复杂芯片制造系统中短期产能规划方法研究

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良好的产能规划对于制造性企业在激烈的市澈争中保持竞争优势起着举足轻重的作用。芯片制造业的复杂特殊性使产能规划中考虑的变量很多，到目前为止没有-套通用的高效， 嫩 的产能规划方法。本文的研究重点是建立-套适用于芯片制造系统的中短期产能规划方法，解决芯片制造系统产能规划中的存在的产品组合问题。

根据产能规划需求产能模型分为三大拈，如图1，分别是设备组加工能力拈、设备组利用率计算拈数据分析拈。在前两个模块中，运用Microsoft excel建立产能规划的电子表格模型，分别计算得到各台设备的每小时产出数量和利用率；第三拈为产能模型的结果输入输出拈，这个拈输出了前两个拈的计算结果，包括了生产线所有设备组的利用率，设备组产能和生产线有效产能并识别生产线现有产能瓶颈。通过研究瓶颈设备组的资源利用情况反推最佳产品的组合。

1设备加工能力计算拈在产能规划模型中，需要获取许多原始数据，有些可以从生产管理 MES系统l的历史数据中统计出来，而有些则必须经过人工的量测来获得。首先计算每台设备作业某个工艺菜单每小时的晶圆产出量，简称为WPH，需经过计算获得，WPH计算公式为：WPHBatch/SPT (1)公式(1)中WPH：设备作业某个工艺菜单每小时的圆片生产量。

2设备组利用率计算拈利用产品工艺流程、设备组目标OEE以及前面设备能力拈计算出的设备WPH值，通过以下几个主要步骤计算出设备组利用率。

步骤-：计算设备组可用时间，每台设备可利用时间的计算公式为：Capacity Available Per Tool30×24×OEE (2)公式(2)中：Capacity Available Per Tool：每台设备每月的可使用时间 (小时)。

步骤二：计算设备组月加工需求，其计算公式：Capacity RequiredMove/WPH 0)公式(3)中：Capacity Required：某工艺菜单对设备的月加工需求(小时)。

步骤三：计算设备组利用率：通过把工艺流程在某设备组上所有工艺菜单需求设备台数求和，即可得出为满足工艺流程所需要标杆设备台数，需求标杆设备台数除以实际可提供的标杆设备台数，即得出设备组的利用率，其公式为：Equipment Utilization Equipment Required FEquit)ment Avail-able (4)公式(4)中：Equipment Utilization：设备组的利用率。

3数据评估拈数据评估拈是产能模型的输入和输出拈，前 2个拈的所有计算结果将在这个拈表现出来。其表现形式是两张表，-张图。

产品组合计划表：以此来确定月产能需求，可以手动调整每个产品的数量，设备组利用率排序表：产能模型计算的所有设备组按照利用率表 1产品组合示例图 1产能模型工作流程图图 2 三种产品组合下的设备组利用率柱状波动图从大到小排列，可以直观的识别生产线瓶颈设备组。 设备组利用率柱状波动图：在产能需求不确定的情况下手动调整输人，通过柱状图对比验证产品优化结果。

4计算实例把表 1所示的产品组合输入产能模型，得到如图2所示3种不同产品组合情况下的产能利用率排序对应的设备组柱状波动图。

图2可以看出，在不同的产品组合下生产线的产能不同。示例3的产品组合充分利用了瓶颈设备组EQ1，EQ2的资源，使瓶颈设备组产能最大化，同时均衡了另外3个非瓶颈设备的利用率。同时可以总结出通过改变瓶颈设备组的投料策略可以改变生产线的总体产能，在市场订单无法准确预测的情况下，可以用此方法倒推出最佳的产品组合策略，指导市秤单。

注释l1何月华.芯片行业 MES的研究与应用D.上海：上夯通大学，2007。