晶圓製造廠多工單等級下之產能互換機制設計

Abstract

本文針對半導體產業短期產能供需失調的情況，在多工單等級環境下，以不延遲已下單顧客交期為前提，面對客戶插單的要求，試圖協調產能之供需，以達到三贏的局面。 首先關鍵機種產能需求推估機制，乃利用週期時間資訊，進而推估現場各訂單對於瓶頸與關鍵資源產能利用時段，預估關鍵資源於規劃週期內之產能負荷情形。另外，交期評估機制乃藉由客戶要求產品等級與交期，評估達成插單交期之可行性。至於工單篩選機制藉由現場之在製品資訊與既定訂單之投料預測時點，利用關鍵機種產能需求推估機制之結果，從中搜尋可提供插單產能之訂單。而異動評估機制則將經由工單篩選機制篩選出之候選工單，透過系統寬裕值以及關鍵機台之利用率評估抵換可行性。最後，可抵換工單排序機制，則進行可抵換工單集合排序，以作為最後選擇參考。 經過模擬驗證顯示，透過產能互換機制來選取可抵換訂單，對於製造系統績效之維持與插入訂單之交期達成，有明確之功效。此外，經驗證後顯示，若採直接插單而不進行換單者，確實會對其他訂單之達交績效造成不良影響，可見產能互換機制之功能，在於提升客戶之服務品質方面上有其存在之必要性。

Short-term unbalance of capacity between supply and demand happens frequently in semiconductor manufacturing. Under the condition that not delaying the confirmed orders, this thesis intends to solve the capacity exchange problem so as to transfer the capacity of a prescheduled order to the inserted order. First, the capacity estimation module estimates the time period of the critical machine will be used by each order. It thus provides the loading information of critical machines. Next, due-date evaluation module evaluates the practicability of achieving the due date of the inserted order. Third, the candidate-order selection module picks out the candidate orders that may fit the capacity requirement of inserted order to the critical machine by using the results of the capacity estimation module. Then, exchange evaluation module evaluates the system performance once capacity exchange is made to decide if the candidate order can be an option for exchanging. Finally, the exchangeable orders sorting module decides the sequence among final candidate orders. The case study shows that the capacity exchanging mechanism not only achieves the performance targets, but also fulfills the due date of inserted order. The simulation also shows that without making order exchanging, the inserting of the new order will diminish delivery target. Thus, the capacity exchanging mechanism is necessary in maintaining system performance and on time delivery. 1.1、研究背景與動機 1.2、研究目的 1.3、研究範圍與限制 1.4、研究方法 第二章、文獻探討 2.1、晶圓製造業之生產特性、現狀與未來發展趨勢 2.1.1、晶圓製造之生產特性 2.1.2、晶圓製造業之現狀與未來發展趨勢 2.2、生產控制與產能規劃 2.2.1限制理論 2.2.2、粗估產能規劃 2.2.3、產能需求規劃 2.3、績效指標評估 2.3.1、生產週期時間 2.3.1.1區段基礎式週期時間估算法（BBCT）之基本原理與架構 2.3.2、交期相關 2.3.2.1 交期達成與寬放因子 2.3.2.2 交期滿意度 2.3.3、產出績效衡量指標 2.4、緊急訂單之相關探討 第三章、模式構建 3.1、問題定義與分析 3.2、整體架構與邏輯 3.2.1、產能互換機制之定位與研究前提 3.2.2、產能互換機制之設計與邏輯 3.3、主生產排程與細部生產排程 3.4、關鍵機種產能需求推估機制 3.5、交期評估機制 3.6、工單篩選機制 3.7、異動評估機制 3.7.1、異動監控模組 3.7.1.1 系統寬裕值 3.7.1.2 瓶頸與關鍵資源的產能監控流程 3.8.2、產能抵換評估機制 3.8、可抵換訂單排序機制 第四章、模擬驗證 4.1、前言 4.2、系統基本環境說明 4.2.1、生產環境資料 4.2.2、主生產排程規劃假設 4.2.3、細部排程規劃假設 4.3、主生產排程與細部排程之規劃結果 4.3.1產品等級別生產週期時間 4.3.2層級別生產週期時間 4.3.3 工作站流動時間 4.3.4交期指定 4.4、產能抵換機制執行過程 4.4.1插單相關資訊 4.4.2關鍵機種產能需求推估機制 4.4.3交期評估機制結果 4.4.4工單篩選機制結果 4.4.5異動評估機制結果 4.5模擬驗證與成效分析 4.5.1模擬驗證 4.5.1.1實驗組 4.5.1.2對照組 4.5.2 結論分析 第五章、 結論與未來研究方向 5.1結論 5.2未來研究方向