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Das PPS-Werkzeug SUCCESS wurde speziell für das Global Order und Yield Management in der besonders turbulenten Halbleiterbranche entwickelt. Seine auf neuesten Forschungsergebnissen basierenden Methoden ermöglichen es nicht nur, die Auftragsdurchlaufzeiten zu verringern, sondern verbessern auch in gleichem Maße die Kapazitätsauslastung und die Termintreue.
Im Zuge des verschärften weltweiten Wettbewerbs wird der Erfolg produzierender Unternehmen zunehmend durch die Leistungsfähigkeit ihrer Produktionslogistik bestimmt. Besonders augenfällig ist diese Entwicklung in der Halbleiterindustrie. Die Unternehmen operieren hier seit jeher auf globalen Märkten, die durch ein hohes, kurzfristig jedoch stark schwankendes Wachstum gekennzeichnet sind. Logistikziele wie hohe Lieferfähigkeit bei hoher Termintreue und kurzen Lieferzeiten stehen dabei im Vordergrund planerischer Aktivitäten. Voraussetzung für das Erreichen dieser »geplanten« Ziele ist ihre Umsetzbarkeit in der Produktion - also eine Produktionsplanung und -steuerung (PPS), mit der sich realistische Produktionspläne erzeugen lassen. Das Fraunhofer IPA bietet hierfür produzierenden Unternehmen mit der Produktfamilie SUCCESS ein Set individuell anpaßbarer Werkzeuge zur »methodischen Aufrüstung« bestehender PPS-Systeme an.
Den Anforderungen an eine moderne PPS entsprechend sind die Module von SUCCESS den vier unterschiedlichen »Task levels«: Planning, Execution, Quality und Integration zugeordnet. Jeder Task level steht dabei für spezifische Aufgaben in der Produktions- und Informationslogistik von Halbleiterunternehmen.
Der Planning level umfaßt sowohl die mittelfristige Auftragsgrobplanung für einen einzigen Produktionsstandort als auch die kundenindividuelle Auftragskoordination in einem Netzwerk weltweit verteilter Standorte. Seine Ergebnisse gehen als Planvorgaben weiter an den hierarchisch untergeordneten Execution level. Dort wird die Produktion kurzfristig geregelt - mit Werkzeugen wie der ereignisorientierten Simulation oder der automatischen Losfreigabe auf der Basis von Qualitätsinformationen. Der Quality level umfaßt das Yield- und Meßdatenmanagement sowie Analyse und Visualisierung. Seine Ergebnisse dienen neben der direkten Prozeßüberwachung sowohl auf dem Planning level (Yield-Prognosen mit Lernkurven) als auch auf dem Execution-level (automatische Losfreigabe) zur Verbesserung der Planungsqualität. Die Werkzeuge des Integration level erlauben schließlich die Einbindung aller Softwarekomponenten in eine offene, auf international anerkannten Standards basierende Umgebung. So wird insbesondere die transparente Kopplung der SUCCESS-Werkzeuge an die bestehende informationstechnische Infrastruktur der Unternehmen ermöglicht.
Von herausragender Bedeutung für die Unternehmen der Halbleiterindustrie ist die Grobplanung. Sie steckt den Rahmen für die Erfüllung von Liefervereinbarungen ab und definiert die Ausgangsbasis für den Betrieb der Fertigung unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten. Konventionelle Verfahren zur Grobplanung gehen beim Erstellen des Produktionsplans von konstanten ressourcenbezogenen Durchlaufzeiten im Planungszeitraum aus. Dies führt jedoch bei variablem Produktmix entweder zur Verfehlung der Kostenziele oder der Zeitziele. Im ersten Fall können die Kapazitäten der Anlagen nicht optimal ausgenutzt werden, weil sich die Planung zur Sicherung konstanter Durchlaufzeiten an einem starren Auslastungsmittelwert orientiert und damit den Auftragszugang stark limitiert. Richtet sich die Planung dagegen hauptsächlich nach dem tatsächlichen Auftragsaufkommen, treten als Folge dynamische Engpässe auf. Liefertermine lassen sich in diesem Fall nur schwer einhalten.
Ein Ausweg aus dem Dilemma ergibt sich, wenn die Grobplanung mit variablen ressourcenbezogenen Durchlaufzeiten durchgeführt wird. Die aus temporären Engpässen resultierenden Schwankungen können dann in der Planung berücksichtigt werden, was zu realistischen Durchlaufzeit-Prognosen führt. Gleichzeitig ist es möglich, die Fertigung entsprechend ihrer potentiellen Leistungsfähigkeit auszulasten. Planung mit variablen Durchlaufzeiten bedeutet nicht länger die Harmonisierung des Auftragsdurchlaufs »um jeden Preis«, sondern die dynamische Anpassung der Fertigungssituation an die wechselnden Erfordernisse des Marktes.
Entsprechend enthält das Methoden-Set von SUCCESS ein Verfahren zur Grobplanung mit variablen Durchlaufzeiten. Es basiert auf einem iterativen Planungskonzept. Ausgehend davon, daß die dynamischen produktionslogistischen Wirkzusammenhänge aus den in der Vergangenheit beobachteten Auftragsbewegungen und Anlagenzuständen gelernt werden können, greift es zur Bestimmung der variablen Durchlaufzeiten auf künstliche neuronale Netzwerke (KNN) zurück. Grundgedanke ist die schrittweise Verbesserung des Planungsergebnisses durch ein zyklisches Vorgehen. Der mögliche Entscheidungsspielraum wird dabei durch die Planungsvorgaben begrenzt. Das Ergebnis ist ein optimierter Produktionsplan, der insbesondere dem dynamischen Verhalten in der Halbleiterfertigung Rechnung trägt.
Ihre Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart
Dipl.-Ing. Thomas Schmidt, Telefon 0711/970-1939, Telefax 0711/970-1003, e-mail tfs@ipa.fhg.de
Dipl.-Ing. Hans-H. Wiendahl, Telefon 0711/970-1968, Telefax 0711/970-1002, e-mail hhw@ipa.fhg.de
Criteria of this press release:
Economics / business administration, Electrical engineering, Energy, Information technology, Mechanical engineering
transregional, national
Research projects, Research results
German
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