fábrica radica en implementar una política estricta para evitar configuraciones. La primera implementación en la fábrica actual es una relajación de la dedicación del equipo de fotolitografía que ha ayudado a la fábrica a lograr una reducción del 25% en el tiempo de ciclo y el inventario.
Integración de la reducción del tiempo de ciclo específico en el proceso de planificación de capital
Navdeep S. Grewal, Timbur M. Wulf, Alvin C. Bruska
Tecnología Seagate
Jennifer Robinson, Ph. D., FabTime Inc.
Compendio
Este documento describe el desarrollo y la aplicación de una metodología integrada de análisis de simulación dinámica y capacidad estática para la compra de capacidad de equipos. El objetivo del estudio es abordar los objetivos de tiempo de ciclo específicos en una instalación de fabricación de Wafer Head de grabación de inicio en Seagate Technology, Minneapolis, MN. El corto tiempo de ciclo del producto, junto con la naturaleza competitiva de la industria de las unidades de disco, ha convertido la reducción del tiempo de ciclo en uno de los objetivos más importantes de la planificación de la capacidad de producción. Este documento describe una estrategia de adquisición de equipos en la que se utiliza el análisis de capacidad estática para identificar un conjunto inicial de equipos con una variable de baja capacidad de holgura en cada grupo de herramientas. El análisis de simulación se utiliza para identificar los grupos críticos de herramientas que contribuyen a los retrasos del ciclo. El equipo de Ingeniería Industrial de Seagate utilizó la herramienta de análisis de simulación. Factory Explorer® de Wright Williams & Kelly, Inc. para realizar el análisis de reducción de tiempo de ciclo. Este enfoque dirigido se compara con el enfoque tradicional de planificación de capacidad estática de aplicar globalmente reservas de capacidad de reserva de 20% o más para lograr el mismo objetivo de reducción de tiempo de ciclo. En general, el enfoque dirigido ha demostrado ser eficiente en términos de minimizar los gastos de equipo de capital y también efectivo en la fábrica.
Implementación efectiva de estrategias de reducción de tiempo de ciclo para la fabricación de back-end de semiconductores
Steven Brown, Joerg Domaschke, Franz Leibl
Infineon
Jennifer Robinson, Ph. D., FabTime Inc.
Compendio
Utilizando modelos de simulación de eventos discretos, se realizó un estudio para evaluar las prácticas de producción actuales de una operación de back-end de semiconductores de alto volumen. El objetivo general era encontrar áreas potenciales para la mejora de la productividad que colectivamente produjeran una reducción del 60% en el tiempo del ciclo de fabricación. Este artículo presenta la metodología de simulación y los hallazgos relacionados con el análisis de las operaciones de Ensamblaje, Quemado y Prueba. Muchas de las recomendaciones identificadas se pueden implementar sin costo adicional para la fábrica. Las oportunidades más importantes para mejorar están en el área de Prueba, la restricción del sistema. Además, el modelo es extremadamente sensible a los cambios en los niveles de personal del operador, un reflejo preciso de muchas operaciones de back-end. El modelo muestra que el impacto acumulativo de estas recomendaciones es una reducción del 41% en el tiempo promedio del ciclo, una contribución significativa al objetivo general.
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