1.2.4　評(píng)價(jià)指標(biāo)

對(duì)半導(dǎo)體生產(chǎn)線進(jìn)行調(diào)度的目的是對(duì)其系統(tǒng)性能進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)合半導(dǎo)體生產(chǎn)線的特點(diǎn),用來(lái)衡量調(diào)度方案對(duì)半導(dǎo)體生產(chǎn)線系統(tǒng)性能影響的主要指標(biāo)包括以下幾項(xiàng)。

(1)成品率(Yield)

成品率是指合格產(chǎn)品占總產(chǎn)品的百分比,常指硅片上合格管芯的比例。成品率對(duì)半導(dǎo)體生產(chǎn)線的經(jīng)濟(jì)效益有重大影響;很顯然,成品率越高,經(jīng)濟(jì)效益越高。成品率受設(shè)備工藝的影響比較大,調(diào)度方案對(duì)其影響主要是通過(guò)盡量縮短工件在車間中的停留時(shí)間,減少芯片受污染的機(jī)會(huì),從而保證較高的成品率。

(2)在制品(Work?in?Process,WIP)數(shù)量

在制品數(shù)量是指生產(chǎn)線上所有未完成加工的工件數(shù),即生產(chǎn)線上的硅片總卡數(shù)或總片數(shù)。WIP是與加工周期相關(guān)的優(yōu)化目標(biāo),應(yīng)盡量控制半導(dǎo)體生產(chǎn)線的WIP數(shù)量與期望值相當(dāng),該值與半導(dǎo)體生產(chǎn)線的加工能力相關(guān)。在低于WIP期望值時(shí),即使WIP數(shù)量繼續(xù)降低,也不會(huì)大大縮短加工周期;在高于WIP數(shù)量期望目標(biāo)值時(shí),WIP數(shù)量越多,加工周期會(huì)越長(zhǎng)。另外,WIP數(shù)量越高,資金占用也越多,會(huì)直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

(3)設(shè)備利用率(Machine?Utility)

設(shè)備利用率是指設(shè)備處于加工狀態(tài)的時(shí)間占其開機(jī)時(shí)間的比率,可以使用設(shè)備閑置代價(jià)來(lái)衡量。設(shè)備利用率與WIP數(shù)量相關(guān),一般來(lái)說(shuō),WIP數(shù)量大,設(shè)備利用率較高,但是當(dāng)WIP數(shù)量飽和時(shí),即使WIP數(shù)量再增加,設(shè)備利用率也不會(huì)提高。顯然,設(shè)備利用率越高,則單位時(shí)間內(nèi)加工的工件數(shù)量越多,創(chuàng)造的價(jià)值越大。

(4)平均加工周期及其方差

加工周期是指硅片從進(jìn)入半導(dǎo)體生產(chǎn)線開始,到完成所有工序離開生產(chǎn)線所占用的時(shí)間,也叫流片時(shí)間。平均加工周期是指同一流程的多卡硅片的加工時(shí)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(tǒng)的響應(yīng)能力以及準(zhǔn)時(shí)交貨能力。

(5)總移動(dòng)量

一卡硅片完成一個(gè)工序的加工稱為移動(dòng)了一步。總移動(dòng)量(Movement)是所有硅片在單位時(shí)間(如一個(gè)班次,12小時(shí))內(nèi)移動(dòng)的總步數(shù)(卡·步)。總移動(dòng)量越高,表明生產(chǎn)線完成的加工任務(wù)數(shù)越高。Movement是衡量半導(dǎo)體生產(chǎn)線性能的重要指標(biāo),其值越高,說(shuō)明半導(dǎo)體生產(chǎn)線的加工能力越高,設(shè)備的利用率也越高。

(6)移動(dòng)速率

移動(dòng)速率是指單位時(shí)間(如一個(gè)班次,12小時(shí))內(nèi)一卡硅片的平均移動(dòng)量(步/卡)。移動(dòng)速率越高,表明硅片在生產(chǎn)線上的流動(dòng)速度越快,其平均加工周期則越短。

(7)生產(chǎn)率

生產(chǎn)率是指單位時(shí)間(一般為班或日)內(nèi)流出生產(chǎn)線的卡數(shù)或硅片數(shù)。理想情況下,生產(chǎn)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(chǎn)率越高。半導(dǎo)體生產(chǎn)線的生產(chǎn)率決定了最終產(chǎn)品的成本、加工周期以及客戶滿意度。顯然,生產(chǎn)率越高,單位時(shí)間內(nèi)創(chuàng)造的價(jià)值越高,生產(chǎn)線的加工效率越高。

(8)準(zhǔn)時(shí)交貨率

準(zhǔn)時(shí)交貨率是指準(zhǔn)時(shí)(按時(shí)或提前)交貨的工件數(shù)占完成加工的工件總數(shù)的百分比。

(9)脫期率(Tardiness)

脫期率是指脫期交貨的工件數(shù)占完成加工的工件總數(shù)的百分比。很明顯,準(zhǔn)時(shí)交貨率與成品率、生產(chǎn)率、加工周期、在制品數(shù)量以及設(shè)備利用率等指標(biāo)都有很直接或間接的關(guān)系。準(zhǔn)時(shí)交貨率與脫期率是衡量調(diào)度方案優(yōu)劣的重要指標(biāo),尤其隨著半導(dǎo)體制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇,提高準(zhǔn)時(shí)交貨率已成為半導(dǎo)體廠商爭(zhēng)奪用戶、占領(lǐng)市場(chǎng)的重要戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)。

需指出的是,上述反映半導(dǎo)體生產(chǎn)線系統(tǒng)性能優(yōu)劣的指標(biāo)不能同時(shí)達(dá)到最優(yōu),調(diào)度方案對(duì)這些指標(biāo)的全局優(yōu)化作用只能是某種意義上的折中或平衡。這是因?yàn)?這些性能指標(biāo)之間存在一些制約關(guān)系,例如,若要降低產(chǎn)品的平均加工周期,則應(yīng)降低生產(chǎn)線上的WIP數(shù)量,以使待加工工件的等待時(shí)間減少。降低WIP數(shù)量可降低資金占用,也可間接提高產(chǎn)品合格率;但WIP數(shù)量過(guò)低,則會(huì)降低系統(tǒng)的設(shè)備利用率、總移動(dòng)量、移動(dòng)速率和生產(chǎn)率,甚至可能導(dǎo)致準(zhǔn)時(shí)交貨率降低,并從整體上導(dǎo)致企業(yè)的盈利能力的下降。反過(guò)來(lái),如果WIP數(shù)量過(guò)大,雖然可提高設(shè)備利用率,增加總移動(dòng)量,但移動(dòng)速率可能降低,平均加工周期及脫期率增加,產(chǎn)品合格率降低,且會(huì)大量占用企業(yè)的流動(dòng)資金,影響企業(yè)的整體獲利能力。因此,一個(gè)好的調(diào)度方案應(yīng)該在各性能指標(biāo)間進(jìn)行權(quán)衡,根據(jù)具體情況盡可能優(yōu)化某些重要指標(biāo),以使生產(chǎn)線的整體性能達(dá)到最優(yōu)或近似最優(yōu)。