適用單片集成電路封測(cè)線的生產(chǎn)計(jì)劃管理系統(tǒng)

富 琪

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十七研究所，沈陽(yáng)110032）

1 引言

2018年以來(lái)，國(guó)內(nèi)電子行業(yè)面臨嚴(yán)峻的國(guó)際形勢(shì)，促使業(yè)內(nèi)各單位相應(yīng)的生產(chǎn)計(jì)劃管理不得不進(jìn)行改進(jìn)和增強(qiáng)，尋找適合本單位本部門(mén)的方式方法以應(yīng)對(duì)這種形勢(shì)。根據(jù)電子元器件企業(yè)的多品種小批量等特點(diǎn)，對(duì)比分析常見(jiàn)的生產(chǎn)計(jì)劃管理系統(tǒng)，結(jié)合單芯片集成電路封測(cè)生產(chǎn)線的實(shí)際，探尋合適的生產(chǎn)計(jì)劃管理系統(tǒng)，并舉例說(shuō)明生產(chǎn)管理系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用。

2 單芯片集成電路封測(cè)生產(chǎn)線的特點(diǎn)

多品種小批量是電子元器件企業(yè)的普遍特點(diǎn)，其主要特征為[1]:

1)產(chǎn)品專(zhuān)用性強(qiáng)，如某一集成電路只有單一一方或少數(shù)幾方采購(gòu)單位，且客戶需求量較少，大部分產(chǎn)品每年只進(jìn)行幾個(gè)月的生產(chǎn)，甚至有些產(chǎn)品若干年只生產(chǎn)一兩個(gè)批次；

2)工藝階段性明顯，以封測(cè)線為例，生產(chǎn)流程分為封裝、測(cè)試、檢驗(yàn)等幾個(gè)明顯階段；

3)工藝過(guò)程離散，如單芯片集成電路封裝有多種封裝形式，封裝過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)又有多種工藝對(duì)應(yīng)，如粘片過(guò)程有真空燒結(jié)、合金粘片、導(dǎo)熱膠粘片等多種工藝；

4)生產(chǎn)組織主要采用訂貨裝配型，即根據(jù)訂貨情況在生產(chǎn)前完成原料采購(gòu)并組織生產(chǎn)；

5)生產(chǎn)組織方式按照工藝專(zhuān)業(yè)化原則，零件移動(dòng)一般按工藝順序方式。

3 常用的生產(chǎn)計(jì)劃管理方法

具有代表性的生產(chǎn)計(jì)劃管理理論有：物料需求計(jì)劃（Material Requirements Planning，MRP）/制造資源計(jì)劃（Manufacture Resource Planning，MRPII）/企業(yè)資源計(jì)劃（Enterprise Resource Planning，ERP）、準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)方式（Just In Time，JIT）、最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)（Optimized Production Technique，OPT）、約束理論（Theory Of Constraints，TOC）等。這些系統(tǒng)大致可分為三類(lèi)，根據(jù)實(shí)際情況，三類(lèi)系統(tǒng)各有優(yōu)缺點(diǎn)[2-3]。

3.1 MRP/MRPII/ERP

此三項(xiàng)計(jì)劃方式因其內(nèi)在關(guān)聯(lián)實(shí)為一個(gè)完整的統(tǒng)一體，其構(gòu)成定義如下：

MPR：基于單位經(jīng)營(yíng)目標(biāo)制定生產(chǎn)計(jì)劃，圍繞物料轉(zhuǎn)化來(lái)組織制造資源，實(shí)現(xiàn)按需求準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)。通過(guò)產(chǎn)品出產(chǎn)時(shí)間和數(shù)量進(jìn)化，根據(jù)工序順序反推出所有零部件的投入產(chǎn)出時(shí)間和數(shù)量進(jìn)而確定對(duì)制造資源所需要的時(shí)間和數(shù)量，由此圍繞物料的轉(zhuǎn)化組織制造資源，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)。

MRPII：在MRP的基礎(chǔ)上，把企業(yè)的各種活動(dòng)加以統(tǒng)一考慮。

ERP：MRPII經(jīng)過(guò)擴(kuò)充與進(jìn)一步完善。

這種方法優(yōu)點(diǎn)在于中長(zhǎng)期計(jì)劃能力，注重前期規(guī)劃，適合一個(gè)單位年初的整體宏觀策劃。但是這種方法需要提前設(shè)定參數(shù)，而多品種小批量的生產(chǎn)特點(diǎn)使提前設(shè)定的參數(shù)很可能與實(shí)際不符合，而且這種方法通過(guò)事后反饋進(jìn)行生產(chǎn)控制，會(huì)導(dǎo)致控制滯后。最終會(huì)產(chǎn)生計(jì)劃與實(shí)際脫離，以至于無(wú)法完成計(jì)劃或者只能完成部分計(jì)劃的結(jié)果。所以在使用本方法進(jìn)行整體規(guī)劃時(shí)需要更具約束力執(zhí)行力的生產(chǎn)計(jì)劃管理方法進(jìn)行細(xì)化。

3.2 TOC

TOC[4]是OPT技術(shù)的發(fā)展和延續(xù)，考慮計(jì)劃期內(nèi)的系統(tǒng)資源約束，先用有限能力排產(chǎn)法安排評(píng)級(jí)上加工工序的生產(chǎn)作業(yè)進(jìn)度計(jì)劃，再以瓶頸工序?yàn)榛鶞?zhǔn)，把瓶頸工序之前、之間、之后的工序分別按拉動(dòng)、工藝順序、推動(dòng)的方式排定，并進(jìn)行一定優(yōu)化，最后設(shè)置緩沖、繩子等，使非瓶頸計(jì)劃與瓶頸資源上的工序同步。最后打破系統(tǒng)約束，周而復(fù)始。

這種方法的優(yōu)點(diǎn)是充分利用瓶頸，以瓶頸為核心，使系統(tǒng)性能最優(yōu)。不預(yù)先設(shè)定提前期，以瓶頸為基準(zhǔn)編制計(jì)劃，提前期隨實(shí)際變化而變化。但這種方法同時(shí)增加了生產(chǎn)管理難度，對(duì)管理人員有較高要求，需要對(duì)生產(chǎn)線有足夠了解、能夠充分識(shí)別瓶頸。瓶頸識(shí)別偏差會(huì)導(dǎo)致后續(xù)工作的偏差。這種方法對(duì)長(zhǎng)期決策缺少指導(dǎo)和幫助。

3.3 JIT

JIT只在需要的時(shí)候生產(chǎn)需要的數(shù)量，通過(guò)徹底排除浪費(fèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)最大利潤(rùn)目標(biāo)，通過(guò)看板管理方式，按照無(wú)限能力排產(chǎn)法，逐道工序地倒序傳遞生產(chǎn)中取貨指令和生產(chǎn)指令。

這種方法優(yōu)點(diǎn)在于避免了不必要的生產(chǎn)，工序間的問(wèn)題反映敏感，能夠及時(shí)反饋問(wèn)題并進(jìn)行改善。但是這種方法缺少整體計(jì)劃性，容易受到中間某環(huán)節(jié)影響。這種方法的重點(diǎn)在于交貨日期和數(shù)量上，可能導(dǎo)致哄搶資源。因此這種方法適合車(chē)間工序間的計(jì)劃協(xié)調(diào)，不適用于更上層的管理層次，其對(duì)穩(wěn)定性和平衡性的高要求，也不適合以多品種小批量為特點(diǎn)的單芯片集成電路封測(cè)生產(chǎn)線，所以需要有上一層機(jī)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)籌管理其計(jì)劃的協(xié)調(diào)。

4 計(jì)劃管理系統(tǒng)

上述三類(lèi)方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，通過(guò)具體的對(duì)比分析，可以將不同的生產(chǎn)管理系統(tǒng)結(jié)合使用，形成功能更完備的生產(chǎn)管理系統(tǒng)[5-7]。根據(jù)單芯片集成電路封測(cè)生產(chǎn)線多品種小批量的特點(diǎn)，可以將生產(chǎn)計(jì)劃管理系統(tǒng)分為三個(gè)層次[8]，這三個(gè)層次分別對(duì)應(yīng)適合三類(lèi)生產(chǎn)計(jì)劃管理系統(tǒng)的理念，統(tǒng)籌其優(yōu)點(diǎn)，形成適用于單芯片集成電路封測(cè)生產(chǎn)線的綜合計(jì)劃管理系統(tǒng)，其流程示意圖如圖1所示。

圖1 綜合計(jì)劃管理系統(tǒng)流程簡(jiǎn)圖

上層機(jī)構(gòu)：由單位的機(jī)關(guān)職能部門(mén)組成，適用于MRP的管理概念，根據(jù)市場(chǎng)部門(mén)的訂貨需求，考慮物資采購(gòu)、財(cái)務(wù)預(yù)算、庫(kù)存等方面，確定物資投入和產(chǎn)品產(chǎn)出的時(shí)間和數(shù)量，制定中長(zhǎng)期計(jì)劃，如形成半年計(jì)劃、年計(jì)劃等，協(xié)助單位首要領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行單位整體長(zhǎng)期的計(jì)劃管理；

中層機(jī)構(gòu)：由單位的運(yùn)營(yíng)部門(mén)組成，適用于TOC的管理概念，承接上層機(jī)構(gòu)的中長(zhǎng)期計(jì)劃，根據(jù)車(chē)間實(shí)際情況進(jìn)行具體計(jì)劃運(yùn)營(yíng)安排，評(píng)估確定生產(chǎn)線的實(shí)際產(chǎn)能，確定近期生產(chǎn)線上瓶頸工序，根據(jù)瓶頸去制定前后工序的詳細(xì)生產(chǎn)計(jì)劃，同時(shí)在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中負(fù)責(zé)進(jìn)行人員或物資的協(xié)調(diào)，防止下層作業(yè)部門(mén)為完成計(jì)劃任務(wù)造成資源哄搶或互相影響，并在出現(xiàn)新瓶頸時(shí)及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃，并反饋到上一層級(jí)；

下層機(jī)構(gòu)：由單位的車(chē)間等作業(yè)部門(mén)組成，適用于JIT的管理理念，負(fù)責(zé)計(jì)劃的具體執(zhí)行，各個(gè)車(chē)間根據(jù)運(yùn)營(yíng)部門(mén)的具體計(jì)劃進(jìn)行工序間的排產(chǎn)、領(lǐng)料。在不同品種產(chǎn)品的資源利用上需受到上一層的協(xié)調(diào)管理。

5 實(shí)際應(yīng)用

以某兩個(gè)項(xiàng)目為例，X1項(xiàng)目需供貨135只，X2項(xiàng)目需供貨275只，客戶要求某年4月10日前供貨。物料已準(zhǔn)備充足。按照GJB548B中B級(jí)執(zhí)行檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，客戶無(wú)特殊要求。

機(jī)關(guān)部門(mén)基于MRP形成年度計(jì)劃：X1項(xiàng)目生產(chǎn)150只，X2項(xiàng)目生產(chǎn)300只，3月30日前完成。

運(yùn)營(yíng)部門(mén)基于TOC制定詳細(xì)計(jì)劃，具體計(jì)劃內(nèi)容如表1所示。

表1 基于TOC概念的詳細(xì)計(jì)劃及說(shuō)明

基于表中情況，進(jìn)行產(chǎn)品瓶頸分析如下：

1、因人員不足封裝過(guò)程中的粘片前鏡檢，成為生產(chǎn)瓶頸；

2、人員設(shè)備不足，兩個(gè)項(xiàng)目共用同一測(cè)試人員和機(jī)臺(tái)，測(cè)試機(jī)時(shí)存在沖突可能性；

3、對(duì)供貨預(yù)期不足，兩個(gè)項(xiàng)目老煉能力分別為150只，X2項(xiàng)目需要兩次老煉。

根據(jù)年計(jì)劃和生產(chǎn)線實(shí)際，預(yù)判瓶頸工序，推動(dòng)拉動(dòng)前后工序，要求封裝部門(mén)提前開(kāi)始生產(chǎn)，并安排錯(cuò)位生產(chǎn)，制定封裝、測(cè)試、檢驗(yàn)等細(xì)化節(jié)點(diǎn)，使機(jī)時(shí)相互錯(cuò)開(kāi)。

封裝、測(cè)試、檢驗(yàn)等車(chē)間部門(mén)根據(jù)細(xì)化節(jié)點(diǎn)，以JIT方法，倒推每一工序節(jié)點(diǎn)，并按照生產(chǎn)需求取料。與此同時(shí)在計(jì)劃執(zhí)行過(guò)程中，運(yùn)營(yíng)動(dòng)態(tài)監(jiān)管生產(chǎn)線的運(yùn)行。

6 結(jié)束語(yǔ)

生產(chǎn)計(jì)劃管理系統(tǒng)是工廠型企業(yè)管理系統(tǒng)重要組成部分，尋找并使用優(yōu)秀的生產(chǎn)管理系統(tǒng)是產(chǎn)品按期交貨，穩(wěn)定生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率的重要保障。將其應(yīng)用到半導(dǎo)體集成電路生產(chǎn)，有助于各新老產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)展與品質(zhì)控制，以及科研項(xiàng)目的順利完成。