移动MES 系统在半导体制造中的设计应用阐述

时间：2024-04-25

柳欣呈

临沂大学物理与电子工程学院山东临沂 276000

MES 系统也就是制造执行系统，该系统旨在加强MRP 计划的执行功能。在制造生产过程中，通过MES 系统联结MRP 计划与车间作业现场控制，进一步加强对生产过程的监管控制，提高整个制造生产管理的自动化、智能化水平，确保生产线的安全稳定水平。将MES 系统应用于半导体设计制造具有十足的必要性。半导体制造业是一个典型的技术密集型科技制造行业，半导体制造过程是一个离散的制造生产过程，在半导体设计生产过程中运用MES 系统进行生产过程监控与生产现场管理，获得生产车间内的精准信息并将其传送给底层生产控制系统，使整个生产制造系统得以正常稳定运行[1]。

1 半导体设计制造中MES 系统的传统应用

1.1 应用方式

进入21 世纪后，半导体生产制造的信息化、数字化、智能化水平明显提高，客户管理系统、供应商系统、GUI 系统、PROMISE 系统等被应用于半导体生产制造过程，方便了工程师调度安排。如在某生产车间内应用GUI 系统后，基于B/S 架构以及该系统的其它功能就能实现对生产车间流水线上各批次产品的管理；且在有限局域网的支持下实现厂区内各网络设备的互相关联，这样就使调度安排更加便利。在某半导体生产车间内进行封装测试时，MES 系统的使用也使整个封装测试过程大大减化。在作料完毕后，净化间内的作业人员可从产线走到车间台式电脑上进行快速过账操作；在批次上架时将批次放入指定货架并在台式电脑上进行上架入库操作；在查询批次状态与机台状态时可通过特定的台式电脑予以完成[2]。

1.2 存在缺陷

在传统技术模式下，MES 系统中在线操作都是要通过台式电脑完成，虽然这在一定程度上提高了半导体生产制造的先进化程度，但也仍存在较多问题。如使用台式机操作时会出现账料不符的情况。受客观条件限制，净化车间内无法实现人手一台电脑，而在几人共用同一台电脑的情况下就有可能出现账料不符问题。

在生产制造过程中，作业人员因无法在第一时间使用到电脑而造成过账不及时问题，出现批次作料与MES 转账不同步现象。这一问题会给正常的生产活动与管理秩序带来很大影响。在传统技术模式下，净化间内台式电脑位置固定不变，电脑与作业机台之间的距离较远，操作时需要工作人员数次往返，不是十分方便。并且每次操作时都需要重新切换GUI 账户，也需要刷新系统，这无形中造成了时间的浪费，影响了作业效率。在传统技术模式下，操作MES 系统时需要工作人员手动键入批号，这也就加了大误操作、批次信息失真失准等问题出现的可能性。

2 移动MES 系统在半导体设计制造中的应用

PDA 也被称为掌上电脑，按照具体的用途PDA 主要被分为两类，消费品PDA 与工业级PDA。在当前的工业领域应用的主要是工业级PDA。随着科技的发展，PDA 与MES 系统融合的趋势也日益明显，在PDA 中融入MES 系统后便能实现手持扫描输入，这样不仅减少了工作人员的工作量，提高了生产效率，而且也降低了出错率。

2.1 基于PDA 的移动MES 系统的设计与实现

在PDA 中，有先进的Android 系统做基础，因此在将其应用到半导体设计与生产活动中时，只需要采用Java 语言开发出相应的APP，然后在5G 无线网络中接入PDA，将接入了PDA的5G 无线网络进入到半导体生产厂区的局域网中，这样GUI系统与PDA 的数据交互就能实现。为了弥补传统技术模式的不足，在将移动MES 系统应用于半导体设计生产时，主要是采用HttpClient 方式实现数据传输，以此保证数据传输质量与效率。在设计生产过程中，首先通过POST 方式向GUI 传递参数，获取数据文件（XML 格式），的然后对文件进行解析，基于爬虫等技术手段获取所需数据信息，并将该信息通过PDA 界面向用户展示出来以便其查询使用。在这一过程中，由GUI 对数据信息进行处理保存[3]。

2.2 移动MES 系统各项操作流程

①Track In：进行这项操作时，首先是输入相关信息，如设备ID，产品批次号等。根据批次号从服务器获得批次信息显示，点击Track In 按钮进行操作，操作过程中于数据库中记入结果。②Track Out：操作时点击相对应的按钮进行正式操作，同样将结果记入数据库。③批次查询：进行批次查询操作时首先输入批次号，根据服务器显示出的信息获得包括片数、品种、状态等在内的各县信息。④机台状态修改：在进行该项操作时先输入设备ID，然后通过服务器获得设备的各项状态信息，然后基于实际的状态要求点击修改按钮进行修改。修改完成后将结果记录到数据库。⑤批次上架：进行批次上架时需要输入货架号、批次号等，输入完成后点击“确认上架” 按钮，于指定货架中增添该批次产品信息，在数据库中记入信息[4]。

2.3 移动MES 在净化间的实际应用

将5G 无线网作为移动MES 系统运行的前提条件，在半导体生产净化间中铺设一定数量的无线AP 点，让净化间中间层大部分区域被覆盖。在生产过程中，如果AP 上绿色的指示灯闪烁，说明没有设备接入但整体状态稳定，如果蓝色指示灯常亮说明有设备接入整体状态也良好稳定。作业时，工作人员手持PDA 进入净化间，通过PDA 使用自己的工号登陆GUI 系统，然后根据实际要求进行各项操作，在操作过程中不需要移动位置，不需要改变设备以及等待电脑。由此可见，移动MES 有效弥补了传统技术模式的不足，不仅提高了工作效率而且保证了数据输入的准确性，确保了产品生产质量。