1.2.4　評價指標

對半導體生產線進行調度的目的是對其系統性能進行優化。結合半導體生產線的特點,用來衡量調度方案對半導體生產線系統性能影響的主要指標包括以下幾項。

(1)成品率(Yield)

成品率是指合格產品占總產品的百分比,常指硅片上合格管芯的比例。成品率對半導體生產線的經濟效益有重大影響;很顯然,成品率越高,經濟效益越高。成品率受設備工藝的影響比較大,調度方案對其影響主要是通過盡量縮短工件在車間中的停留時間,減少芯片受污染的機會,從而保證較高的成品率。

(2)在制品(Work?in?Process,WIP)數量

在制品數量是指生產線上所有未完成加工的工件數,即生產線上的硅片總卡數或總片數。WIP是與加工周期相關的優化目標,應盡量控制半導體生產線的WIP數量與期望值相當,該值與半導體生產線的加工能力相關。在低于WIP期望值時,即使WIP數量繼續降低,也不會大大縮短加工周期;在高于WIP數量期望目標值時,WIP數量越多,加工周期會越長。另外,WIP數量越高,資金占用也越多,會直接影響企業的經濟效益。

(3)設備利用率(Machine?Utility)

設備利用率是指設備處于加工狀態的時間占其開機時間的比率,可以使用設備閑置代價來衡量。設備利用率與WIP數量相關,一般來說,WIP數量大,設備利用率較高,但是當WIP數量飽和時,即使WIP數量再增加,設備利用率也不會提高。顯然,設備利用率越高,則單位時間內加工的工件數量越多,創造的價值越大。

(4)平均加工周期及其方差

加工周期是指硅片從進入半導體生產線開始,到完成所有工序離開生產線所占用的時間,也叫流片時間。平均加工周期是指同一流程的多卡硅片的加工時間的平均值,其方差是指各卡硅片的加工周期與其平均加工周期的均方根。平均加工周期及其方差能夠反映系統的響應能力以及準時交貨能力。

(5)總移動量

一卡硅片完成一個工序的加工稱為移動了一步?？傄苿恿?Movement)是所有硅片在單位時間(如一個班次,12小時)內移動的總步數(卡·步)。總移動量越高,表明生產線完成的加工任務數越高。Movement是衡量半導體生產線性能的重要指標,其值越高,說明半導體生產線的加工能力越高,設備的利用率也越高。

(6)移動速率

移動速率是指單位時間(如一個班次,12小時)內一卡硅片的平均移動量(步/卡)。移動速率越高,表明硅片在生產線上的流動速度越快,其平均加工周期則越短。

(7)生產率

生產率是指單位時間(一般為班或日)內流出生產線的卡數或硅片數。理想情況下,生產率等于投料速率。它與加工周期成反比,即加工周期越短,生產率越高。半導體生產線的生產率決定了最終產品的成本、加工周期以及客戶滿意度。顯然,生產率越高,單位時間內創造的價值越高,生產線的加工效率越高。

(8)準時交貨率

準時交貨率是指準時(按時或提前)交貨的工件數占完成加工的工件總數的百分比。

(9)脫期率(Tardiness)

脫期率是指脫期交貨的工件數占完成加工的工件總數的百分比。很明顯,準時交貨率與成品率、生產率、加工周期、在制品數量以及設備利用率等指標都有很直接或間接的關系。準時交貨率與脫期率是衡量調度方案優劣的重要指標,尤其隨著半導體制造業競爭的不斷加劇,提高準時交貨率已成為半導體廠商爭奪用戶、占領市場的重要戰略戰術指標。

需指出的是,上述反映半導體生產線系統性能優劣的指標不能同時達到最優,調度方案對這些指標的全局優化作用只能是某種意義上的折中或平衡。這是因為,這些性能指標之間存在一些制約關系,例如,若要降低產品的平均加工周期,則應降低生產線上的WIP數量,以使待加工工件的等待時間減少。降低WIP數量可降低資金占用,也可間接提高產品合格率;但WIP數量過低,則會降低系統的設備利用率、總移動量、移動速率和生產率,甚至可能導致準時交貨率降低,并從整體上導致企業的盈利能力的下降。反過來,如果WIP數量過大,雖然可提高設備利用率,增加總移動量,但移動速率可能降低,平均加工周期及脫期率增加,產品合格率降低,且會大量占用企業的流動資金,影響企業的整體獲利能力。因此,一個好的調度方案應該在各性能指標間進行權衡,根據具體情況盡可能優化某些重要指標,以使生產線的整體性能達到最優或近似最優。