Повторяющиеся Недостатки в процесс поддержки развития

Д-р Дирк Ortloff

Рассматриваемые вопросы

Абстрактный
Введение
Недостатки
Давление рынка
Использование виртуальных Предварительная оценка
Недостаточность внутреннего управления информацией
Документация и поддержка соответствия
Требование
Решения
Выводы
Ссылки

Абстрактный

Сегодня множество неопределенностей и препятствий вызов новые разработки продукта или усовершенствования. Это особенно актуально при разработке микроэлектромеханических систем (MEMS), наноэлектромеханических систем (НЭМС) или нано масштабе тонкопленочные приборы и их конкретными требованиями, производственных процессов. Разнообразие технологических вариантов и их ограничений, а также сокращение геометрии и других внешних и внутренних сил подавить инженеров и положить технологий до предела. Эта статья систематически исследует различные области внешних и внутренних факторов и их влияния на МЭМС и НЭМС развития процесса.

Для того чтобы справиться с проблемами растущей сложности в МЭМС / НЭМС изготовления процесса разработки нового подхода к адекватной автоматизации процесса проектирования необходимы. Подход должен охватывать разработку новых последовательностей процесс с самого начала идея окончательной передачи в серийное производство. Она также должна обеспечивать средства для электронной передачи технологических данных и знаний для технологических партнеров.

Далее по этой бумаге собирает требования к функциональности программного обеспечения костюмы для поддержки этого подхода. В нем подчеркивается, что требования растущего будущих рынков может быть выполнено только путем интенсивного использования таких инструментов программного обеспечения работать рука об руку с методологиями продуктов машиностроения. Инструменты такого рода попадают в категорию процесс разработки исполнения системы (СРПО) рационализации и автоматизации многих задач, выполняемых вручную сегодня. Эти вопросы были рассмотрены в ЕС исследовательского проекта PROMENADE (ТИО 507 965) и его публикации ^2-4 . Одним из инструментов этой категории выполняют многие из этих потребностей XperiDesk ® коммерциализации PROMENADE результаты.

Введение

Проекты в области развития новых рецептов изготовления МЭМС и НЭМС устройств оспорена различными внешними и внутренними требованиями. В следующем разделе недостатков в результате общей практики в области развития будут выделены. Чтобы мотивировать тех, давайте посмотрим на существующую практику развития. Этот план проекта развития процесса был ранее опубликован ¹ в подобной манере.

Каждый новый продукт или продукт повышения начинается с новой идеей. В области процесса и конструкции прибора для МЭМС и НЭМС, личный опыт, накопленный в ходе предыдущих разработок, внести существенный вклад в новые разработки.

Другие источники информации и вдохновения включать коллег, научных статей и старых книг лаборатории. Тем не менее, именно здесь возникают проблемы. Коллеги не всегда доступны, и это не всегда понятно, если определенный эксперимент уже проводится. Лаборатория книги большой ресурс для исторических данных, но в большинстве случаев, они полезны только для людей, которые писали их, как они знают, где искать и как их читать. Даже если компьютер файлы доступны, они часто распространяются на несколько файловых серверов или прячутся в каком-то месте, и они только упорядоченные по одномерной критерий. Поиск с другой точки зрения, практически невозможно.

Кроме того, каждый инженер имеет его / ее собственный способ хранения информации, а это означает, что различные офисные и бесплатное программное обеспечение используется для создания документации. Уже в этом первом этапе устройство и процесс разработки много хороших идей слом просто потому, что не хватает времени, чтобы сделать необходимые исследования и исследовать пространство решений достаточно.

Как только эти начальные препятствия преодолены, инженер затем начинает проектирование нового потока процесса, направленного на производство устройств в виду. Это может быть сделано на бумаге или с помощью офисных инструментов, таких как обработка текстов и электронных таблиц. Файлов и форматов данных обычно колеблется от инженера до инженера. Критическая проблема такого подхода заключается в том, что в большинстве случаев только "хорошие" рецепты и результаты сохраняются. Неудачные эксперименты и их итоговые данные часто отбрасывается, не должным образом архивировать и часто забывают.

Например, коллега может изменить конфигурацию машины (без оформления его), или машины, использовавшиеся в предыдущих экспериментах, может быть недоступна больше, что затрудняет использование и воспроизведение результатов предыдущих экспериментов. В результате этой практики, только один инженер или небольшой группы инженеров знания выгоды от неудачных экспериментов. Это приводит к повторению ошибок, которые дорого с точки зрения времени, ресурсов и денег. Так что не архивировать полное контексте эксперимента пределах воспроизводимости и отходов ценные ресурсы.

Следующим шагом в разработке нового производственного процесса заключается в проверке собранных технологического процесса. Все ли необходимые меры очистки там? Не является ли температура бюджета встретились? Будет ли эта последовательность шагов загрязнять машины? Тем не менее, эти вопросы относятся только к технологичности аспект технологического процесса, а не функциональный аспект. Это становится ясно, что многие ограничения должны быть выполнены и многие ограничения должны быть преодолены для разработки «хороших» технологического процесса.

Из-за ограничения по времени нанесенный более короткие циклы развития, эти оценки иногда не достаточно тщательно. Самое большее, другие опытные инженеры оценки технологического процесса и оценить его, с их точки зрения, используя свои собственные переживания. Проблема такого подхода является то, что опытные инженеры не всегда доступны в рамках компании. Даже если есть тщательный процесс обзора, никто не совершенен, и технология обработки становится все более сложным с каждым днем.

Простые ошибки, например, при наличии неправильного материала в машину неправильно, может иметь большое влияние на проект, от используемого оборудования и компании. Эти ошибки приводят к задержке результатов и поврежденных машин, которые прерывания производственной линии. Наконец, первого запуска технологического процесса выполняется, а результаты оценены.

В большинстве случаев, первый запуск является частичный успех или не успех вовсе. Тем не менее, ценные накопления опыта. Тем не менее, различные данные и фотографии (с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ), атомно-силовых микроскопов (АСМ) и т.д.) создаются в ходе оценки. Эти файлы хранятся на файловом сервере, и часто только посмотрел на лиц, непосредственно участвующих потому что они знают свое место и то, что эксперимент они принадлежат. Что еще хуже, обсуждение этих данных происходит через электронную почту. В результате этой практики, неформальные знания о процессе сохраняются только на почтовом сервере, а доступ к этим знанием раз за разом прошел очень трудно.

После завершения эксперимента, результаты и выводы используются для корректировки технологического процесса или устройства дизайн, и новая итерация рецепт и дизайн начинается. Тем не менее, пространство параметров стала слишком большой для человека. Некоторые ненужные эксперименты проводятся на "зиг-заг" путь к финальной версии процесса или увольнение идея.

Расследование выше изложенные практике дает представление вопросов в ходе процесса развития и указывает на огромный потенциал для необходимых улучшений. Оставшаяся часть статьи выглядит более подробно в изложенных выше, а также дополнительные препятствия и вызовы.

Недостатки

Как мотивирован во внедрении существующих инструментов развития процесса и практики страдают от ряда проблем, касающихся надлежащей поддержки. Эти недостатки могут быть сгруппированы в четырех основных областях:

1. Рыночные факторы и тенденции, которые должны быть решены компаний с недостаточными инструментами для экспериментов, сотрудничества и стандартизации.
2. Ограниченного использования виртуальных предварительную оценку возможности (например, технологичность оценки) и моделирования по нескольким различным причинам.
3. Недостаточно внутренней информации и управления знаниями.
4. Недостаточное документации и соблюдения поддержку.

Давление рынка

Мире конкуренции и потребности рынка в результате все быстрее и быстрее время выхода на требования рынка. Это требует более эффективных подходов к развитию. Несколько различных маршрутах могут быть предприняты для достижения этой цели.

Один из способов подхода время выхода на рынок вопросом является использование виртуального прототипирования и виртуального предварительной оценки. Виртуальный прототип может значительно ускорить развитие, предлагая первые результаты быстрее. Она также позволяет проверки более потенциально полезных вариантов в то же время. Поиск недостатки в разработанных рецептур и возможные альтернативы ранее в процессе разработки могут сократить время и затраты значительно. К сожалению, соответствующее программное обеспечение для решения этих задач часто оказывается недостаточно в лучшем случае.

Другой подход к ускорению развития является повторное использование как можно больше от предыдущих разработок. Для этого централизованным управлением и воспроизводимые рецепты и результаты в области развития является необходимым условием. Из-за неоднородного документации форматов, разрозненные данные результатов и недостаточного извлечения означает, что это условие часто не выполняется.

Сотрудничество между различными людьми и группами внутри компании является обязательным для высокотехнологичных разработок. Это может включать сотрудничество между различными группами по всему миру. Рыночные тенденции и затраты на разработку, даже диск необходимость в совместных мероприятий в области развития между различными юридическими лицами. Сотрудничество может улучшить время выхода на рынок.

Однако надлежащего центральной платформы разработки, в том числе связи и электронных функциональных передачи знаний, необходимо, чтобы сделать это эффективно. Это особенно верно, если процесс познания должен быть переведен на новое место. Настройка процесса на получение сайта часто представляет отклонений от запланированных результатов ссылки. Часто эти отклонения должны быть исследованы снова, потому что нет собственных справочной базы присутствует. Это приводит к пониманию того, что обычная практика сегодняшней передаче технологии через длительный процесс синих книг и инженер переводов не будет соответствовать времени и потребности в ресурсах будущих разработок.

Использование виртуальных Предварительная оценка

Как мотивирован выше, виртуального прототипирования и предварительной оценки могут ускорить развитие и сократить издержки. Иногда использование виртуальных предварительную оценку новых возможностей, структурной моделирования ограничена пропускной способностью моделирования экспертов или наличие необходимого моделирование и техническое обслуживание средств. Это часто из-за локальных установок программного обеспечения и технического обслуживания, а также из-за необходимости специально обученный личный развивать например конфигураций моделирования. Эти квалифицированные люди становятся препятствием для эффективного использования средств моделирования или других виртуальных средств оценки. Поэтому «Идея чеков" осуществляются через живые эксперименты вызывают увеличение времени и ресурсов, затрачиваемых а также сокращение пространства решений изучены. Это заставляет инженеров отказаться от хорошей идеи только потому, что нет достаточного количества времени для выполнения необходимых исследований и исследований.

Кроме того, в настоящее время рецепты стали чрезвычайно сложны, поэтому, что трудно даже для опытных технологов для выявления всех потенциальных сокращений внутри технологического процесса. Поэтому руководство обзор runcards и планируемых делает, стал утомительным, трудоемким, а иногда даже к ошибкам задачей. Необоснованно включили в десятичной точки вручную порожденных runcards, непоследовательные обновления подмодулей в потоке, материальные несоответствия или несовместимости, становится все труднее обнаружить и может вызвать целыми партиями, чтобы не быть полезным или, в крайнем случае, могут даже повредить или загрязнить технологического оборудования.

Недостаточность внутреннего управления информацией

Другая группа вопросов является недостаточной внутренней информации и управления знаниями в результате повторяющихся инженерии "дежа вю в". Опыт, накопленный на предыдущих разработок, научных работ, а старые лабораторного книги обеспечивают значительный вклад в реализацию идеи новых продуктов. Не имея недостаточные или только структуры в этих данных вызывает массу неприятностей и двойной работы. Эксперты в области производства полупроводников оценки процесса разработки, что 10-15% не удалось, и двойной экспериментов можно было бы избежать, если предыдущие результаты будут доступны в более простой способ. Это связано с вопросов, связанных с инженером колебания между различными проектами. Перемещение эксперт проекта в другой проект может поставить под угрозу предыдущего проекта в то время как инженеры движется в выполняемого проекта затоплены много неструктурированной информации.

Кроме того, традиционные средства хранения данных обеспечивают только одномерные критерий поиска. Беспорядок на рабочем месте результате хранения данных и важные данные на локальных дисках причина утомительно и чревато ошибками ручной сбор данных, а иногда даже к потере данных. Кроме того, часто только чистый точек данных или в результате наборы данных, которые хранятся с ограниченным или нет информационным контекстом. Наличие только ограниченного контекста создает проблемы при попытке воспроизвести ранее видели эффектов или результат в привлечении неправильные выводы из причинно-следственного анализа. Эти обстоятельства производить "дежа вю" в форме "Как только мы результат ..." что может быть очень раздражает и дорогостоящим.

Документация и поддержка соответствия

Документирование и отчетность прогресса в области развития может быть утомительным в лучшем случае. Беспорядок на рабочем месте хранения результатов ставит основной ручного труда на инженеров-разработчиков требуя от них вручную собирать данные из разных машин. Кроме того, сборка собрана результате данные в отчеты и оценки может занять большую часть инженерных времени. Докладывая о состоянии разработки часто раза больше ручной сборки отчетов, чем автоматизированный процесс. Входные данные часто не в курсе, так что работа In Progress (WIP) статус не обязательно точно. Влияние этих эффектов даже усугубляется обеспечения качества и соблюдения требований, таких как ISO 900X, CMMI, SOX и т.п. Потому что те применяют все больше и больше развития, а также в производстве, есть устойчивый спрос для выполнения требований в документации.

Требование

Чтобы обойти или ограничить последствия описанных выше инструментов проблемами программного обеспечения не требуется. Наличие центральной платформы в состоянии поддерживать планирования эксперимента, проверка и сбор данных результата могли бы рационализировать все эти усилия. Кроме того, такая платформа может собирать исходные данные для планирования будущих проектов, сохраняя график прогрессии. Такое программное средство должно отвечать следующим высокого уровня требований:

• Поддержка полного цикла разработки, представленные на рисунке 1.
• Разрешить сотрудничества внутренне и внешне, но и обеспечить мелкозернистой защиты и управления правами
• Разрешить всеобъемлющего и селективного импорта и экспорта механизмы передачи технологий
• Предоставление виртуальных предварительную оценку возможности для предотвращения неудачных экспериментов как можно больше
• Предложение механизмами предварительного оценки технологичности недавно рецепт дизайн
• Разрешить все инженеры для выполнения виртуальных оценок, а не ограничения использования в / через эксперты
• Предложение полного захвата и доступ к исторической информации (структурированные, так и неформальных)
• Обеспечить мощную и подробный поиск исторической информации с различных точек зрения
• Содержат механизмы для сбора, классификации и управления информацией результате автоматически
• Обложка документации требования к обеспечению качества и соблюдения нормативных требований
• Предоставление расширенных отчетов и планирования
• Разрешить центрального аппарата и распределения и выполнения на нескольких различных платформах

Рисунок 1. Развитие цикла, которые будут поддерживаться СРПО

Решения

Перечисленные требования могут быть выполнены процесс разработки исполнения системы (СРПО). СРПО похожа на системы управления производством (MES) в нескольких аспектах. Центральной отличительной чертой является то, что PDESs приспособлены для управления развитием производственного процесса в то время как MES приспособлены для выполнения объема производства с использованием разработанных процесса. Поэтому в центре внимания и набор инструментов от СРПО больше на меньший объем, но выше, гибкость и экспериментирование свободы. Средств МЧС в большей степени сосредоточены на менее дисперсии, более высокие объемы, более жесткий контроль, а также логистики. Оба вида прикладного программного обеспечения имеют в общем, что они увеличивают прослеживаемости, производительности и качества (для СРПО качества разработанного технологического процесса, в отличие от качества выпускаемой хорошо для MES).

СРПО предлагает простой способ получить доступ к этим предыдущих разработок в структурированном виде. Информацию можно получить быстрее и предыдущие результаты могут быть приняты во внимание более эффективно. СРПО как правило, предоставляет средства для отображения и результат поиска данных с различных точек зрения и классифицировать данные по различным аспектам. Эти функциональные возможности будут применены ко всем результате данные, такие как материалы, этапы процесса, машин, экспериментов, документы, фотографии и т.д. СРПО также предоставляет возможность связать объекты, принадлежащие одному и тому же или аналогичном контексте, а также изучить полученную информацию.

Один программный пакет принадлежащих к категории СРПО является XperiDesk, программный продукт коммерчески доступен, начиная с апреля 2008 года. Он поддерживает процесс разработки инженеры со своей задачей поддерживать и развивать высокотехнологичные производства рецепты, например, для производства полупроводников устройства. Использования приводит к значительному повышению производительности процесса инженеров, а также повышение качества процесса.

XperiDesk предоставляет платформу для инженеров-технологов, чтобы работать вместе и делятся своими результатами в глобальном масштабе и дает следующие три шага проверки подход:

• Формальная проверка технологичности использованием абстрактных знаний процесс захватил в правилах
• Проверка с помощью моделирования и визуализации, а также
• Отслеживание экспериментальной проверки для подробного и всеобъемлющего знания захвата и извлечения данных.

XperiDesk набор адресов большинство из перечисленных требований и охватывает полный цикл развития высокотехнологичных производственных процессов, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2. Развитие цикла с XperiDesk скриншоты

Выводы

Обзор общей практики развития процесса было дано и недостатков, в результате этой практики были выделены. Вопросы были сгруппированы в различные категории и возможные подходы решения были обозначены. С этого требования для программных средств поддержки были получены. Эти требования могут быть выполнены по новой категории программного обеспечения, называемого процесса разработки Execution System (СРПО).

СРПО поддерживает весь поток развития - от первой идеи устройства к передаче в результате рецепт в производство или партнера по сотрудничеству. Таким образом, она закрывает цикл развития и питает реальные результаты сегодняшнего мира в идеях завтрашнего дня. Она никогда не сможет заменить творчества инженеров, но он может помочь инженерам, чтобы сосредоточиться на хороших идей и, чтобы избавиться от плохих идей на ранних стадиях. Кроме того, СРПО может удалить документации и бремя сбора данных, предоставляя автоматизированные средства для этих целей.

Он также предоставляет площадку для инженеров, чтобы проверить свои идеи в виртуальной среде, изготовление, обеспечивая способов исследовать больше идей, чем было возможно ранее. СРПО дает компании конкурентное преимущество за счет разработки более эффективных решений и предоставления более короткие сроки выхода на рынок. Концепции для СРПО были исследованы в ЕС Исследовательский проект PROMENADE (ТИО 507 965) и стали коммерчески доступны как набор программного обеспечения XperiDesk.

Ссылки

1. Дж. Попп, Д. Ortloff, А. Вагенер. Поддержка разработки для производства процесса проектирования. В GSA форума, том 15, № 1, март 2008 года.
2. А. Вагенер, Дж. Попп К. Хан, Р. Брюк, Ortloff, Д.: Процесс проектирования и отслеживания Поддержка MEMS. В: Труды SPIE: Микрообработка и микротехнологий Технологический процесс X, Сан-Хосе Bd. 6109, 2006. - Photonics West 2006
3. Д. Ortloff, Ф. Cooijmans, Б. Veenstra. Систематический подход к воспроизводимости и слежения за MEMS процесса разработки. В: Труды 10-й Международной конференции по коммерциализации микро-и нано-системы, Баден-Баден, 2005. - COMS 2005
4. Б. Veenstra, Д. Ortloff, С. Langenhuisen: подход к обмену и генерировать знания MEMS процесса разработки. В: Труды 11-й Международной конференции по коммерциализации микро-и нано-системы, Санкт-Петербург, 2006 год. - COMS 2006

Copyright AZoNano.com, MANCEF.org