Deficiências de Retorno no Apoio da Revelação de Processo

pelo Dr. Punhal Ortloff

Punhal Ortloff, Jens Popp, Andreas Wagener
1Relações do Processo GmbH
Autor Correspondente: dirk.ortloff@process-relations.com

Assuntos Cobertos

Sumário
Introdução
Deficiências
     Pressões do Mercado
     Uso de Pre-Avaliações Virtuais
     Insuficiente Gestão da Informação Interna
     Apoio da Documentação e da Conformidade
Exigências
Soluções
Conclusões
Referências

Sumário

Hoje uma variedade de incertezas e desenvolvimentos de produtos do desafio dos obstáculos ou realces de produto novos. Isto é especialmente verdadeiro ao desenvolver os sistemas microelectromechanical (MEMS), sistemas nanoelectromechanical (NEMS) ou dispositivos nano do filme fino da escala e seus processos de manufactura especificamente exigidos. A diversidade de opções da tecnologia e suas limitações assim como as geometria shrinking e outras forças externos e internas oprimem os coordenadores e põem tecnologias a seu limite. Este papel investiga sistematicamente as áreas diferentes de factores externos e internos e de suas influências revelações em processo de MEMS e de NEMS.

Para lidar com os desafios da complexidade de crescimento na revelação de processo da fabricação de MEMS/NEMS uma aproximação nova para a automatização de projecto adequada do processo é necessária. As necessidades da aproximação de cobrir muito o projecto de seqüências de processo novo da primeira ideia à passagem final à produção em massa. Deve igualmente fornecer meios para transferência eletrônica de dados e de conhecimento do processo aos sócios da tecnologia.

Promova abaixo deste papel recolhe as exigências para funcionalidades para que os fatos do software apoiem esta aproximação. Destaca, isso que as procuras de mercados futuros crescentes podem somente ser cumpridas com o uso intensivo de tais ferramentas de software que trabalham em conjunto com metodologias da engenharia de produto. Ferramentas desta queda amável na categoria de Sistemas da Execução da Revelação de Processo (PDES) que aerodinamizam e que automatizam muitas das tarefas executadas manualmente hoje. Estes assuntos foram endereçados no PASSEIO do projecto de investigação da UE (ISTS 507965) e em suas publicações2-4. Uma ferramenta dessa categoria que cumpre muitas destas necessidades é XperiDesk® que a comercialização do PASSEIO resulta.

Introdução

Os Projectos de desenvolvimento para receitas novas da fabricação de dispositivos de MEMS e de NEMS são desafiados por uma variedade de exigências externos e internas diferentes. Na secção seguinte as deficiências que resultam das práticas comuns da revelação são destacadas. Para motivar aqueles, deixe-nos têm um olhar nas práticas actuais da revelação. Este esboço de um projecto de desenvolvimento do processo foi publicado previamente1 de forma semelhante.

Cada produto novo ou realce de produto começam com uma ideia nova. Na área do projecto do processo e do dispositivo para MEMS e NEMS, as experiências pessoais ganhadas com as revelações precedentes fornecem uma contribuição principal para novidades.

Outras fontes para a informação e a inspiração incluem colegas, papéis científicos e livros velhos do laboratório. Contudo, isto é o lugar onde os problemas elevaram. Os Colegas não estão sempre disponíveis e não é sempre claro se uma determinada experiência tem sido conduzida já. Os livros do Laboratório são um grande recurso para dados históricos, mas na maioria dos casos, são somente úteis aos povos que os escreveram, como sabem onde olhar e os ler. Mesmo se os ficheiros informáticos estão disponíveis, frequentemente são distribuídos em diversos usuários do ficheiro ou escondidos em algum lugar e são classificados somente por um critério de uma dimensão. Procurarar de uma outra perspectiva é quase impossível.

Além Disso, cada coordenador tem seu/sua própria maneira de armazenar a informação, assim que significa que o vário software do escritório e do freeware está usado para criar a documentação. Já nesta primeira fase de revelação do dispositivo e de processo muitas boas ideias são desfeitas simplesmente porque não há bastante tempo para fazer a pesquisa necessária e para explorar suficientemente o espaço de solução.

Uma Vez Que estes obstáculos iniciais são superados, o coordenador a seguir começa projectar um fluxo de processo novo visado produzindo o dispositivo na mente. Isto é feito no papel ou em usar ferramentas do escritório tais como um processamento de texto ou programas de planilha. A Lima e os formatos de dados variam geralmente do coordenador ao coordenador. Um problema crítico com esta aproximação é que na maioria dos casos somente as “bons” receitas e resultados estão mantidos. As experiências Mal Sucedidas e seus dados resultantes são rejeitados frequentemente, não correctamente arquivado e frequentemente épocas esquecido.

Por exemplo, um colega pôde mudar a configuração de uma máquina (sem a documentar), ou uma máquina usada em experiências precedentes não pôde estar disponível anymore, fazendo a difícil usar e reproduzir os resultados de experiências precedentes. Em conseqüência desta prática, de somente um coordenador ou de um grupo pequeno de conhecimento dos ganhos dos coordenadores das experiências falhadas. Isto conduz a uma repetição das falhas, que seja cara em termos do tempo, dos recursos e do dinheiro. Assim não arquivar o contexto completo de uma experiência limita a reprodutibilidade e desperdiça recursos valiosos.

O passo seguinte no projecto de um processo de produção novo é verificar o fluxo de processo montado. É toda a limpeza necessária etapas lá? O orçamento da temperatura é encontrado? Esta seqüência das etapas contaminará as máquinas? Contudo, estas perguntas aplicam-se somente ao aspecto do manufacturability do fluxo de processo, não o aspecto funcional. Torna-se claro que muitas limitações devem ser encontradas e muitas limitações devem ser superadas para projectar um “bom” fluxo de processo.

Devido às limitações do tempo impor por uns ciclos de revelação mais curtos, estas avaliações não são às vezes completas bastante. No máximo, outros coordenadores experientes avaliam o fluxo de processo e avaliam-no de seu ponto de vista usando suas próprias experiências. O problema com esta aproximação é que os coordenadores experientes não são sempre prontamente - disponível dentro de uma empresa. Mesmo se há um processo completo da revisão, ninguém é perfeito, e a tecnologia de processamento torna-se cada vez mais complexa cada dia.

Os erros Simples, tais como ter o material errado na máquina errada, podem ter um grande impacto no projecto, no equipamento usado e na empresa. Estes erros conduzem aos resultados atrasados e às máquinas danificadas, que interrompe a linha de produção. Finalmente, o estreio do fluxo de processo é executado e os resultados são avaliados.

Na maioria dos casos, o estreio é um sucesso parcial ou nenhum sucesso de todo. Não Obstante, a experiência valiosa é ganhada. Contudo, os vários dados e as imagens (que usam microscópios electrónicos da exploração (SEMs), microscópios atômicos da força (AFMs), Etc.) são gerados durante a avaliação. Estas limas são armazenadas em um usuário do ficheiro e frequentemente olhadas somente pelos indivíduos envolvidos directamente porque conhecem seu lugar e que experiência pertencem. Para fazer matérias mais ruins, a discussão sobre estes dados ocorre através do email. Em conseqüência desta prática, o conhecimento informal sobre o processo é armazenado somente no mail server, e alcançar este conhecimento outra vez após o tempo passou é difícil.

Depois Que a experiência está completa, os resultados e as conclusões tirados estão usados para ajustar o fluxo de processo ou o projecto do dispositivo, e uma iteração nova da receita e do projecto começa. Contudo, o espaço de parâmetro tornou-se demasiado grande para seres humanos. Diversas experiências desnecessárias são feitas em um trajecto do “ziguezague” à liberação final do processo ou à destituição de uma ideia.

Investigar a prática acima esboçada fornece introspecções em edições durante a revelação de processo e destaca o potencial para melhorias necessárias. O restante do papel olha com maiores detalhes no esboçado acima assim como obstáculos e desafios adicionais.

Deficiências

Como motivado nas ferramentas e nas práticas actuais de revelação do processo da introdução sofra de diversos desafios a respeito do apoio apropriado. Estas deficiências podem ser agrupadas em quatro áreas principais:

  1. O mercado exerce pressão sobre e as tendências que devem ser abordadas por empresas com as insuficientes ferramentas para experiências, colaboração e normalização.
  2. O uso limitado de possibilidades virtuais da pre-avaliação (como avaliações do manufacturability) e de simulações devido a diversas razões diferentes.
  3. Insuficiente gestão interna da informação e do conhecimento.
  4. Insuficiente apoio da documentação e da conformidade.

Pressões do Mercado

A competição Mundial e as procuras do mercado resultam dentro umas exigências mais rápidas e mais rápidas do tempo-à-mercado. Isto chama para umas aproximações mais eficientes da revelação. Diversas rotas diferentes podem ser tomadas para realizar este objetivo.

Uma maneira de aproximar a edição do tempo-à-mercado é usar a prototipificação virtual e pre-avaliações virtuais. A prototipificação Virtual pode significativamente acelerar a revelação em primeiros resultados de oferecimento mais rapidamente. Igualmente permite a verificação de umas variações mais potencialmente úteis no mesmo tempo. Encontrar falhas nas receitas desenvolvidas e nas alternativas possíveis mais cedo no processo de revelação pode cortar o tempo e as despesas significativamente. Infelizmente o software apropriado para estas tarefas é frequentemente insuficiente o melhor possível.

Uma Outra aproximação para acelerar a revelação está reúso tanto quanto possível das revelações precedentes. Para receitas isso e resultados centralmente controlado e reprodutíveis da revelação é uma condição prévia. Devido aos formatos nonuniform da documentação, os dados dispersados do resultado e a insuficiente recuperação significam que esta condição prévia não está cumprida frequentemente.

A Colaboração entre povos e grupos diferentes dentro da empresa é imperativa para a elevação - revelações da tecnologia. Isto pode incluir a colaboração entre grupos diferentes ao redor do mundo. O Mercado tende e os custos de revelação conduzem mesmo a necessidade para actividades colaboradoras da revelação entre entidades legais diferentes. A Colaboração pode melhorar o tempo-à-mercado.

Porém uma plataforma central apropriada da revelação, incluindo uma comunicação e funcionalidades eletrônicas de transferência do conhecimento, é necessário fazer tão eficientemente. Isto é especialmente verdadeiro, se o conhecimento do processo precisa de ser transferido a um local novo. Estabelecer o processo no local de recepção levanta frequentemente desvios dos resultados de planeamento da referência. Frequentemente estes desvios precisam de ser pesquisados outra vez porque nenhuma base apropriada da referência esta presente. Isto conduz à introspecção que a prática comum de hoje da tecnologia de transferência através dos livros azuis do processo longo e das transferências do coordenador não cumprirá as exigências do tempo e do recurso das revelações futuras.

Uso de Pre-Avaliações Virtuais

Como acima motivado, a prototipificação e as pre-avaliações virtuais podem acelerar revelações e cortar custos. O uso de funcionalidades virtuais da pre-avaliação como simulações estruturais é limitado Às Vezes pela largura de faixa dos peritos da simulação ou pela disponibilidade dos recursos exigidos da simulação e de manutenção. Isto é frequentemente devido às instalações de software e às exigências de manutenção assim como a locais devido à necessidade para que pessoal especialmente treinado desenvolva por exemplo configurações de simulação. Estes povos especializados transformam-se um gargalo para eficazmente usar ferramentas da simulação ou outros meios virtuais da avaliação. Conseqüentemente da “as verificações Ideia” são executadas através das experiências vivas reais que causam um aumento a tempo e os recursos gastados assim como uma redução no espaço de solução explorado. Isto faz com que os coordenadores abandonem boas ideias simplesmente porque não há bastante tempo para executar a pesquisa e a exploração necessárias.

Além Disso, as receitas têm-se tornado hoje em dia tremenda complexas de modo que fosse duramente mesmo para que os coordenadores de processo experientes detectem todas as contracções potenciais dentro de um fluxo de processo. Conseqüentemente a revisão manual dos runcards e de planeamento Faz tornou-se uma fastidiosa, demorada e às vezes mesmo tarefa sujeita a erros. Os pontos decimais Errada colocados em runcards manualmente gerados, as actualizações incompatíveis dos submódulos em um fluxo, as inconsistências materiais ou as incompatibilidades são cada vez mais difíceis de manchar e podem fazer com que os grupos inteiros sejam nao úteis ou, em casos extremos, puderam mesmo danificar ou contaminar o equipamento de fabricação.

Insuficiente Gestão da Informação Interna

Um Outro grupo de edições é a insuficiente gestão interna da informação e do conhecimento tendo por resultado a engenharia de retorno “déjà vu”. As Experiências ganhadas por revelações precedentes, por papéis científicos, e por laboratório-livros velhos fornecem a contribuição principal para a realização de ideias do produto novo. Ter o nenhum ou somente a insuficiente estrutura nestes dados causa muito trabalho do problema e do dobro. Peritos na avaliação de revelação de processo do semicondutor que 10-15% de experiências falhadas e dobro poderiam ser evitadas, se os resultados precedentes seriam acessíveis em uma maneira mais fácil. Este laços dentro com as edições que elevaram da flutuação do coordenador entre projectos diferentes. Mover o perito do projecto em um projecto diferente pôde comprometer o projecto precedente quando os coordenadores que se movem em um projecto running forem inundados com os lotes de informação não organizada.

Adicionalmente os meios tradicionais do armazenamento de dados fornecem somente um critério de busca de uma dimensão. O armazenamento de dados Desordenado do resultado e os dados importantes em unidades de disco locais causam o levantamento de dados e às vezes mesmo a perda manuais fastidiosos e sujeitos a erros dos dados. Além Disso frequentemente somente os pontos de dados ou as séries de dados puras do resultado são armazenados com nenhuma do contexto informação limitada ou. Somente limitando o contexto levanta problemas ao tentar reproduzir efeitos ou o resultado previamente visto em seleccionar as conclusões erradas da análise do causa-efeito. Estas circunstâncias produzem o “déjà vu” sob a forma de “Uma Vez Que nós tivemos um resultado…” isso pode ser muito irritante e de custo elevado.

Apoio da Documentação e da Conformidade

Documentar e relatar o progresso da revelação podem ser fastidiosos o melhor possível. O armazenamento Desordenado dos resultados põe o esforço manual principal nos coordenadores de revelação que exigem os para recolher manualmente dados da maquinaria diversa. Adicionalmente o conjunto dos dados recolhidos do resultado em relatórios e da avaliação pode tomar um maior parte do tempo de engenharia. Relatar no estado da revelação é cronometra frequentemente mais um conjunto manual dos relatórios do que um processo automatizado. Os dados de entrada não são frequentemente atualizados de modo que o estado (WIP) dos Trabalhos em Curso não seja necessariamente preciso. Os impactos destes efeitos são agravados mesmo pela segurança de qualidade e a conformidade exige como ISO 900X, CMMI, SOX Etc. Porque aqueles se aplicam cada vez mais durante o processo de desenvolvimento assim como na produção, há uma procura forte para cumprir as exigências impor da documentação.

Exigências

Para contornar ou limitar os impactos das ferramentas de software acima descritas dos desafios são necessário. Ter uma plataforma central poder apoiar o levantamento de dados do planeamento, da verificação e do resultado da experiência podia aerodinamizar todos estes esforços. Adicionalmente tal plataforma podia recolher dados de referência para o planeamento de projecto futuro mantendo o espaço temporal da progressão. Tal ferramenta de software precisa de cumprir as seguintes exigências de nível elevado:

  • Apoie o ciclo de revelação completo como apresentado em Figura 1.
  • Permita a colaboração internamente e externamente mas forneça a gestão de grãos finos da protecção e dos direitos
  • Permita mecanismos detalhados e selectivos da importação e da exportação para transferências tecnológicas
  • Forneça possibilidades virtuais da pre-avaliação para impedir tanto quanto possível experiências falhadas
  • Ofereça mecanismos pre-avaliar recentemente o manufacturability de uma receita do projecto
  • Permita que todos os coordenadores executem avaliações virtuais um pouco do que limitando do uso/através dos peritos
  • Ofereça a captação completa e alcance-a à informação histórica (estruturada assim como informal)
  • Forneça a recuperação poderosa e detalhada da informação histórica das perspectivas diversas
  • Contenha mecanismos para recolher, categorize-os e dos resultados da gestão informação automaticamente
  • Cubra as exigências da documentação para necessidades da segurança e da conformidade de qualidade
  • Forneça o relatório e capacidades extensivos do planeamento
  • Permita a administração central e distribuição e execução em diversas plataformas diferentes
Figura 1. ciclo de Revelação a ser apoiado por um PDES

Soluções

As exigências acima alistadas podem ser cumpridas por Sistemas da Execução da Revelação de Processo (PDES). Um PDES é similar a um Sistema da Execução da Fabricação (MES) em diversos aspectos. O factor de distinção central é que PDESs está costurado para a direcção a revelação de um processo de manufactura quando MES forem costurados executando a produção de volume usando o processo desenvolvido. Conseqüentemente o foco e o conjunto de ferramentas de um PDES estão mais em um mais baixo volume mas em uma liberdade mais alta da flexibilidade e da experimentação. As ferramentas de um MES são centradas mais sobre menos variação, volumes mais altos, controle mais apertado, e logística. Ambos Os tipos de software de aplicação têm na terra comum que aumentam a rastreabilidade, a produtividade, e a qualidade (para PDES a qualidade do processo de manufactura desenvolvido em contraste com a qualidade do bom manufacturado para MES).

Um PDES oferece uma forma facil alcançar estas revelações precedentes em uma maneira estruturada. A Informação pode ser mais rápida recuperado e os resultados precedentes podem ser levados em consideração mais eficientemente. Um PDES oferece tipicamente meios indicar e procurarar dados do resultado dos pontos de vista diferentes e categorizar os dados que concordam aspectos diferentes. Estas funcionalidades são aplicadas a todos os dados do resultado como os materiais, as etapas do processo, as máquinas, as experiências, os originais, as imagens Etc. O PDES igualmente fornece uma maneira de relacionar as entidades que pertencem ao mesmo ou ao contexto similar e de explorar a informação resultante.

Um conjunto de software que pertence na categoria de PDES é XperiDesk, um produto de software disponível no comércio desde abril de 2008. Apoia coordenadores de revelação do processo em sua tarefa manter e desenvolver a elevação - receitas da fabricação da tecnologia por exemplo para a fabricação do dispositivo de semicondutor. O uso conduz a um impulso significativo da produtividade de coordenadores de processo assim como de uma qualidade melhorada do processo.

XperiDesk fornece uma plataforma para que os coordenadores de processo trabalhem junto e compartilhem global de seus resultados e permite a seguinte aproximação de verificação de três etapas:

  • Verificação Formal do manufacturability usando o conhecimento abstrato do processo capturado nas regras
  • Verificação pela simulação e pelo visualização, e
  • Seguimento da verificação experimental para captação e recuperação detalhadas e detalhadas do conhecimento.

A série de XperiDesk endereça a maioria das exigências acima alistadas e cobre o ciclo de revelação completo para a elevação - processos de manufactura da tecnologia como representado em Figura 2.

Figura 2. ciclo de Revelação com screenshots de XperiDesk

Conclusões

Uma revisão de práticas comuns da revelação de processo foi dada e as deficiências que resultam daquelas práticas foram destacadas. As edições foram agrupadas em categorias diferentes e as aproximações da solução potencial foram esboçadas. Disso as exigências para ferramentas do software support foram derivadas. Estas exigências podem ser cumpridas por uma categoria nova do software chamada Sistema da Execução da Revelação de Processo (PDES).

Um PDES apoia o fluxo inteiro da revelação - da primeira ideia do dispositivo a transferência da receita resultante na produção ou a uma colaboração partner. Conseqüentemente, fecha o laço da revelação e alimenta resultados de hoje do mundo real nas ideias de amanhã. Pode nunca substituir a faculdade criadora dos coordenadores, mas pode ajudar coordenadores a centrar-se sobre boas ideias e a obter livrados de ideias ruins cedo sobre. Adicionalmente, um PDES pode remover as cargas do levantamento de dados da documentação e fornecendo meios automatizados para estas finalidades.

Igualmente fornece um campo de jogos para que os coordenadores testem suas ideias em um ambiente virtual da fabricação, fornecendo maneiras de explorar mais ideias do que previamente possíveis. Um PDES dá a uma empresa umas vantagens competitivas desenvolvendo melhores soluções e fornecendo um tempo-à-mercado mais curto. Os conceitos para PDES foram pesquisados no PASSEIO do Projecto de investigação da UE (ISTS 507965) e tornaram-se disponíveis no comércio como o conjunto de software de XperiDesk.


Referências

1. J. Popp, D. Ortloff, A. Wagener. Apoio da Revelação para o Projecto de Processo de Manufactura. No Fórum de GSA, Volume 15, Nenhum 1, Em março de 2008.
2. A. Wagener, J. Popp K. Hahn, R. Brück; Ortloff, D.: Projecto de Processo e Apoio do Seguimento para MEMS. Em: Continuações de SPIE: Tecnologia de Processamento X de Micromachining e de Microfabrication, San Jose BD. 6109, 2006. - Photonics 2006 Ocidental
3. D. Ortloff, F. Cooijmans.; B. Veenstra: Uma Aproximação Sistemática Para a Reprodutibilidade e o Seguimento da Revelação de Processo de MEMS. Em: Continuações da 10o Conferência Internacional sobre a Comercialização de Micro e Sistemas Nano, Baden-Baden, 2005. - COMS 2005
4. B. Veenstra, D. Ortloff, S. Langenhuisen: Uma aproximação para trocar e gerar o conhecimento da Revelação de Processo de MEMS. Em: Continuações da 11a Conferência Internacional sobre a Comercialização de Micro e Sistemas Nano, St Petersburg, 2006. - COMS 2006

Copyright AZoNano.com, MANCEF.org

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

Last Update: 14. June 2013 04:37

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit