Processutveckling exekveringssystem

Processutvecklingsexekveringssystem ( PDES ) är mjukvarusystem som används för att styra utvecklingen av högteknologiska tillverkningsteknologier som halvledartillverkning , MEMS- tillverkning, solcellstillverkning , biomedicinsk utrustning eller tillverkning av nanopartiklar . Programvarusystem av detta slag har likheter med produktlivscykelhanteringssystem (PLM). De vägleder utvecklingen av ny eller förbättrad teknologi från dess idé, genom utveckling och till tillverkning. Dessutom lånar de på koncept för tillverkningssystem (MES) men skräddarsyr dem för FoU snarare än för produktion. PDES integrerar människor (med olika bakgrund från potentiellt olika juridiska personer), data (från olika källor), information, kunskap och affärsprocesser.

Fördelar

PDES vs MES i teknikutvecklingscykeln

Dokumenterade fördelar med exekveringssystem för processutveckling inkluderar:

Kortare tid till marknaden
Minskad mängd experiment
Förbättrad kvalitet / robustare tillverkningsprocess
Minskade prototypkostnader
Besparingar genom återanvändning av originaldata, information och kunskap
Ett ramverk för produktoptimering
Minskat avfall
Besparingar genom fullständig integration av tekniska arbetsflöden
Förmåga att ge samarbetspartners tillgång till ett centraliserat utvecklingsregister

Relationer med andra nivå 3 / nivå 4 system

Ett process development execution system (PDES) är ett system som används av företag för att utföra utvecklingsaktiviteter för högteknologiska tillverkningsprocesser. Programvarusystem av det här slaget utnyttjar olika koncept från andra programvarukategorier som PLM , tillverkningsexekveringssystem (MES), ECM men fokuserar på verktyg för att påskynda teknikutvecklingen snarare än produktionen.

En PDES liknar ett manufacturing execution system (MES) på flera sätt. Den viktigaste utmärkande faktorn för en PDES är att den är skräddarsydd för att styra utvecklingen av en tillverkningsprocess, medan MES är skräddarsydd för att utföra volymproduktionen med den utvecklade processen. Därför är verktygsuppsättningen och fokus för en PDES på lägre volym men högre flexibilitet och experimenteringsfrihet. Verktygen i en MES är mer fokuserade på mindre varians, högre volymer, hårdare kontroll och logistik. Båda typerna av applikationsprogram ökar spårbarheten, produktiviteten och kvaliteten på det levererade resultatet. För PDES avser kvalitet processens förmåga att fungera utan fel under en lång rad förhållanden, dvs robustheten hos den utvecklade tillverkningsprocessen. För MES avser kvalitet kvaliteten på den tillverkade varan/varan. Dessutom delar båda programvarutyperna funktioner inklusive spårning av utrustning, produktsläktforskning, arbets- och föremålsspårning, kostnadsberäkning, elektronisk signaturfångst , övervakning av defekter och upplösningar, verkställande instrumentpaneler och andra olika rapporteringslösningar.

Till skillnad från PLM- system hanterar PDES vanligtvis samarbets- och innovationsutmaningarna med en bottom-up-strategi. De börjar med detaljerna i tillverkningsteknologier (som PPLM ), ett enda tillverkningssteg med all dess fysiskt medvetna parametrering och integrerande steg i sekvenser, i enheter, i system, etc.

Andra ganska liknande programvarukategorier är laboratorieinformationshanteringssystem (LIMS) och laboratorieinformationssystem (LIS). PDES erbjuder en bredare uppsättning funktioner, t.ex. virtuella tillverkningstekniker, medan de vanligtvis inte är integrerade med utrustningen i laboratoriet.

PDES har många delar och kan distribueras i olika skalor – från enkel Work in Progress- spårning till en komplex lösning integrerad i en företagsutvecklingsinfrastruktur. Det senare ansluter till andra företagssystem som företagsresurs- och planeringssystem (ERP), tillverkningsexekveringssystem (MES), produktlivscykelhantering ( PLM), övervaknings-, kontroll- och datainsamlingslösningar (SCADA) och schemaläggnings- och planeringssystem (båda lång- sikt och kortsiktiga taktiska).

Exempel: PDES-användning under utveckling av halvledarenheter

Nya idéer för tillverkningsprocesser (för nya varor/råvaror eller förbättrad tillverkning) bygger ofta på, eller kan åtminstone dra nytta av, tidigare utvecklingar och recept som redan används. Detsamma gäller vid utveckling av nya enheter, till exempel en MEMS- sensor eller ställdon. En PDES erbjuder ett enkelt sätt att komma åt dessa tidigare utvecklingar på ett strukturerat sätt. Information kan hämtas snabbare och tidigare resultat kan tas i beaktande mer effektivt. En PDES erbjuder vanligtvis sätt att visa och söka efter resultatdata från olika synvinklar, och att kategorisera data enligt de olika aspekterna. Dessa funktioner tillämpas på alla resultatdata, såsom material, processsteg, maskiner, experiment, dokument och bilder. PDES tillhandahåller också ett sätt att relatera enheter som tillhör samma eller liknande sammanhang och att utforska den resulterande informationen.

I monteringsfasen från processsteg till processflöden hjälper en PDES till att enkelt bygga, lagra, skriva ut och överföra nya processflöden. Genom att ge tillgång till tidigare sammansatta processflöden kan designern använda dem som byggstenar eller moduler i det nyutvecklade flödet. Användningen av standardbyggstenar kan dramatiskt minska designtiden och sannolikheten för fel.

En PDES visar sina verkliga fördelar i verifieringsfasen. Kunskaper (till exempel inom tillverkning av halvledarkomponenter – rengör före avsättning; Efter polymerspinning, ingen temperatur högre än 100 °C tills resisten har tagits bort) tillhandahålls i ett format som kan tolkas av en dator som regler. Om en domänexpert anger reglerna för sina processsteg kan alla ingenjörer senare använda dessa regler för att kontrollera nyutvecklade processflöden, även om domänexperten inte är tillgänglig. För en PDES betyder det att den måste kunna

hantera regler
koppla regler med booleska termer (och, eller, inte) och
kontrollera processflöden med dessa regler. Denna regelkontroll verifierar principen om tillverkningsbarhet för ett nydesignat tillverkningsflöde.

Bearbetningsregelkontrollen ger ingen indikation om funktionaliteten eller ens strukturen hos den producerade varan eller enheten. Inom området för tillverkning av halvledarenheter kan teknikerna för halvledarprocessimulering / TCAD ge en uppfattning om de producerade strukturerna. För att stödja denna "virtuella tillverkning" kan en PDES hantera simuleringsmodeller för processsteg. Vanligtvis ses simuleringsresultaten som fristående data. För att rätta till denna situation kan PDES hantera de resulterande filerna i kombination med processflödet. Detta gör det möjligt för ingenjören att enkelt jämföra de förväntade resultaten med det simulerade resultatet. Kunskapen från jämförelsen kan återigen användas för att förbättra simuleringsmodellen.

Efter virtuell verifiering produceras enheten i en experimentell tillverkningsmiljö. En PDES tillåter en överföring av processflödet till tillverkningsmiljön (till exempel i halvledare: FAB ). Detta kan göras genom att helt enkelt skriva ut ett runcard för operatören eller genom att ansluta till anläggningens Manufacturing Execution Systems (MES). Å andra sidan kan en PDES hantera och dokumentera förändringar i sista minuten av flödet som parameterjusteringar under tillverkningen. Under och efter bearbetningen görs många mätningar. Resultaten av dessa mätningar produceras ofta i form av filer som bilder eller enkla textfiler som innehåller rader och kolumner med data. PDES kan hantera dessa filer, länka samman relaterade resultat och hantera olika versioner av vissa filer, till exempel rapporter. Parat med flexibel text och grafisk hämtning och sökmetoder ger en PDES mekanismen för att se och bedöma den ackumulerade data, information och kunskap från olika perspektiv. Det ger insikt i både informationsaspekterna och tidsaspekterna av tidigare utveckling.

Utvecklingsaktiviteter inom högteknologiska industrier är en alltmer samverkande insats. Detta leder till behovet av att utbyta information mellan partnerna eller att överföra processimmateriella rättigheter från en leverantör till en kund. PDES stödjer denna överföring samtidigt som de är selektiva för att skydda företagets immateriella rättigheter.

Se även

D. Ortloff, J. Popp, T. Schmidt och R. Brück. Process Development Support Environment: A tool SUITE TO ENGINEER MANUFACTURING SEQUENCES i International Journal of Nanomanufacturing, "Recent Developments and Innovations in NEMS/MEMS devices", 2007
T. Schmidt, K. Hahn, T. Binder, J. Popp, A. Wagener och R. Brück. OPTIMERING AV MEMS TILLVERKNINGSPROCESSDESIGN GENOM VIRTUELLA EXPERIMENT. In Proceedings of SPIE: Micro- and Nanotechnology: Materials, Processes, Packaging, and Systems III, Adelaide, volym 6415, 2006. Smart Materials, Nano and Micro-Smart Systems 2006.
NEXUS nyheter. "Lyckat resultat från PROMENADE-projektet..." , mst |news , april 2008.
IKT-resultat. "En virtuell fabrik för mikromaskiner", ICT -resultat, juni 2007.
Elektronikvärlden – högteknologisk forskning och utveckling – drunknar i data men svälter efter information [1] .

externa länkar