現場管制與製造執行系統

面對生產步驟複雜且冗長，製程別與產品別多樣化，再加上產品生命週期短。嚴謹 的現場管制是迎接 e 世代競爭與挑戰所必需的，相對而來是如何快速準確的將生產現場 各類即時資料蒐集並迅速轉換成有用資訊，傳遞到相關需求單位進行分析、決策與執行。

2.2.1 現場管制系統之定義與功能

在 APICS (營運管理協會 The Association for Operations Management)字典中，定義 現場 管制系統(Shop-Floor Control system, SFC system)為「一系統利用來自現場資料搭配資料處 理檔案進行現場指示與工作站上狀態資訊的維護和溝通。」[Chase, et al., 2004]。

Groover 提出[Groover, 2001] 現場管制(Shop Flow Control)是關於工廠生產訂單發派，

監督與控制訂單進度通達到各工作中心，和取得目前訂單的狀態資訊。並指出一典型的 現場管制系統包含三個構面：(1) 訂單發派(Order release)﹐(2)訂單排程(Order Scheduling)﹐

(3)訂單進度(Order Progress)，如圖 7。

圖 ７ Groover 之現場管制系統三個構面 資料來源：[Groover, 2001]

在此 SFC 系統中 Groover 另特別提到 工廠資料收集系統 Factory data collection system(FDC system)，FDC 系統由各種紙本文件，終端機，及工廠內的各自動化元件來對 現場運作收集資料，加上資料的匯集和處理的用意，故 FDC 被當做 SFC 系統中訂單進 度模組之輸入部份，它也是可影響訂單排程的優先度管制的輸入。

特別針對 FDC 系統，Groove 認為可分為手動和自動化系統：

1. 手動資料輸入技術： 以手動為導向的技術，透過讀取和填入下列紙本表單來指 示訂單進度。此技術平均有約 3%的輸入錯誤率，及造成時間浪費問題。

z 工作流程卡(Job traveler)

z 員工時間表(Employee time sheet) z 作業封條(Operation tear strips) z 穿孔卡片(Prepunched card)

2. 自動和半自動資料收集系統： 資料收集終端機由人工利用簡單電腦小鍵盤或方 便的文數字鍵盤輸入訂單進度資料。此法的錯誤率為 0.3%，並能加上錯誤檢核 程序以偵錯。且能搭配如光學條碼或磁卡等更自動化的輸入技術。

SFC 為現場管理重要工具，自圖 7 可見在 Groover 提出之系統中，FDC 在現場管制系 統三個構面與工廠運作間扮演了溝通樞紐的角色。故強化 FDC 為一重要課題，光學條 碼與磁卡等自動化的輸入技術對 SFC 來說已提供了相當的貢獻，而 RFID 技術的將可再 強化其資訊更新之即時性。透過後續將提及的耐遮蔽、耐髒污與內建 IC 晶片所具記憶 控制等特性，對 SFC 中 FDC 的即時性與正確率，訂單排程(Order Scheduling)後之派工 (Dispatch)自動化，及後續自動物料控管系統(Automated material handling systems, AMHS) 等均可扮演相當重要角色。

2.2.2 製造執行系統(MES)

製 造 現 場 如 何 在 最 短 時 間 內 即 時 收 集 與 運 用 最 豐 富 的 資 訊 ， 製 造 執 行 系 統 (Manufacturing Execution System，MES)為目前首要工具。依 MESA 協會(Manufacturing Enterprise Solutions Association)定義指出 MES 系統為產品自工單發出到成品產出過程 中，扮演生產活動最佳化的資訊傳遞者。當事件發生變化時，藉即時正確的資訊、生產 執行系統規範、原始工作狀況、資料反應及回饋，進行快速回應以減少無附加價值生產 活動，提昇工廠生產效率。MES 具改善生產條件、準時出貨、庫存週轉、生產毛利及現

金流量效益，並在企業與供應鏈間提供雙向生產資訊流。[MESA White Paper No.6, 1997]。

依 MESA 歸納 MES 之基本功能有 11 項，透過這些功能可與其他八大類系統連繫而 為企業創造競爭優勢，見圖 8。NiravC, et al.(2004)提出下列三大功能與提供即時的產品 資訊相關：[NiravC, et al., 2004]

z 產品追蹤與記錄(Product Tracking & Genealogy)：監測各單位(unit)，批次 (Batches)，或產品批(Lots)之產出進度以產生完整的產品歷史資料。

z 資源分配與狀況(Resource Allocation / Status)：透過即時產品資訊引導人員，設 備，工具和物料做該做的事，並追蹤目前是否正在進行或已完成。

z 資料收集與取得(Data Collection / Acquisition)：觀察收集和組織來自人員、設備 或控制的製程、物料、和操作資料。

圖 ８ MES Functional Model

資料來源：[MESA White Paper No.6, 1997]

目前在國內晶圓廠較主要使用的幾個 MES 軟體[李雅婷，89]：

z 300mm 晶圓廠：Encore Promis(軟體商：PRI)、SIView(軟體商：IBM)、Fab300 WSOpen(軟體商：Applied Materials)、FactoryWorks(軟體商：Brooks)

z 200mm 晶圓廠：PROMIS(軟體商：Promis)、Workstream(軟體商：Consilium)、

Poseidon(軟體商：IBM)