공정개발 지원에 있는 재발 부족

박사에 의하여 더크 Ortloff

더크 Ortloff, Jens Popp, Andreas Wagener
1Gmbh 가공 관계
대응 저자: dirk.ortloff@process-relations.com

커버되는 토픽

요약
소개
부족
     시장 압력
     사실상 전 평가의 사용법
     부족한 내부 정보 관리
     문서와 수락 지원
필수품
해결책
결론
참고

요약

오늘 다양한 불확실 및 장애물 도전 신제품 개발 또는 제품 기능 향상. 이것은 microelectromechanical 시스템 (MEMS), nanoelectromechanical 시스템 또는 nano 가늠자 (NEMS) 박막 장치 및 그들의 특히 필수 제조공정 개발할 때 주로 적용됩니다. 기술 선택권의 다양성 및 그들의 제한 뿐 아니라 수축성 기하학 및 그밖 외부와 내력은 엔지니어를 압도하고 그들의 한계에 기술을 둡니다. 이 서류는 체계적으로 MEMS와 NEMS 공정개발에 외부와 내부 요인 그리고 그들 영향의 다른 지역을 조사합니다.

MEMS/NEMS 제작 공정개발에 있는 성장하고 있는 복합성의 도전을 극복하기 위하여 적당한 공정 설계 자동화를 위한 새로운 접근은 필요합니다. 맨처음 아이디어에서 마지막 이양 대량 생산에에 새로운 가공 순서의 디자인을 커버하는 접근 필요. 그것은 또한 기술 파트너에게 가공 데이터 및 지식의 전자식 금전 출납을 방법을 제공해야 합니다.

이 서류의 아래 집합합니다 이 접근을 지원하는 소프트웨어 한 벌을 위한 기능을 위한 필수품을 발전하십시오. 그것은, 증가 미래 시장의 수요가 제품 기술설계 방법론으로 동등하게 작동하는 그 같은 소프트웨어 도구의 집중적인 사용법을 통해서만 성취될 수 있는 그것 강조합니다. 오늘 수동으로 이행되는 업무의 많은 것을 합리화하고 자동화하는 공정개발 실행 (PDES) 시스템의 종류로 이 친절한 분류되의 공구. 이 주제는 EU 연구 계획 PROMENADE (IST 507965) 및 그것의 간행물에서 제시되었습니다2-4. 이 필요의 많은 것을 성취하는 그 종류의 1개의 공구는 PROMENADE의 상품화가 유래하는 XperiDesk®입니다.

소개

MEMS와 NEMS 장치의 새로운 제조 조리법을 위한 발달 계획사업은 다양한 다른 외부와 내부 필수품에 의해 도전됩니다. 다음 섹션에서 일반적인 발달 사례에서 유래하는 부족은 강조됩니다. 그들을 동기를 주게, 저희가 봅니다 현재 발달 사례를 하십시오. 공정개발 계획사업의 이 개략은 이전에 유사한 방식으로1 간행되었습니다.

각 신제품 또는 제품 기능 향상은 새로운 아이디어에서 시작합니다. MEMS와 NEMS를 위한 프로세스와 장치 디자인의 지역에서는, 이전 발달을 통해 주어진 개인적인 경험은 새로운 발달에 중요한 기여금을 제공합니다.

정보와 감흥을 위한 그밖 근원은 동료, 과학 논문 및 오래된 실험실 책을 포함합니다. 그러나, 이것은 문제가 발생하는 곳 입니다. 동료는 항상 유효하지 않고 특정 이미 실험되는 경우에 항상 명확하지 않습니다. 보기 위하여 어디에서 그리고 그(것)들을 읽는 방법을 알고 있던 대로, 실험실 책은 역사 데이터를 위한 중대한 자원입니다, 그러나 대부분의 경우에, 그(것)들을 쓴 사람들에게 서만 유용합니다. 비록 컴퓨터 파일이 유효하더라도, 몇몇 파일 서버에 수시로 분산되거나 어떤 장소에서 숨겨지고 1차원적인 표준에 의해서만 분류됩니다. 다른 관점에서 찾는 것은 거의 불가능합니다.

게다가, 각 엔지니어는 정보 저장의 그/그녀의 자신의 방법이 있습니다, 그래서 문서를 만들기 위하여 각종 사무실과 프리웨어 소프트웨어가 이용된다는 것을 의미합니다. 이미 장치와 공정개발의 이 첫번째 단계에서 많은 좋은 아이디어는 필요한 연구를 하고 해공간을 충분히 탐구하기 충분한 시간이 없기 때문에 단순히 조각납니다.

일단 이 처음 장애물이 극복되면, 엔지니어는 그 후에 겨냥된 새로운 가공 교류를 디자인하는 것을 시작해 마음에 있는 장치를 일으키. 이것은 종이 또는 워드 프로세싱 스프레트시트 프로그램과 같은 사무실 공구 사용하기에 행해집니다. 파일과 자료 형식은 일반적으로 엔지니어에게서 엔지니어에게 변화합니다. 이 접근에 대한 중요한 문제는 대부분의 경우에 "좋은" 조리법 및 결과만 지켜지다 입니다. 실패한 실험 및 그들의 유래 데이터는 수시로, 제대로 보관해 버려지고 수시로 시간 잊는.

예를 들면, 동료는 (그것 문서화 없이) 기계의 윤곽을 바꿀지도 모르, 또는 이전 실험에서 사용된 기계는 더 이상 유효할 것이 지도 모르, 이전 실험의 결과를 사용하고 재생하 것을 어려운 하. 고장나는 실험에서 엔지니어 이익 지식의 이 사례, 단지 1명의 엔지니어 또는 작은 단 결과로. 이것은 시간, 자원 및 돈 식으로 값이비싼 실패의 반복으로 이끌어 냅니다. 따라서 실험의 완전한 문맥을 보관하지 않는 것은 재현성을 제한하고 귀중한 자원을 낭비합니다.

새로운 생산 과정의 디자인에 있는 다음 단계는 조립한 가공 교류를 검증하기 위한 것입니다. 모든 필요한 청소는 거기 단계 있습니까? 온도 예산은 충족됩니까? 단계의 이 순서는 기계를 오염할 것입니까? 그러나, 이 질문은 가공 교류 기능적인 양상 는 아니고의 manufacturability 양상에서만 적용합니다. 많은 제한이 충족되어야 하고 "좋은" 가공 교류를 디자인하기 위하여 많은 감금이 극복되어야 한다는 것을 명확하게 됩니다.

더 짧은 개발 주기에 의해 주어진 시간 금지 때문에, 이 평가는 때때로 충분히 철저하지 않습니다. 많아야, 그밖 경험있는 엔지니어는 가공 교류를 평가하고 그들의 자신의 경험을 사용하여 그들의 관점에서 평가합니다. 이 접근에 대한 문제는 경험있는 엔지니어가 항상 회사 안에서 손쉽게 이용 가능하지 않다 입니다. 비록 철저한 검토 프로세스가 있더라도, 아무도는 완벽하 없고, 가공 기술은 매일에 점점 복잡하게 됩니다.

틀린 기계에 있는 틀린 물자가 있는과 같은 간단한 과오에는 계획사업, 사용된 장비 및 회사에 대한 중대한 충격이 있을 수 있습니다. 이 과오는 연기한 결과 및 손상한 기계 귀착됩니다, 생산 라인을 중단하는. 마지막으로, 가공 교류의 개봉은 실행되고 결과는 평가됩니다.

대부분의 경우에, 개봉은 부분적인 성공 전혀 없습니다. 역시, 귀중한 경험은 주어집니다. 그러나, 각종 데이터 및 그림은 평가 도중 ( (SEMs)스캐닝 전자현미경, 원자 (AFMs) 군대 현미경, 등등을 사용하는) 생성됩니다. 이 파일은 파일 서버에 및 무슨 실험에 속하는지 그들의 위치를 알고 있기 때문에 저장되고 직접 관련시킨 개별이라고에 의해 수시로 단지 보입니다. 사정을 더 나쁜 시키기 위하여는, 이 데이터에 관하여 면담은 전자 우편을 통해 일어납니다. 이 사례 결과로, 프로세스에 관하여 약식 지식은 메일 서버에서만 저장되고, 계속 시간 후에 이 지식에 다시 접근하는 것은 어렵습니다 통과합니다.

실험이 완전하던 후에, 내려진 결과 및 결론은 가공 교류 또는 장치 디자인을 조정하기 위하여 이용되고, 조리법 및 디자인의 새로운 반복은 시작됩니다. 그러나, 매개 변수 공간은 인간을 위해 너무 크게 되었습니다. 몇몇 불필요한 실험은 마지막 가공 방출 또는 아이디어의 해고에 "지그재그" 경로에 행해집니다.

상기 설명한 사례를 조사하는 것은 공정개발 도중 문제점으로 통찰력을 제공하고 필요한 개선을 위한 잠재력을 강조합니다. 서류의 나머지는 상기 설명하는으로 더 자세히 봅니다 뿐 아니라 추가 장애물 및 도전.

부족

소개 현재 공정개발 공구 및 사례에서 동기를 주는 것과 같이 적당한 지원에 관하여 몇몇 도전 때문에 손해를 입으십시오. 이 부족은 4개의 중요한 지역으로 분류될 수 있습니다:

  1. 시장은 실험, 협력 및 규격화를 위한 부족한 공구를 가진 회사에 의해 다루어야 하는 동향 압력을 가하고.
  2. 사실상 전 평가 가능성 (manufacturability 평가 같이) 및 몇몇 다른 이유 때문에 시뮬레이션의 한정된 사용법.
  3. 부족한 내부 정보와 지식 관리.
  4. 부족한 문서와 수락 지원.

시장 압력

세계적인 경쟁 및 시장 수요는 더 단단 더 단단 시간 에 시장 필수품 안으로 유래합니다. 이것은 능률적인 발달 접근을 요구합니다. 몇몇 다른 경로는 이 목표를 성취하기 위하여 따라가질 수 있습니다.

시간 에 시장 문제점에 접근하는 1개의 쪽은 사실상 prototyping 및 사실상 전 평가를 사용하기 위한 것입니다. 사실상 prototyping는 중요하게 제안 첫번째 결과에 있는 발달을 더 단단 가속화할 수 있습니다. 그것은 또한 동일 시간에 있는 더 잠재적으로 유용한 이체의 검증을 허용합니다. 발달 프로세스에서 개발한 조리법 그리고 가능한 대안에 있는 결함을 먼저 찾아내는 것은 시간과 경비를 중요하게 삭감할 수 있습니다. 불행히도 이 업무를 위한 적합한 소프트웨어는 수시로 고작 부족합니다.

발달을 가속화하는 다른 접근은 이전 발달에서 가능한한 많이 재사용하고 있습니다. 그것 중심으로 처리한, 재생 가능한 조리법 및 발달 결과를 위해 전제조건은 입니다. 비균일 문서 체재 때문에, 이 전제 조건이 수시로 성취되지 않다는 것을 뿌려진 결과 데이터 및 부족한 복구는 의미합니다.

회사 안쪽에 다른 사람들과 단 사이의 협력은 하이테크 발달을 위해 긴급합니다. 이것은 다른 단 사이의 협력을 전세계 포함할 수 있습니다. 시장은 기울고 개발비 다른 법률 사무소 사이에서 협조적인 발달 활동을 위한 필요를 몹니다 조차. 협력은 시간 에 시장을 향상할 수 있습니다.

적당한 중앙 발달 플래트홈이, 커뮤니케이션과 전자 지식 이동 기능을 포함하여 능률적으로 이렇게 하기 위하여, 필요하다 그러나. 이것은 가공 지식이 새로운 사이트로 옮겨질 필요가 있는 경우에, 주로 적용됩니다. 수신 사이트에 프로세스를 계획한 참고 결과에서 편차가 설치하는에 의하여 수시로 자세를 취합니다. 종종 이 편차는 적당한 참고 기지가 나타나 때문에 다시 연구될 필요가 있습니다. 이것은 긴 가공 청서 및 엔지니어 이동을 통해 옮기는 기술의 오늘 관행이 미래 발달의 시간 그리고 자원 필요조건을 만족시키지 않을 통찰력으로 이끌어 냅니다.

사실상 전 평가의 사용법

상기 동기를 주는 것과 같이, 사실상 prototyping 및 전 평가는 발달을 가속화하고 줄일 수 있습니다. 때때로 구조상 시뮬레이션 같이 사실상 전 평가 기능의 사용법은 시뮬레이션 전문가의 대역폭 또는 필수 시뮬레이션 및 정비 자원의 가용성에 의해 제한됩니다. 이것은 수시로 예를들면 시뮬레이션 윤곽을 개발하는 특별히 교육훈련된 개인을 위한 필요 현지 소프트웨어 설치 및 정비 소요 뿐 아니라 때문에 때문이. 이 숙련되는 사람들은 시뮬레이션 공구를 사용하여 효과적으로를 위한 좁은 통로 또는 그밖 사실상 평가 방법이 됩니다. 그러므로 "아이디어 검사"는 때 맞추어 증가를 일으키는 원인이 되는 실제적인 살아있는 실험을 통해 소비된 자원 능력을 발휘하고 뿐 아니라 탐구되는 해공간에 있는 감소. 이것은 필요한 연구 및 탐험을 실행하기 충분한 시간이 없기 때문에 엔지니어가 좋은 아이디어를 단순히 포기하는 원인이 됩니다.

게다가, 현재에는 조리법은 그것이 가공 교류 안쪽에 모든 잠재적인 수축을 검출하는 경험있는 가공 엔지니어를 위해 조차 열심히 이다 그래야 굉장히 복잡하게 되었습니다. 그러므로 수동 검토는 runcards의 그리고 계획한 되었습니다 지루하게, 시간이 걸리게 및 오류 빈발 업무 때때로 조차. 수동으로 생성한 runcards에 있는 잘못하여 둔 소수점은, 교류에 있는 하위 모듈의 일치하지 않는 갱신, 물자 모순 또는 불화합성은 더럽히기 점점 어렵 전체적인 배치가 유용한 원인이 될 수 있고 또는, 극단적인 경우에, 제조 설비를 손상하거나 오염할지도 조차 모릅니다.

부족한 내부 정보 관리

문제점의 또 다른 단은 재발 기술설계 "déjà vu's"의 결과로 부족한 내부 정보와 지식 관리입니다. 이전 발달, 과학 논문 및 오래된 실험실 책에 의해 주어진 경험은 신제품 아이디어의 현실화에 중요한 기여금을 제공합니다. 이 데이터에 있는 또는 부족한 구조물이 많은 말썽과 두 배 일을 일으키는 원인이 됩니다 있는 것은. 이전 결과가 쉬운 방법으로 접근 가능했던 경우에, 피할 고장나는 두 배 실험의 10-15%가 수 있던 반도체 프로세스 개발판단에 있는 전문가. 안으로 동점 다른 계획사업 사이의 엔지니어 동요에서 일어나는 문제점에 이. 다른 계획사업으로 계획사업 전문가를 것은 운영하는 계획사업으로 움직여 엔지니어가 체계화되지 않는 정보의 제비로 범람되는 동안 이전 계획사업을 위태롭게 할지도 모릅니다.

게다가 자료 기억 장치의 전통적인 방법은 1차원 선탁 기준만 제공합니다. 현지 디스크 드라이브에 어수선하게 한 결과 자료 기억 장치 그리고 중요한 데이터는 지루한 오류 빈발 수동 정보 수집 및 데이터 손실 때때로 조차 일으키는 원인이 됩니다. 게다가 수시로 순수한 자료점만 또는 결과 자료 집합은 한정된 또는 문맥 정보로 저장됩니다. 원인 효력 분석에서 틀린 결론을 내리기에 있는서만 이전에 보인 효력 또는 결과를 재생하는 것을 시도할 때 문맥을 제한하고 문제를 제기합니다. 이 상황은 일단 우리는 결과가…" 있으면 "déjà vu's"를의 모양으로 "일으킵니다 집중 그것은 아주 성가실 비용일 수 있습니다.

문서와 수락 지원

발달 진도를 문서화하고 보고하는 것은 고작 지루할 수 있습니다. 어수선하게 한 결과 저장은 수동으로 다양한 기계장치에서 데이터를 집합할 것을 그(것)들이 요구해 개발 엔지니어에 중요한 수동 노력을 둡니다. 보고로 집합한 결과 데이터 및 평가의 게다가 집합은 기술설계 시간의 대부분을 걸릴 수 있습니다. 발달 상태에 보고는 수시로 시기를 정합니다 보고의 수동 집합의 자동화한 프로세스 보다는 추가 입니다. 입력 자료는 미완성품 상태가 반드시 정확하지 않다 (WIP) 그래야 수시로 최신 이지 않습니다. 이 효력의 충격은 품질 보증에 의해 격화하고 조차 수락은 ISO 900X CMMI, SOX 등등과 같이 요구합니다. 그들이 발달에서 뿐 아니라 생산에서 점점 적용하기 때문에, 부과한 문서 필수품을 성취하는 강한 수요가 있습니다.

필수품

위에 기술한 도전 소프트웨어 도구의 충격을 제한하는 것은 포위하거나 필요합니다. 중앙 플래트홈을 실험 계획, 검증 및 결과 정보 수집을 지원할 수 이 노력 전부를 합리화할 수 있었습니다 있는 비치하고 있는 것은. 게다가 그런 플래트홈은 진행성의 우주 비행중의 스케줄을 지켜서 미래 프로젝트 계획을 위한 참조 자료를 집합할 수 있었습니다. 그런 소프트웨어 도구는 뒤에 오는 고도 필수품을 성취할 필요가 있습니다:

  • 숫자 1.에서 제출되는 것과 같이 완전한 개발 주기를 지원하십시오.
  • 협력을 내부에 그리고 외면적으로 허용하고십시오 그러나 정밀한 입도 보호와 권리 관리에게 제공하십시오
  • 기술 이전을 위한 포괄 및 선택적인 가져오기와 수출 기계장치를 허용하십시오
  • 고장나는 실험을 가능한한 많이 방지하기 위하여 사실상 전 평가 가능성을 제공하십시오
  • 새로 전 평가하기 위하여 기계장치를 디자인 조리법의 manufacturability를 제안하십시오
  • 모든 엔지니어가 허용해 사용법/전문가를 통해 제한 보다는 오히려 사실상 평가를 능력을 발휘하는 것을
  • 완전한 캡처를 제안하고 (구축되는 뿐 아니라 약식) 역사적인 정보에 접근하십시오
  • 다양한 관점에서 역사적인 정보의 강력하고 상세한 복구를 제공하십시오
  • 집합하기 위하여 기계장치를 포함하고, 정보 자동적으로 분류하고 관리 결과
  • 품질 보증과 수락 필요를 위한 문서 필수품을 커버하십시오
  • 광대한 보고 및 계획 기능을 제공하십시오
  • 몇몇 다른 플래트홈에 중앙 행정 및 배급 및 실행 허용하십시오
PDES 가 지원되 숫자 1. 개발 주기

해결책

상기 목록으로 만들어진 필수품은 공정개발 실행 시스템에 의해 성취될 수 있습니다 (PDES). PDES는 몇몇 양상에 있는 제조 실행 시스템 (MES)과 유사합니다. 중앙 구별 요인은 MES가 개발하는 프로세스를 사용하여 양 생산 실행을 위해 맞추어지는 동안 PDESs가 조타를 위해 제조공정의 발달 맞추어지다 입니다. PDES의 그러므로 초점 그리고 연장 세트는 저용량 그러나 더 높은 융통성과 실험 자유에 더 많은 것 있습니다. MES의 공구는 더 적은 차이, 많은 양, 더 단단한 통제 및 근수에 좀더 집중됩니다. traceability, 생산력 및 질을 증가하다 응용 소프트웨어의 두 모형 다 공통점 가지고 있습니다 (PDES를 위해 MES를 위해 제조 좋은 것의 질과 달리 개발된 제조공정의 질).

PDES는 구축한 방법에 있는 이 이전 발달에 접근하는 쉬운 쪽을 제안합니다. 정보는 만회된 더 단단이골 이전 결과는 능률적으로 고려될 수 있습니다. PDES는 전형적으로 디스플레이하고 다른 관점에서 결과 데이터를 찾고 다른 양상을 일치하는 데이터를 분류하는 방법을 제안합니다. 이 기능은 물자, 가공 단계, 기계, 실험, 문서, 그림 등등 같이 모든 결과 데이터에 적용됩니다. PDES는 또한 동일 또는 유사한 문맥에 속하는 실재물을 관련시키고 유래 정보를 탐구하는 쪽을 제공합니다.

PDES 종류로 속하는 1개의 소프트웨어 제품군은 XperiDesk 의 2008년 4월부터 상업적으로 이용 가능한 소프트웨어 생산품입니다. 그것은 반도체 소자 제조를 위한 하이테크 제조 조리법을 예를들면 유지하고 개발하는 그들의 업무에 있는 공정개발 엔지니어를 지원합니다. 사용법은 가공 엔지니어 뿐 아니라 향상한 가공 질의 중요한 생산력 후원 귀착됩니다.

XperiDesk는 가공 엔지니어에게 함께 작동하고 그들의 결과를 글로벌로 공유하기 위하여 플래트홈을 제공하고 뒤에 오는 3단계 검증 접근을 가능하게 합니다:

  • 규칙에서 자극되는 추상적인 가공 지식을 사용하는 manufacturability의 형식적인 검증
  • 시뮬레이션과 구상에 의하여 검증,
  • 상세한 포괄적인 지식 붙잡음 및 복구를 위한 실험적인 검증의 추적.

XperiDesk 한 벌은 상기 목록으로 만들어진 필수품의 대부분을 처리하고 숫자 2.에서 묘사된대로 하이테크 제조공정을 위한 완전한 개발 주기를 커버합니다.

XperiDesk screenshots를 가진 숫자 2. 개발 주기

결론

일반적인 공정개발 사례의 검토는 주어지고 그 사례에서 유래하는 부족은 강조되었습니다. 문제점은 다른 종류로 분류되고 잠재 해결책 접근은 설명되었습니다. 그것에서 소프트웨어 지원 공구를 위한 필수품은 파생되었습니다. 이 필수품은 공정개발 실행 시스템에게 불린 새로운 소프트웨어 부문별로 성취될 수 있습니다 (PDES).

PDES는 전체적인 발달 교류를 지원합니다 -에서 - 생산으로 유래 조리법의 이동 또는 공저에 첫번째 장치 아이디어 파트너가 되십시오. 그러므로, 그것은 발달 루프를 닫고 내일의 아이디어로 오늘 실제 결과를 공급합니다. 그것은 엔지니어의 독창성을 결코 대체할 수 있지 않습니다, 그러나 엔지니어가 좋은 아이디어에 집중하고 나쁜 아이디어를 일찍부터 제거할 것을 도울 수 있습니다. 게다가, PDES는 이 목적을 자동화한 방법을 제공해서 문서와 정보 수집 부담을 제거할 수 있습니다.

그것은 또한 엔지니어에게 이전에 가능한 보다는 추가 아이디어를 탐구하는 쪽을 제공하는 사실상 제작 환경에 있는 그들의 아이디어를 시험하기 위하여 운동장을 제공합니다. PDES는 더 나은 해결책을 개발하고 더 짧은 시간 에 시장을 제공해서 회사에게 경쟁 이점을 줍니다. PDES를 위한 개념은 EU 연구 계획 PROMENADE (IST 507965)에서 연구되고 XperiDesk 소프트웨어 제품군으로 상업적으로 이용 가능하게 되었습니다.


참고

1. J. Popp, D. Ortloff, A. Wagener. 제조공정 디자인을 위한 발달 지원. GSA 공개토론에서는, 양 15, No1, 2008년 3월.
2. A. Wagener, J. Popp K. Hahn, R. Bruckk; Ortloff, D.: MEMS를 위한 공정 설계 및 추적 지원. 에서: SPIE의 절차: Micromachining와 Microfabrication 가공 기술 X, 산호세 Bd. 6109 2006년. - Photonics 서쪽 2006년
3. D. Ortloff, F. Cooijmans.; B. Veenstra: MEMS 공정개발의 재현성으로 그리고 추적으로 체계적인 접근. 에서: 마이크로와 Nano 시스템, Baden-Baden 2005년의 상품화에 제 10 국제 회의의 절차. - COMS 2005년
4. B. Veenstra, D. Ortloff, S. Langenhuisen: MEMS 공정개발의 지식을 교환하고 생성하는 접근. 에서: 마이크로와 Nano 시스템, 세인트피터스버그 2006년의 상품화에 제 11 국제 회의의 절차. - COMS 2006년

저작권 AZoNano.com, MANCEF.org

Date Added: Jul 12, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 01:35

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